Главная
Случайная страница
Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Электрическая дуга в цепи постоянного тока
При размыкании контактов между ними возникает либо тлеющий разряд, либо дуга. Тлеющий разряд возникает, когда отключается ток меньше 0,1 А при напряжении на контактах до 250-300 В. Если величина тока в цепи и напряжения больше указанных, то между контактами возникает дуговой разряд, или дуга.
Дуга представляет собой плазму с температурой более 3000° К и большой плотностью тока (до 106 А/см2).
Дуга, возникающая при размыкании, разрушает материал контактов, поэтому необходимо найти условия ее гашения.
На рис. 61 представлена статическая вольт-амперная характеристика (ВАХ) дуги при медленном изменении тока. С ростом тока I увеличивается температура, усиливается термическая ионизация, возрастает число ионизированных частиц в разряде и падает электрическое сопротивление дуги Rд.
Напряжение на дуге Uд пропорционально произведению тока дуги Iд и сопротивления дуги Rд. При увеличении тока дуги Iд сопротивление дуги уменьшается в большей степени, поэтому напряжение на дуге тоже уменьшается. Зависимость Uд(Iд) имеет вид обратно-пропорциональной. Причем, крутизна кривой зависит от материала (рис. 62). Чем выше температура плавления материала контактов, тем выше лежит ВАХ дуги.
Определим условия стабильного горения и гашения дуги. Для этого рассмотрим баланс напряжений в схеме при дуге, имеющей неизменную длину.
Запишем уравнение по II закону Кирхгофа для цепи, имеющей напряжение питания Uвх, приложенное к катушке с активным сопротивлением R и индуктивностью L. По катушке идет ток i, который переходит последовательно в дугу (рис. 63).
 .
Стационарный режим будет при  , т.е. когда ток не меняется.
Тогда Uвх =i∙R+Uд . (83)
Построим в одних координатах ВАХ дуги и прямуюU(I) (рис. 64) по уравнению (83). При токе в катушке I=0 напряжение контактах равно напряжению на входе U=Uвх. При напряжении U=0, ток определяется из соотношения  .
Для произвольного значения тока I(1) по ВАХ дуги определяем напряжение дуги Uд(1) (см рис. 64), которое соответствует отрезку ab. Отрезок ac (соответственно в масштабе напряжения) равен напряжению U(1), отрезок cd соответствует напряжению на сопротивлении R, т.е.
Uвх – U = IR, тогда отрезок bcсоответствует  .
В точках 1 и 2 (U=Uд)  , т.е. в этих точках возможен стационарный режим. Можно показать, что точка 1 – точка неустойчивого равновесия: при i<I1,  , ток будет убывать до тех пор, пока дуга не погаснет. При i>I1,  , ток возрастает до значения I2. В точке 2 – устойчивое равновесие: при i>I2  , т.е. ток уменьшается, т.е. возвращается к значению I2; при i<I2, , ток увеличивается до значения I2.
Следовательно, для гашения дуги при всех значениях тока напряжение на индуктивности  должно быть отрицательным, тогда из уравнения (83) следует, что
 . (84) Такое соотношение (84) возможно или за счет поднятия ВАХ дуги (рис. 65), или за счет увеличения сопротивления R цепи. В свою очередь, ВАХ дуги может быть поднята за счет изменения различных параметров:
- увеличения длины дуги;
- интенсивного охлаждения дуги;
- повышенного давления среды, в которой горит дуга.
При замкнутых контактах дуга отсутствует, а ток равен  . При разведении контактов между ними возникает дуга с током Iд1. Если длина дуги l д и напряжение источника Uвх неизменны, то при увеличении сопротивления R ток I уменьшается, принимая значения: Iд2, Iд3, Iд4,…Iкр – критический (рис. 66). При дальнейшем увеличении сопротивления дуги Rд выполняется неравенство (84), т.е. создаются условия для гашения дуги.
Значения тока, сопротивления и длины дуги, при которых наступают условия для гашения дуги, называются критическими: Iкр, Rкр, l кр .
Длительность горения дуги определяется из соотношения
 , (85)
где Δu – перенапряжение.
Проинтегрировав выражение (85), получим формулу для расчета времени горения дуги
 (86)
Из (86) следует, что чем больше Δu, тем меньше длительность горения дуги, но с другой стороны, увеличение перенапряжений Δu ведет к росту напряжения на контактах. Последнее обстоятельство является отрицательным, так как ведет к износу изоляции. Тем не менее в дугогасительных устройствах постоянного тока стремятся иметь большие Δu при больших токах.
Большая часть энергии в дуге теряется за счет конвекции и теплопроводности. Излучение дуги рассеивает небольшую часть общей мощности.
|
