Ky artikull do të flasë për Mbrojtja e kontaktit të stafetës dhe qarqet hyrëse të pajisjeve të ndjeshme ndaj rritjeve të tensionit dhe rrymës në qarqet DC dhe AC duke përdorur:

• zinxhirë RC;
• qark diodë;
• qark diodë-zener diodë;
• qark varistor.

Kur ndizni dhe fikni pajisje të ndryshme elektrike, rryma në qarkun elektrik, si rregull, ndryshon nga vlera e gjendjes së qëndrueshme. Në këtë rast, madhësia e shpërndarjes është disa herë. Më poshtë janë diagramet e ndryshimeve aktuale kur aktivizohen lloje të ndryshme tipike ngarkesash.

Kur një ngarkesë induktive është e fikur, ndodh një emf vetë-induktiv (nga disa qindra në disa mijëra volt). Një rritje e tillë e tensionit mund të dëmtojë elementin komutues ose të zvogëlojë ndjeshëm jetën e tij të shërbimit. Nëse rryma në këto ngarkesa është relativisht e vogël (disa amper), atëherë efekti i emf-it të vetë-induktuar në kontaktet që ndërrojnë ngarkesën induktive mund të çojë në shkarkimin e koronës ose harkun.

Kjo, nga ana tjetër, mund të çojë në shfaqjen e oksideve dhe karbiteve në kontaktet. Ndikimi i EMF vetë-induktiv mund të dëmtojë gjithashtu një pajisje që ndan një qark energjie me një ngarkesë induktive.

Për shembull, një stafetë elektronike kohore e lidhur paralelisht me një stafetë të ndërmjetme të fuqishme mund të dëmtohet ose të jetë e paqëndrueshme nëse nuk merren masa për të mbrojtur kundër EMF vetë-induksioni.

Kur ndodh një hark elektrik midis kontakteve, pikat e kontaktit shkatërrohen për shkak të transferimit të materialit nga sipërfaqet kontaktuese. Kjo çon në saldimin e kontakteve dhe një ndryshim në formën e kontakteve dhe, si pasojë, në një rritje të rezistencës së kontaktit.

Një rritje në rezistencën e kontaktit çon në një rritje të gjenerimit të nxehtësisë në vendin e kontaktit, oksidimin e saj dhe, si rezultat, në humbjen e plotë të kontaktit.

Për të ruajtur jetën e kontaktit dhe për të mbrojtur ngarkesat, përdoren metoda të ndryshme mbrojtjeje.

Mbrojtja e kontakteve dhe qarqeve hyrëse të pajisjeve të ndjeshme ndaj rritjeve të tensionit dhe rrymës në qarqet DC dhe AC.

Një zinxhir RC për shtypjen e interferencave (snubber rrjeti, amortizues rrjeti, RC SNUBBER NETWORKS, element RC) është një pajisje që përdoret për të shtypur rritjet e tensionit (Surge suppressors) në qarqet elektrike, një pajisje për shtypjen e tensioneve të mbitensionit.

Përdorimi i qarqeve RC zbut dhe kufizon mbitensionet e kalimit në elementët e qarqeve të kontrollit të stafetës, zvogëlon ndezjen në kontaktet e stafetës së kontrollit dhe në këtë mënyrë rrit jetën e tij të kalimit. Parandalimi ose minimizimi i shkëndijave në kontaktet e stafetës zvogëlon intensitetin e rrezatimit elektromagnetik të gjeneruar gjatë momenteve të ndërrimit, gjë që siguron imunitetin e nevojshëm ndaj zhurmës kur përdorni qarqe elektronike të ndjeshme.

Një qark RC përbëhet nga një kondensator dhe një rezistencë e lidhur në seri. Kondensatori duhet të thithë energjinë e impulseve të rrymës dhe tensionit dhe të sigurojë mbrojtje kundër potencialeve të krijuara nga induktiviteti gjatë shkëputjes dhe kërcimit të kontaktit. Dielektriku i kondensatorit të përdorur në qarkun snubber duhet të përballojë madhësinë e mbitensionit. Rezistenca duhet të jetë e një lloji jo induktiv për të siguruar performancë të lartë të snubber-it dhe për të përcjellë rrymën e zhurmës së impulsit. Shkarkimet e shkëndijave dhe zhurma e induktuar e krijuar gjatë ndërrimit duhet të absorbohen në mënyrë efektive nga qarku RC.

Kur kontrolloni pajisjet elektromagnetike me induktivitet të konsiderueshëm (për shembull, solenoidet e valvulave solenoid, mbështjelljet e startuesve elektromagnetikë, reletë dhe kontaktorët), rekomandohet përdorimi i qarqeve RC që shtypin zhurmën në përputhje me diagramin e paraqitur në Fig. 1.

Oriz. 1. Përfshirja e një qarku RC që shtyp zhurmën në qarkun e kontrollit të kontaktorit. a) qark pa qark RC; b) qark me një qark RC të lidhur

Oshilogramet e detajuara të marra në qarkun e kontrollit të një ATS reale janë paraqitur në figurat e mëposhtme.

Në Fig. Figura 2 tregon një oshilogram të tensionit 220 V në spiralen e stafetës së kontrollit në një qark pa një qark për shtypjen e zhurmës RC, në përputhje me Fig. 1a. Qarku përdor një kontaktor ABB ESB 20-11 Rritja e tensionit kur kontaktet e stafetës së kontrollit janë fikur ishte +2200 V (1 ndarje = 1000 V).

Oriz. 2. Oshilogrami i tensionit në bobinën e stafetës së kontrollit në një qark pa një qark RC që shtyp zhurmën.

Në Fig. Figura 3 tregon një oshilogram të tensionit 220 V në spiralen e stafetës së kontrollit në një qark me një qark RC të instaluar për shtypjen e zhurmës, në përputhje me Fig. 1b. Qarku përdor një kontaktor ABB ESB 20-11 Nuk ka rritje të tensionit kur kontaktet e stafetës së kontrollit janë shkëputur (1 div = 1000 V).

Oriz. 3. Oshilogrami i tensionit në bobinën e stafetës së kontrollit në një qark me një qark RC të instaluar për shtypjen e zhurmës.

Oriz. 4. Mënyra e lidhjes së qarkut RC me kontaktorin

Shënim. Përdorimi i një qarku RC për shtypjen e zhurmës me parametrat e specifikuar çon në një rritje të lehtë të kohës së mbylljes së kontaktorit/ startuesit magnetik. Kjo vonesë varion nga 0,05 deri në 0,015 s, në varësi të llojit të kontaktorit. Në shumicën e aplikacioneve, rritja e vonesës është e papërfillshme.

Zgjedhja e gabuar e parametrave të qarkut të shtypjes së zhurmës RC në spirale çon në funksionimin më të ngadaltë të kontaktorit në mënyra të caktuara funksionimi dhe tronditje edhe më të madhe të kontakteve të tij të fuqisë.

Zinxhirët RC:

• Qarku RC me një kondensator me kapacitet 0,1 μF/630V DC dhe një rezistencë me rezistencë 100 Ohm/2 W për tension - 250/600 V (AC/DC);
• Qarku RC me një kondensator me kapacitet 0,47 µF/400 V dhe një rezistencë me rezistencë 220 Ohm/2 W - 127/200 V (AC/DC).

Bazuar në materialet: wel.net.ua

Ato që kanë një dalje diskrete (rele, transistor) shpesh lidhen me një ngarkesë induktive (pajisjet që përmbajnë një induktor). Shfaqja e shkarkimeve të harkut kur hapen qarqe të tilla elektrike ka një efekt jashtëzakonisht negativ në performancën e kontakteve të stafetës dhe fazat e daljes së sensorëve, duke zvogëluar jetën e tyre të shërbimit.

Për të eliminuar efektet e dëmshme të shkarkimeve të harkut, përdoren qarqet e shuarjes së shkëndijave, të instaluara paralelisht me kontaktet e stafetës ose paralelisht me ngarkesën.

Pa hyrë në fizikën e proceseve kalimtare dhe shkaqet e shkarkimeve të harkut, ne do të shqyrtojmë qarqet më efektive dhe më të përdorura për shuarjen e shkëndijave të rrymës direkte dhe alternative.

Qarqet DC:

Dioda e silikonit lidhet paralelisht me ngarkesën induktive kur kontaktet janë të mbyllura dhe në gjendje të qëndrueshme, ajo nuk ka asnjë efekt në funksionimin e qarkut. Kur ngarkesa është e fikur, shfaqet një tension i vetë-induksionit, polariteti i të cilit është i kundërt me tensionin e funksionimit, dioda hapet dhe largon ngarkesën induktive. Diodat janë jashtëzakonisht efektive në eliminimin e harkut dhe parandalimin e djegies së kontakteve të stafetës më mirë se çdo qark tjetër për shtypjen e shkëndijave. Kjo metodë është gjithashtu e zbatueshme për alarmet me dalje tranzistor.

Rregullat për zgjedhjen e një diodë të kundërt:

Qarku RC është mjeti më i lirë dhe më i përdorur për mbrojtjen e qarqeve AC dhe DC.

Ndryshe nga qarqet e diodës, qarqet RC mund të instalohen ose paralelisht me ngarkesën ose paralelisht me kontaktet e stafetës. Në disa raste, ngarkesa është fizikisht e paarritshme për montimin e elementeve të shuarjes së shkëndijave në të, dhe më pas mënyra e vetme për të mbrojtur kontaktet është të lidhni kontaktet me qarqet RC.

Llogaritja e një qarku RC të lidhur paralelisht me kontaktet e stafetës:

ku C është kapaciteti i qarkut RC, mikrofaradat.

I - rryma e ngarkesës së funksionimit, A.

ku R është rezistenca e qarkut RC, Ohm.

I - rryma e ngarkesës së funksionimit, A.

Mënyra më e lehtë është të përdorni një nomogram universal. Duke përdorur vlerat e njohura të tensionit të burimit të energjisë U dhe rrymës së ngarkesës I, gjenden dy pika në nomogram, pas së cilës vizatohet një vijë e drejtë midis pikave që tregon vlerën e dëshiruar të rezistencës R. Vlera e kapacitetit C matet në një shkallë pranë shkallës aktuale I. Nomogrami i siguron zhvilluesit të dhëna mjaft të sakta, në zbatimin praktik të qarkut, do të jetë e nevojshme të zgjidhni vlerat standarde më të afërta për rezistencën dhe kondensatorin e qarkut RC.

Qarku RC i lidhur paralelisht me ngarkesën

Përdoret aty ku është e padëshirueshme ose e pamundur instalimi i një qarku RC paralel me kontaktet e stafetës. Vlerat e përafërta të mëposhtme të elementeve propozohen për llogaritje:

Për të mbrojtur fazat e tranzitorit të daljes së alarmeve, qarku RC lidhet paralelisht me ngarkesën.

Ndikimi i shkarkimeve të harkut në qëndrueshmërinë e kontakteve të stafetës është aq i madh sa për një inxhinier, njohja e bazave të llogaritjes dhe aplikimit të qarqeve mbrojtëse është thjesht një parakusht.

Qarqet e ndalimit të shkëndijave

Për të zvogëluar dëmtimin e kontakteve nga shkarkimet e harkut, përdoren sa vijon:

1. stafetë speciale me boshllëqe të mëdha kontakti (deri në 10 mm ose më shumë) dhe shpejtësi të lartë të ndërrimit të siguruar nga susta të forta kontakti;
2. fryrje magnetike e kontakteve, e realizuar duke instaluar një magnet të përhershëm ose elektromagnet në rrafshin e hendekut të kontaktit. Fusha magnetike parandalon shfaqjen dhe zhvillimin e një harku dhe mbron në mënyrë efektive kontaktet nga djegia;
3. qarqet ndaluese të shkëndijave të instaluara paralelisht me kontaktet e stafetës ose paralelisht me ngarkesën.

Dy metodat e para garantojnë besueshmëri të lartë për shkak të masave të projektimit gjatë projektimit të stafetës. Në këtë rast, elementët e mbrojtjes së kontaktit të jashtëm zakonisht nuk kërkohen, por reletë speciale dhe fryrja magnetike e kontakteve janë mjaft ekzotike, të shtrenjta dhe dallohen nga madhësia e tyre e madhe dhe fuqia e mbështjelljes së fortë (reletë me një distancë të madhe midis kontakteve kanë burime të forta kontakti) .

Inxhinieria elektrike industriale fokusohet në reletë standarde të lira, kështu që përdorimi i qarqeve të ndalimit të shkëndijave është metoda më e zakonshme për shuarjen e shkarkimeve të harkut në kontakte.

Oriz. 1. Mbrojtja efektive zgjat ndjeshëm jetën e kontakteve:

Teorikisht, shumë parime fizike mund të përdoren për të shuar harkun, por në praktikë përdoren skemat e mëposhtme efektive dhe ekonomike:

1. qarqe RC;
2. dioda me rrota të lira;
3. varistorë;
4. qarqe të kombinuara, për shembull, qark varistor + RC.

Qarqet e sigurisë mund të përfshijnë:

1. paralel me ngarkesën induktive;
2. paralel me kontaktet rele;
3. paralel me kontaktet dhe ngarkesën në të njëjtën kohë.

Në Fig. Figura 1 tregon një lidhje tipike të qarqeve mbrojtëse kur punojnë me rrymë të drejtpërdrejtë.

Qarku i diodës (vetëm qarqet DC)

Qarku më i lirë dhe më i përdorur për shtypjen e tensionit të vetë-induksionit. Dioda e silikonit lidhet paralelisht me ngarkesën induktive kur kontaktet janë të mbyllura dhe në gjendje të qëndrueshme, ajo nuk ka asnjë efekt në funksionimin e qarkut. Kur ngarkesa është e fikur, shfaqet një tension i vetë-induksionit, polariteti i të cilit është i kundërt me tensionin e funksionimit, dioda hapet dhe largon ngarkesën induktive.

Dioda nuk duhet të supozohet se kufizon tensionin e kundërt në rënien e tensionit përpara prej 0,7-1 V. Për shkak të rezistencës së kufizuar të brendshme, rënia e tensionit në diodë varet nga rryma përmes diodës. Ngarkesat e fuqishme induktive janë të afta të zhvillojnë rryma pulsuese vetë-induksioni deri në dhjetëra amper, të cilat për diodat e fuqishme të silikonit korrespondojnë me një rënie tensioni prej rreth 10-20 V. Diodat janë jashtëzakonisht efektive në eliminimin e shkarkimeve të harkut dhe mbrojtjen e kontakteve të stafetës nga djegia më mirë se çdo qark tjetër për shuarjen e shkëndijave.

Rregullat për zgjedhjen e një diodë të kundërt:

1. Rryma e funksionimit dhe voltazhi i kundërt i diodës duhet të jenë të krahasueshme me tensionin nominal dhe rrymën e ngarkesës. Për ngarkesat me një tension operativ deri në 250 VDC dhe një rrymë funksionimi deri në 5 A, dioda e zakonshme e silikonit 1N4007 me një tension të kundërt prej 1000 VDC dhe një rrymë impulsi maksimal deri në 20 A është mjaft e përshtatshme;
2. prizat e diodës duhet të jenë sa më të shkurtra;
3. dioda duhet të ngjitet (vidhos) drejtpërdrejt në ngarkesën induktive, pa tela të gjatë lidhës - kjo përmirëson EMC gjatë proceseve të ndërrimit.

Përparësitë e qarkut të diodës:

1. kosto e ulët dhe besueshmëri;
2. llogaritje e thjeshtë;
3. efikasitetin maksimal të arritshëm.

Disavantazhet e qarkut të diodës:

1. Diodat rrisin kohën e fikjes së ngarkesave induktive me 5-10 herë, gjë që është shumë e padëshirueshme për ngarkesa të tilla si reletë ose kontaktorët (kontaktet hapen më ngadalë, gjë që kontribuon në djegien e tyre), ndërsa mbrojtja e diodës funksionon vetëm në qarqet DC.

Nëse një rezistencë kufizuese lidhet në seri me diodën, atëherë efekti i diodave në kohën e fikjes zvogëlohet, por rezistorët shtesë shkaktojnë tensione të kundërta më të larta sesa vetëm diodat mbrojtëse (tensioni në të gjithë rezistencën bie sipas ligjit të Ohm-it). .

Diodat Zener (për qarqet AC dhe DC)

Në vend të një diode, një diodë zener është instaluar paralelisht me ngarkesën, dhe për qarqet e rrymës alternative, dy dioda zener të lidhura në seri të pasme. Në një qark të tillë, tensioni i kundërt kufizohet nga dioda zener në tensionin e stabilizimit, i cili pakëson disi ndikimin e qarkut mbrojtës nga shkëndija në kohën e mbylljes së ngarkesës.

Duke marrë parasysh rezistencën e brendshme të diodës zener, voltazhi i kundërt në ngarkesa të fuqishme induktive do të jetë më i madh se tensioni i stabilizimit nga sasia e rënies së tensionit në rezistencën diferenciale të diodës zener.

Zgjedhja e një diode zener për qarkun e mbrojtjes:

1. zgjidhet tensioni kufizues i dëshiruar;
2. fuqia e kërkuar e diodës zener zgjidhet duke marrë parasysh rrymën e pikut të zhvilluar nga ngarkesa kur ndodh një tension vetë-induksion;
3. kontrollohet tensioni i vërtetë i shtrëngimit - për këtë qëllim është i dëshirueshëm eksperimenti, dhe kur matni tensionin është i përshtatshëm të përdorni një oshiloskop.

Përparësitë e diodave zener:

1. më pak vonesë fikje sesa në një qark diodë;
2. Diodat Zener mund të përdoren në qarqe të çdo polariteti;
3. Diodat Zener për ngarkesa me fuqi të ulët janë të lira;
4. Qarku funksionon me rrymë alternative dhe të drejtpërdrejtë.

Disavantazhet e diodave zener:

1. më pak efikas sesa në një qark diodë;
2. ngarkesat e fuqishme kërkojnë dioda të shtrenjta zener;
3. Për ngarkesa shumë të fuqishme, një qark me dioda zener është teknikisht i parealizueshëm.

Qarku i varistorit (për qarqet AC dhe DC)

Një varistor i oksidit të metalit ka një karakteristikë të tensionit aktual të ngjashëm me një diodë zener bipolare. Derisa tensioni kufizues të aplikohet në terminale, varistori shkëputet praktikisht nga qarku dhe karakterizohet vetëm nga rrymat e rrjedhjes së mikroamperit dhe kapaciteti i brendshëm në nivelin 150-1000 pF. Me rritjen e tensionit, varistori fillon të hapet pa probleme, duke shmangur ngarkesën induktive me rezistencën e tij të brendshme.

Me madhësi shumë të vogla, varistorët janë në gjendje të shkarkojnë rryma të mëdha pulsi: për një varistor me diametër 7 mm, rryma e shkarkimit mund të jetë e barabartë me 500-1000 A (kohëzgjatja e pulsit më pak se 100 μs).

Llogaritja dhe instalimi i mbrojtjes së varistorit:

1. përcaktohen nga kufijtë e sigurt të tensionit në induktiv
   ngarkesë;
2. rryma e furnizuar nga ngarkesa induktive gjatë vetë-induksionit llogaritet ose matet për të përcaktuar rrymën e kërkuar të varistorit;
3. Sipas katalogut, zgjidhet një varistor për tensionin e kërkuar kufizues, nëse është e nevojshme, varistorët mund të instalohen në seri për të zgjedhur tensionin e kërkuar;
4. është e nevojshme të kontrolloni: varistori duhet të mbyllet në të gjithë gamën e tensioneve të funksionimit në ngarkesë (rryma e rrjedhjes më pak se 10-50 μA);
5. Varistori duhet të montohet në ngarkesë sipas rregullave të përcaktuara për mbrojtjen e diodës.

Përparësitë e mbrojtjes me varistor:

1. varistorët veprojnë në qarqet AC dhe DC;
2. tensioni kufizues i normalizuar;
3. ndikim i papërfillshëm në vonesën e mbylljes;
4. varistorët janë të lirë;
5. Varistorët plotësojnë në mënyrë ideale qarqet mbrojtëse RC kur punojnë me tensione të ngarkesës së lartë.

Disavantazhi i mbrojtjes së varistorit:

1. kur përdorni vetëm varistorë, mbrojtja e kontakteve të stafetës nga një hark elektrik është dukshëm më e keqe sesa në qarqet e diodës.

Qarqet RC (për rrymë direkte dhe alternative)

Ndryshe nga qarqet e diodës dhe varistorit, qarqet RC mund të instalohen paralelisht me ngarkesën dhe paralelisht me kontaktet e stafetës. Në disa raste, ngarkesa është fizikisht e paarritshme për montimin e elementeve të shuarjes së shkëndijave në të, dhe më pas mënyra e vetme për të mbrojtur kontaktet është të lidhni kontaktet me qarqet RC.

Parimi i funksionimit të qarkut RC bazohet në faktin se voltazhi në të gjithë kondensatorin nuk mund të ndryshojë menjëherë. Tensioni i vetë-induksionit është i natyrës pulsuese dhe pjesa e përparme e pulsit për pajisjet elektrike tipike ka një kohëzgjatje prej 1 μs. Kur një impuls i tillë aplikohet në qarkun RC, voltazhi në kondensator fillon të rritet jo menjëherë, por me një konstante kohore të përcaktuar nga vlerat e R dhe C.

Nëse supozojmë se rezistenca e brendshme e burimit të energjisë është zero, atëherë lidhja e qarkut RC paralelisht me ngarkesën është e barabartë me lidhjen e qarkut RC paralelisht me kontaktet rele. Në këtë kuptim, nuk ka asnjë ndryshim thelbësor në instalimin e elementeve të zinxhirit shuarës të shkëndijave për qarqe të ndryshme komutuese.

Qarku RC paralel me kontaktet rele

Kondensatori (shih Fig. 2) fillon të ngarkohet kur kontaktet e stafetës hapen. Nëse koha e ngarkimit të kondensatorit në tensionin e ndezjes së harkut në kontakte zgjidhet më e madhe se koha e divergjencës së kontakteve në një distancë në të cilën nuk mund të ndodhë një hark, atëherë kontaktet mbrohen plotësisht nga shfaqja e një harku. Ky rast është ideal dhe i pamundur në praktikë. Në raste reale, qarku RC ndihmon, kur qarku hapet, të mbajë një tension të ulët në kontaktet e stafetës dhe në këtë mënyrë të zvogëlojë ndikimin e harkut.

Oriz. 2. Elementet mbrojtëse mund të lidhen paralelisht me kontaktet dhe paralelisht me ngarkesën:

Kur vetëm një kondensator lidhet paralelisht me kontaktet e releit, qarku i mbrojtjes gjithashtu funksionon në parim, por shkarkimi i kondensatorit përmes kontakteve të stafetës kur ato janë të mbyllura çon në një hyrje të rrymës përmes kontakteve, e cila është e padëshirueshme. Në këtë kuptim, qarku RC optimizon të gjitha proceset kalimtare si gjatë mbylljes dhe hapjes së kontakteve.

Llogaritja e qarkut RC

Mënyra më e lehtë është përdorimi i nomogramit universal të paraqitur në Fig. 3. Bazuar në tensionin e njohur të furnizimit me energji elektrike U dhe rryma e ngarkesës I gjeni dy pika në nomogram, pas së cilës vizatohet një vijë e drejtë midis pikave që tregojnë vlerën e dëshiruar të rezistencës R. Vlera e kapacitetit ME numërohet në një shkallë pranë shkallës aktuale I. Nomogrami i siguron zhvilluesit të dhëna mjaft të sakta gjatë zbatimit praktik të qarkut, do të jetë e nevojshme të zgjidhni vlerat standarde më të afërta për rezistencën dhe kondensatorin e qarkut RC;

Oriz. 3. Nomogrami më i përshtatshëm dhe i saktë për përcaktimin e parametrave të qarkut mbrojtës RC (dhe ky grafik është tashmë më shumë se 50 vjeç!)

Zgjedhja e një kondensatori dhe rezistenca për qarkun RC

Kondensatori duhet të përdoret vetëm me një film ose dielektrik letre. Kur zgjidhni një rezistencë, duhet të mbani mend se ai shpërndan shumë energji gjatë procesit kalimtar. Mund të rekomandohet përdorimi i rezistorëve me fuqi 1-2 W për qarqet RC, dhe duhet patjetër të kontrolloni nëse rezistenca është projektuar për tension të lartë të vetë-induktivitetit pulsues. Është më mirë të përdorni rezistorë me tela, por ato me film metalik ose karboni të mbushura me komponime qeramike gjithashtu funksionojnë mirë.

Përparësitë e qarkut RC:

1. shuarje e mirë e harkut;
2. nuk ka ndikim në kohën e fikjes së ngarkesës induktive.

Karakteristikat e qarkut RC: nevoja për të përdorur kondensator dhe rezistencë me cilësi të lartë. Në përgjithësi, përdorimi i qarqeve RC është gjithmonë i justifikuar ekonomikisht.

Kur instaloni një qark shuarjeje paralele me kontaktet AC, me kontaktet e stafetës të hapura, një rrymë rrjedhjeje e përcaktuar nga impedanca e qarkut RC do të rrjedhë përmes ngarkesës. Nëse ngarkesa nuk lejon që rryma e rrjedhjes të rrjedhë ose kjo është e padëshirueshme për arsye të projektimit të qarkut dhe për arsye sigurie të personelit, atëherë është e nevojshme të instaloni qarkun RC paralelisht me ngarkesën.

Kombinimi i qarkut RC dhe qarkut të diodës

Një qark i tillë (ndonjëherë i quajtur qark DRC) është jashtëzakonisht efikas dhe ju lejon të zvogëloni në zero të gjitha efektet e padëshiruara të një harku elektrik në kontaktet e stafetës.

Përparësitë e qarkut DRC:

1. Jeta elektrike e stafetës po i afrohet kufirit të saj teorik.

Disavantazhet e qarkut DRC:

1. Dioda shkakton një vonesë të konsiderueshme në fikjen e ngarkesës induktive.

Kombinimi i qarkut RC dhe varistorit

Nëse instaloni një varistor në vend të një diodë, atëherë parametrat e qarkut do të jenë identikë me një qark konvencional të shuarjes së shkëndijave RC, por kufizimi i varistorit të tensionit të vetë-induksionit në ngarkesë lejon përdorimin e një kondensatori me tension më të ulët dhe më të lirë. dhe rezistencë.

Qarku RC paralel me ngarkesën

Përdoret aty ku është e padëshirueshme ose e pamundur instalimi i një qarku RC paralel me kontaktet e stafetës. Vlerat e përafërta të mëposhtme të elementeve propozohen për llogaritje:

1. C = 0,5-1 µF për 1 A rrymë ngarkese;
2. R = 0,5-1 Ohm për tension të ngarkesës 1 V;
3. R = 50-100% e rezistencës së ngarkesës.

Pas llogaritjes së vlerësimeve R dhe C, është e nevojshme të kontrolloni ngarkesën shtesë të kontakteve të stafetës që lind gjatë procesit kalimtar (ngarkimi i kondensatorit), siç përshkruhet më sipër.

Vlerat e dhëna të R dhe C nuk janë optimale. Nëse kërkohet mbrojtja më e plotë e kontakteve dhe zbatimi i burimit maksimal të stafetës, atëherë është e nevojshme të kryhet një eksperiment dhe të zgjidhni eksperimentalisht një rezistencë dhe kondensator, duke vëzhguar proceset kalimtare duke përdorur një oshiloskop.

Përparësitë e një qarku RC paralel me ngarkesën:

1. shtypje e mirë e harkut;
2. nuk ka rrymë rrjedhjeje në ngarkesë përmes kontakteve të hapura të stafetës.

Të metat:

1. me një rrymë ngarkese prej më shumë se 10 A, vlerat e mëdha të kapacitetit çojnë në nevojën për të instaluar kondensatorë relativisht të shtrenjtë dhe të mëdhenj;
2. Për të optimizuar qarkun, është i dëshirueshëm verifikimi eksperimental dhe përzgjedhja e elementeve.

Fotografitë tregojnë oshilogramet e tensionit në një ngarkesë induktive në momentin që rryma fiket pa shuntim (Fig. 4) dhe me një qark RCE të instaluar (Fig. 5). Të dy format valore kanë një shkallë vertikale prej 100 volt/ndarje.

Oriz. 4. Çaktivizimi i një ngarkese induktive shkakton një kalim shumë kompleks

Oriz. 5. Një zinxhir mbrojtës RSE i zgjedhur siç duhet eliminon plotësisht procesin kalimtar

Asnjë koment i veçantë nuk kërkohet këtu, efekti i instalimit të një qarku shuarës të shkëndijave është menjëherë i dukshëm. Procesi i gjenerimit të ndërhyrjeve me frekuencë të lartë dhe tension të lartë në momentin e hapjes së kontakteve është i mrekullueshëm.

Fotot e marra nga një raport universitar mbi optimizimin e qarqeve RC të instaluara paralelisht me kontaktet rele. Autori i raportit kreu një analizë komplekse matematikore të sjelljes së një ngarkese induktive me një shunt në formën e një qarku RC, por në fund, rekomandimet për llogaritjen e elementeve u reduktuan në dy formula:

C = I 2 /10

Ku ME– kapaciteti i qarkut RC, μF;I– rryma e ngarkesës së funksionimit, A;

R = E o /(10І(1 + 50/E o))

Ku E o– tensioni i ngarkesës; NË, I– rryma e ngarkesës së funksionimit, A; R– rezistenca e qarkut RC, Ohm.

Përgjigje: C = 0,1 µF, R = 20 Ohm. Këta parametra janë në përputhje të shkëlqyer me nomogramin e dhënë më parë.

Si përfundim, le t'i hedhim një sy tabelës nga i njëjti raport, e cila tregon tensionin e matur praktikisht dhe kohën e vonesës për qarqe të ndryshme shuarjeje. Një stafetë elektromagnetike me një tension spirale prej 28 VDC/1 W shërbeu si një ngarkesë induktive, qarku i shuarjes së shkëndijave u instalua paralelisht me bobinën e stafetës.

Ngarkesat induktive dhe përputhshmëria elektromagnetike (EMC)

Kërkesat EMC janë një parakusht për funksionimin e pajisjeve elektrike dhe kuptohen si:

1. aftësia e pajisjes për të funksionuar normalisht në kushtet e ekspozimit ndaj ndërhyrjeve të fuqishme elektromagnetike;
2. vetia e mos krijimit të ndërhyrjeve elektromagnetike gjatë funksionimit mbi nivelin e përcaktuar nga standardet.

Releja është e pandjeshme ndaj ndërhyrjeve me frekuencë të lartë, por prania e fushave të fuqishme elektromagnetike pranë spirales së stafetës ndikon në tensionin e ndezjes dhe fikjes së stafetës. Kur instaloni rele pranë transformatorëve, elektromagnetëve dhe motorëve elektrikë, kërkohet verifikimi eksperimental i funksionimit të saktë dhe çaktivizimi i stafetës. Kur instaloni një numër të madh stafetësh prapa në shpinë në një panel montimi ose në një tabelë të qarkut të printuar, ekziston gjithashtu një ndikim i ndërsjellë i funksionimit të një stafete në tensionin e ndezjes dhe fikjes së releve të mbetura. Katalogët ndonjëherë japin udhëzime për distancën minimale midis releve të të njëjtit lloj, duke garantuar funksionimin normal të tyre. Në mungesë të udhëzimeve të tilla, mund të përdorni rregullin e parë, sipas të cilit distanca midis qendrave të bobinave të stafetës duhet të jetë së paku 1.5 herë diametri i tyre. Nëse është e nevojshme të montoni fort stafetën në një tabelë të qarkut të printuar, kërkohet një kontroll eksperimental i ndikimit të ndërsjellë të stafetës.

Një stafetë elektromagnetike mund të krijojë shumë zhurmë, veçanërisht kur përdoret me ngarkesa induktive. Treguar në Fig. 4, një sinjal me frekuencë të lartë është një ndërhyrje e fuqishme që mund të ndikojë në funksionimin normal të pajisjeve elektronike të ndjeshme që funksionojnë pranë stafetës. Frekuenca e ndërhyrjes varion nga 5 në 50 MHz, dhe fuqia e kësaj ndërhyrjeje është disa qindra mW. është krejtësisht e papranueshme sipas standardeve moderne EMC. Qarqet e ndalimit të shkëndijave ju lejojnë të sillni nivelin e ndërhyrjes nga pajisjet rele në nivelin e sigurt të kërkuar nga standardet.

Përdorimi i releve në kutitë metalike të tokëzuara ka një efekt pozitiv në EMC, por duhet të mbahet mend se kur tokëzimi i kasës metalike, shumica e releve ulin tensionin e izolimit midis kontakteve dhe spirales.

Izolimi midis kontakteve të stafetës

Ekziston një hendek midis kontakteve të hapura të stafetës, në varësi të modelit të stafetës. Ajri në hendek (ose gazi inert për reletë e mbushura me gaz) vepron si një izolues. Supozohet se materialet izoluese të trupit të rele dhe grupit të kontaktit karakterizohen nga tensione më të larta të prishjes sesa ajri. Në mungesë të kontaminimit ndërmjet kontakteve, marrja në konsideratë e vetive izoluese të grupeve të kontaktit mund të kufizohet vetëm në vetitë e hendekut të ajrit.

Në Fig. Figura 6 (pak më e ulët në artikull) tregon varësinë e tensionit të prishjes nga distanca midis kontakteve të stafetës. Në katalogë mund të gjeni disa opsione për tensionin maksimal midis kontakteve, përkatësisht:

1. vlera kufitare e tensionit të aplikuar vazhdimisht në dy kontakte;
2. tensioni i rritjes;
3. vlera kufitare e tensionit midis kontakteve për një kohë të caktuar (zakonisht 1 minutë, gjatë kësaj kohe rryma e rrjedhjes nuk duhet të kalojë 1 ose 5 mA në vlerën e tensionit të specifikuar).

Nëse po flasim për tensionin e izolimit të pulsit, atëherë pulsi është një sinjal testimi standard IEC-255-5 me një kohë rritjeje në një vlerë kulmore prej 1.2 μs dhe një kohë rënie në 50% të amplitudës prej 50 μs.

Nëse zhvilluesi ka nevojë për një stafetë me kërkesa të veçanta për izolimin e kontaktit, atëherë informacioni në lidhje me pajtueshmërinë me këto kërkesa mund të merret ose nga prodhuesi ose duke kryer testime të pavarura. Në rastin e fundit, duhet të mbahet mend se prodhuesi i stafetës nuk do të jetë përgjegjës për rezultatet e matjeve të marra në këtë mënyrë.

Materialet e kontaktit rele

Parametrat e vetë kontakteve dhe stafeta në tërësi varen nga materiali i kontakteve, siç janë:

1. kapaciteti aktual mbajtës, domethënë aftësia për të hequr në mënyrë efektive nxehtësinë nga pika e kontaktit;
2. mundësia e ndërrimit të ngarkesave induktive;
3. rezistenca e kontaktit;
4. temperatura maksimale e ambientit gjatë funksionimit;
5. rezistenca e materialit kontaktues ndaj migrimit, veçanërisht kur kaloni ngarkesat induktive në rrymë të vazhdueshme;
6. rezistenca e materialit kontaktues ndaj avullimit. Metali avullues mbështet zhvillimin e harkut elektrik dhe përkeqëson izolimin kur metali depozitohet në izoluesit e kontaktit dhe trupin e stafetës;
7. rezistenca e kontakteve ndaj konsumit mekanik;
8. elasticiteti i kontakteve për të thithur energjinë kinetike dhe për të parandaluar zhurmën e tepërt;
9. rezistenca e metalit kontaktues ndaj gazeve gërryese nga mjedisi.

Oriz. 7. Çdo material është projektuar për të funksionuar kontaktet në një gamë të caktuar rrymash, por mund të përdoret gjithashtu me kujdes për ndërrimin e sinjaleve të dobëta

Disa cilësi të dobishme të materialeve nuk janë reciprokisht ekskluzive, për shembull, përçuesit e mirë të rrymës kanë gjithmonë përçueshmëri të lartë termike. Sidoqoftë, përçuesit e mirë me rezistencë të ulët zakonisht janë shumë të butë dhe konsumohen lehtësisht.

Pika e shkrirjes është më e lartë për lidhjet speciale të kontaktit (për shembull, AgNi ose AgSnO), por materiale të tilla nuk janë aspak të përshtatshme për ndërrimin e mikrorrymave.

Si rezultat, zhvilluesi i stafetës vendos në një kompromis të caktuar midis cilësisë, çmimit dhe dimensioneve të stafetës. Ky kompromis ka çuar në standardizimin e aplikimeve të kontakteve të ndryshme rele, siç tregohet në Fig. 7. Zonat e aplikimit të materialeve të ndryshme për kontakte janë mjaft të kushtëzuara, por projektuesi duhet të kuptojë se kur kontaktet veprojnë në kufirin e gamës "të caktuar" të rrymave dhe tensioneve për to, verifikimi eksperimental i besueshmërisë së një aplikacioni të tillë mund të të kërkohet. Eksperimenti është shumë i thjeshtë dhe konsiston në matjen e rezistencës së kontaktit të një grupi stafetësh të të njëjtit lloj, dhe këshillohet që të mos testohen reletë që sapo kanë dalë nga linja e montimit, por ato që janë transportuar dhe kanë qenë në ruajtje. për disa kohë. Periudha optimale e "plakjes" në një magazinë është 3-6 muaj, kohë gjatë së cilës proceset e plakjes në plastikë dhe përbërje metalike-plastike normalizohen.