Què és l'amortiment elèctric, les bobines i les bobines de l'amortidor

Amortització — augmentar les pèrdues d'energia en el sistema per tal d'augmentar l'amortiment de les oscil·lacions en el mateix.

Amortiment mecànic

Amortització aplicada en aparells de mesura per reduir la fluctuació de la fletxa del punter també en altres dispositius. L'amortiment mecànic s'aconsegueix augmentant la fricció o augmentant la resistència del medi en què es mou el sistema. Per exemple, un pistó lleuger està connectat al sistema de rotació del dispositiu, que es mou al tub, alentint el moviment del sistema en moviment.

Els aparells elèctrics amb peces mòbils sempre tenen dispositius de frenada d'una forma o altra, ja que el moviment de la part mòbil s'ha d'aturar en algun lloc i absorbir l'emmagatzematge d'energia cinètica. En primer lloc, en qualsevol sistema en moviment hi ha forces de fricció sempre dirigides contra el moviment.

Si l'energia cinètica és gran, recorren a dispositius especials de frenada en els quals s'absorbeix l'excés d'energia cinètica.En diversos dispositius (per exemple, en relés), els dispositius de frenada estan dissenyats no només per absorbir l'excés d'energia cinètica de les parts mòbils (quan s'acosten al tancament per evitar un fort xoc), sinó també per frenar l'acció. del dispositiu.

En el primer cas, quan el dispositiu de frenada està dissenyat només per absorbir l'excés d'energia cinètica al final de la carrera, se sol anomenar dispositiu amortidor i, en la majoria dels casos, quan aquest dispositiu comença a funcionar, la força que mou les parts de l'aparell s'atura. En el segon cas, el dispositiu de frenada actua durant l'existència de la força motriu en l'aparell i s'anomena amortidor.

Amortització en aparells elèctrics

Amortiment elèctric pot tenir lloc per interacció entre el camp magnètic i els corrents induïts en els cables que es mouen en aquest camp magnètic, perquè segons la llei de Lenz en aquest cas sempre hi ha d'haver una força que impedeixi aquest moviment. Per exemple, una placa mòbil de material conductor està connectada al sistema mòbil del dispositiu entre els pols d'un imant… En aquest cas, sorgeixen corrents de Foucault, la interacció dels quals amb el camp magnètic frena el moviment del sistema.

Bobines amortidors — inclou el circuit magnètic que serveix per amortir la part mòbil del sistema magnètic. Per exemple, aquests girs de coure s'instal·len al circuit magnètic d'un arrencador o contactor magnètic des de les vores dels plans de contacte de l'induït i el nucli.

Qualsevol electroimant de corrent altern té una força de tracció variable en el temps i, en els moments en què el flux magnètic passa per zero, també és zero.Aquesta circumstància porta al fet que l'induït de l'electroimant no pot ser estable en la seva posició final, i sota l'acció de forces oposades a la regió de flux zero, l'induït i les seves parts associades tendeixen a moure's cap enrere.

La força creixent ràpidament de la tracció de l'àncora no permet que aquestes parts es separin de la parada durant una distància significativa, però encara es mouen una distància curta. Com a resultat, les parts de l'aparell pressionades per l'àncora al limitador no es troben en una posició estacionària, sinó que vibren en el temps. amb la força de tracció de l'electroimant.

Això provoca el soroll d'aquestes peces, l'afluixament del mecanisme, el desgast dels contactes pressionats per l'electroimant, el soroll i altres conseqüències desagradables. Una de les mesures habituals per combatre aquest fenomen és l'ús d'un curtcircuit que cobreixi part del tram principal.

En aquest cas, la part del flux que penetra a la bobina curtcircuitada no coincideix en fase amb l'altra part del flux i, per tant, el valor zero de la força de tracció dels fluxos no coincideix en el temps. Com a resultat, un electroimant de CA donat no tindrà un punt en el temps en què la seva força d'atracció sigui zero i el soroll indicat estarà absent. Normalment, el nombre de voltes d'un curtcircuit és igual a una i s'anomena en conseqüència curtcircuit.

En alguns dissenys d'electroimants de corrent continu, s'aplica un bobinatge especial de curtcircuit amb baixa resistència elèctrica al nucli (o a l'induït).A continuació, es fa per frenar el funcionament de l'electroimant: en presència d'aquesta bobina, l'augment del flux després d'encendre la bobina o la tensió i el flux després d'apagar el corrent és més lent que sense aquesta bobina.

La influència d'aquesta bobina es reflectirà no només quan l'armadura estigui estacionària durant un procés de flux inestable, sinó també quan l'armadura es mou, quan a causa d'un canvi en l'entrefer, el flux de l'electroimant tendeix a canviar. Aquest procés físic s'anomena amortiment magnètic.

L'ús d'un bobinatge addicional per als processos d'amortiment en un electroimant de CA no aconsegueix els objectius i, per tant, no s'utilitza.

L'amortiment magnètic s'utilitza sovint per retardar el funcionament i l'alliberament dels relés de sincronització electromagnètics i de corrent continu. Això frena l'augment i la caiguda del flux magnètic al nucli. Amb aquesta finalitat, es col·loquen curtcircuits al circuit magnètic del relé. Gràcies a aquesta solució tècnica s'aconsegueix un retard de 0,2 a 10 segons. De vegades, l'amortiment magnètic no es realitza mitjançant un curtcircuit, sinó curtcircuitant la bobina de treball del relé.

Relés electromagnètics amb amortiment magnètic: a — amb una funda de coure; b — amb un anell de coure a l'espai de treball.

Hi ha una sèrie de casos pràctics en què el temps de funcionament dels electroimants i dispositius electromagnètics (relés, arrencadors, contactors) ha de ser el més curt possible.En aquest cas, la presència de bobinatges en curtcircuit, parts massives del circuit magnètic, marcs metàl·lics de la bobina i curtcircuits formats per elements de fixació i altres parts de l'aparell que es troben al camí del flux són inacceptables, ja que augmentaran. el temps de funcionament de l'electroimant.

Amortització en màquines elèctriques

Gairebé tots els motors síncrons, compensadors i convertidorsi molts generadors síncrons de pols sortints estan equipats amb bobinatges amortidors. En alguns casos s'utilitzen a causa de l'efecte sobre l'estabilitat del sistema, però en la seva majoria estan destinats a altres propòsits. No obstant això, independentment de les raons per les quals s'utilitzen bobines amortidores, afecten l'estabilitat en major o menor mesura.

Bàsicament hi ha dos tipus de bobines amortidores: plenes o tancades i incompletes o obertes. En ambdós casos, el bobinatge consisteix en varetes col·locades en solcs a la superfície dels pals, els extrems de les quals estan connectats a cada costat del pal.

Amb una bobina d'amortiment completa, els extrems de les varetes es tanquen amb anells que connecten les varetes a tots els pols. En el bobinat incomplet, les barres es tanquen amb arcs, cadascun dels quals connecta les barres en un sol pol. En aquest últim cas, la bobina d'amortiment de cada pol és un circuit independent.

Les bobines relaxants completes són com cèl·lules d'esquirol de rotors de màquines asíncrones, excepte que a les bobines amortidores les barres estan espaciades de manera desigual al voltant de la circumferència del rotor perquè no hi ha barres entre els pols. En alguns dissenys, els anells extrems estan fets de seccions separades que es cargolen per facilitar l'eliminació del pal.

Les bobines amortidors es poden classificar segons la seva resistència activa. Les bobines de baixa resistència produeixen el màxim parell amb un lliscament baix i les bobines d'alta resistència amb un lliscament alt. De vegades s'utilitza una bobina amb doble amortiment. Consta de bobines amb baixa i alta resistència inductiva. Les bobines d'amortiment doble s'utilitzen per millorar les característiques d'arrencada dels motors síncrons i facilitar-los la sincronització.

El propòsit de les bobines d'amortiment per a màquines síncrones:

• Augment del parell d'arrencada de motors síncrons, compensadors i convertidors;

• Evita el balanceig. Les bobines d'amortiment es van fer primer amb aquest propòsit i, per tant, van rebre el seu nom;

• Supressió d'oscil·lacions derivades de cops durant curtcircuits o commutacions;

• Prevenció de la distorsió de la forma d'ona de tensió per una càrrega desequilibrada, és a dir, supressió de components harmònics superiors;

• Reduir el desequilibri de la tensió de fase dels terminals amb una càrrega desequilibrada, és a dir. reducció de voltatge de seqüència negativa;

• Prevenció del sobreescalfament de la superfície dels pols dels generadors monofàsics per corrents de Foucault;

• Crear un parell de frenada al generador en cas de curtcircuits asimètrics i reduir aquest excés de parell;

• Creació d'un moment addicional en sincronitzar generadors;

• Reducció de la velocitat de recuperació de la tensió en els contactes de l'interruptor;

• Reducció de les tensions mecàniques en l'aïllament del bobinat de camp durant els corrents d'entrada al circuit de l'induït.

Els generadors accionats per motors primers alternatius tendeixen a trontollar-se a causa del parell de torsió dels motors primers. Els motors elèctrics que condueixen càrregues de parell polsants com els compressors també tendeixen a oscil·lar.

Aquests gronxadors s'anomenen "swings forçats". També és possible que es produeixin "oscil·lacions espontànies" quan les màquines síncrones estan connectades a través d'una línia on la relació entre la resistència activa i la resistència inductiva és gran.

Les bobines d'amortiment de baixa resistència redueixen significativament les amplituds de les oscil·lacions tant forçades com espontànies.

La influència de l'amortiment (bobines amortidors) en l'estabilitat dels sistemes elèctrics es manifesta en el fet que:

• Creació d'un moment amortitzador (asíncron) de seqüència directa;

• Crea un parell de frenada de seqüència inversa durant curtcircuits asimètrics;

• En canviar la impedància de la seqüència negativa, la potència elèctrica de la seqüència positiva es veu afectada per la màquina durant els curtcircuits asimètrics.