Главная Работа в электроустановках



фически. Типичный пример: взаимозависимости токов и напряжений в электровакуумных, ионных и полупроводниковых приборах.

Упражнение 6.2

На рис. 6.2,0 изображена статическая характеристика плоскостного германиевого диода. На рис. 6.2,6 приведено семейство характеристик анодного и сеточного токов по сеточному напряжению (/ при разных напряжениях t/a на аноде. Ответить на вопросы. I. Какими свойствами обладает диод, вольт-амперная характеристика которого изображена на рис. 6.2,0? 2. О чем свидетельствует рис. 6.2,6? 3. На каком основании характеристики на рис. 6.2 названы вольт-амперными? 4. Почему эти характеристики называются статическими?

Ответы

1. В области положительных напряжений II (т. е. в направлении "пропускания") ток / возда-каег при очень малых напряжениях и затем резко нарастает: крутизна характеристики велика. В области отрицательных напряжений диод пропускает небольшой ток. Таким образом, характеристика резко нелинейна. Это значит, что в отрицательной области сопротивление гораздо больше, чем в положительной.

Когда обратное напряжение достигает больших значений (в нашем примере около - 100 В), обратный ток увеличивается и, наконец, запирающий слой пробивается. При росте тока падение напряжения сначала остается неизменным, а затем начинает уменьшаться: "падающий" участок характеристики отмечен штриховой линией.

2. Анодный ток Уд (красные линии) определяется не только сеточным f с но и анодным t/ напряжением. Поэтому на рис. 6.2,6 приведена не одна, а семейство характеристик, снятых прн различных постоянных напряжениях 11, в нашем примере 240, 180, 120 и 60 В. Сопоставление этих характеристик показывает, что:

характеристики, снятые при более высоких анодных напряжениях, располагаются вьппе. Иными словами, с увеличением анодного напряжения они сдвигаются влево;

анодный ток возникает при больших отрицательных напряжениях на сетке, например, если

= 240 В, то анодный ток возникает при 11 = = -9 В, если t/a 180 В, то при t/c = - 7 В и т. д.;

чем выше напряжение на аноде, тем при данном напряжении на сетке больше анодный ток. Чтобы в этом убедиться, достаточно мысленно провести вертикаль АА, которая пересечет характеристики в точках а-г, и сравнить расстояния от горизонтальной оси до этих точек: чем расстояние больше, тем больше анодный ток;

характеристики сеточного тока (зеленые линии) с увеличением анодного напряжения располагаются ниже, и, кроме того, все они выходят из начала координат 0. Последнее объясняется тем, что электроны могут оседать только на положительно заряженной сетке.

3. Характеристики показывают зависимость между токами и напряжениями.

4. Характеристики назьшаются статическими, так как их ашмают при фиксированных напряжениях «а одном из электродов, в нашем случае на аноде.

Таблицы коммутационной способности контактов

Коммутационные контакты аппаратов - наиболее уязвимая часть электроустановки. Если не учитывать реальных условий их работы, то контакты преждевременно выйдут из строя, могут сгореть и даже привариться.

Коммутационная способность контактов, т. е. условия, при которых они надежно работают в течение положенного срока службы, зависит:

а) от свойств коммутируемой цепи: безындуктивная нагрузка (1ампы, печи) легче коммутируется, чем нагрузка индуктивная (катушки реле, контакторов, приводов выключателей, электродвигатели);

б) от длительности прохождения тока через контакт: контакты, рассчитанные на кратковременный режим, нельзя замыкать длительно, иначе они перегреваются;

в) от скорости переключения. Например, контакты электромагнитного реле переключаются быстро - это хорошо, а контакты тепловых реле (если не приняты специаль-



ные меры ускорения) медленно - это плохо.

В каталогах приводятся таблицы коммутационной способности. Рассмотрим в качестве примера одну из них (табл. 6.1), относящуюся к одному из типов распространенных промежуточных реле.

Упражнение 6.3

Читателям рекомендуется проанализировать данные, приведенные в табл. 6.1, и сформулировать выводы, следующие из анализа.

Ответы

а Коммуташюнная способность в цепях постоянного тока значительно ниже коммутационной способности в цепях переменного тока. Например, при 220 В постоянного тока отключаемый ток 0,25 А, а при 220 В переменного тока 3,2 А, т. е. почти в 13 раз больще.

б. Включаемый ток значительно больше отключаемого, но он может проходить через контакты ограниченное время, в нашем примере не более 0,1 с, иначе контакты перегреются.

в. Чем выше напряжение цепи, в которую включены контакты, тем отключаемый ток меньше. Например, при 12 В постоянного тока отключаемый ток 5 А, а при 220 В - 0,25 А, т. е. в 20 раз меньше.

г. В таблице обусловлены характеристики цепей: постоянная времени не более 0,01 с в цепях постоянного тока и коэффициент мощности не менее 0,4 в цепях переменного тока. Постоянная времени и коэффициент мощности характеризуют скорости нарастания и спадания тока при замыкании и размыкании цепи. Указанные в каталоге значения "не более 0,01 и не менее 0,4 с" примерно соответствуют индуктивности обычных электромагнитных аппаратов.

д. Значение номинального тока контактов, например 4 А, характеристика важная, но недостаточная, так как не учитывает ни рода тока, ни характера цепи, ни ее напряжения.

Рассмотрим еще один характерный пример распространенного указания в катало-

Род тока

На-пря-же-

Ток, А

вклю- отклю-

иие, В

чаемый*

чаемый

Постоянный, постоянная

времени нагрузки не бо-

лее 0,01 с

0,25

Переменный, коэффи-

циент мощности не ме-

нее 0,4

* Время нахождения не более 0,1 с.

под током включения

ге: "250 В, 5 А, 200 Вт". Оно означает, что допустимо размыкать ток не более 5 А, но при напряжении не выше 200:5 =40 В. Если же напряжение 250 В, то контакт может размыкать ток не более 200:250 = = 0,8 А.

Указания по настройке и регулировке аппаратуры

Ограничимся типичными примерами, чтобы показать, насколько важно при чтении и оценке работоспособности и устойчивости схемы проверять: а) выполнены ли требования инструкции по монтажу и эксплуатации; б) не выходят ли параметры аппаратуры, которые заданы составителем схемы, за пределы, указанные в паспорте, каталоге или другом руководящем документе.

Пример 6.1

Выше, в упражнении 5.8 (рис. 5.8), рассмотрена таблица настройки контактов



программного реле времени. Однако нельзя оценить реальность выполнения требований таблицы, не проверив, что она построена с соблюдением требований завода-изготовителя конкретного изделия. Для данного изделия эти требования сводятся к следующему:

1. Промежутки между переключениями контактов, время, в течение которого контакт замкнут, и общая продолжительность цикла должны быть соизмеримы. Нельзя, например, при цикле 6 ч настроить контакт на 10 с.

2. Валик, переключающий контакты, вращается не непрерывно (движение-остановка, движение-остановка). Значит, при настройке прибора нужно следить за тем, чтобы контакты переключались только во время движения; в противном случае к заданной длительности замыкания контакта прибавится длительность остановки.

3. Более двух контактов одновременно переключать нельзя.

4. Прибор не имеет самовозврата в исходное положение, из-за чего начавншйся цикл необходимо обязательно завершить, и только после его завершения прибор будет готов к повторению действия.

5. При исчезновении питания прибор останавливается, а после его восстановления продолжает работу. Это крайне опасно и вынуждает принимать специальные меры против несвоевременного переключения оперативных цепей (подробнее см. упражнение 5.8).

Пример 6.2

Если необходимо сразу же (т. е. не ожидая окончания цикла) повторить действие, то прибор, рассмотренный в примере 6.1, не годится. В этом случае необходим другой прибор с быстрым самовоз-

вратом. Самовозврат осуществляется пружиной, которая взводится (закручивается) при вращении валика прибора в процессе работы. Но чтобы пружину достаточно сильно взвести, необходимо совершить сравнительно много оборотов, а это достигается лишь- в том случае, если требуемая в конкретном случае продолжительность цикла соизмерима со временем, на которое рассчитан прибор. Теоретически, например, при необходимой длительности цикла 3 мин можно взять 30-минутный прибор, использовав только 0,1 его возможностей. Так, к сожалению, иногда и поступают, считая, что "запас" не повредит. А на самом деле недостаточно взведенная пружина не сможет возвратить механизм. Он застрянет в промежуточном положении, не разомкнет контакты, не подготовится к повторению действия.

Воспользуемся случаем, чтобы обратить внимание читателей на то, что запасы далеко не всегда хороши, а в ряде случаев категорически недопустимы. Рассмотрим два примера. 1. Изоляция аппарата рассчитана на 500 В. Этот аппарат безусловно можно использовать в сети 380 В. 2. Контакт, рассчитанный на 10 А, можно использовать и при меньших токах: контакт будет меньше нагреваться, срок его службы увеличится. В приведенных случаях запасы допустимы и полезны (экономическая сторона вопросов, т. е. удорожание, не рассматривается)

Совершенно недопустимы запасы при выборе защиты. Дело в том, что слишком чувствительная защита будет отключать исправную электроустановку при нормальных эксплуатационных режимах, например при пуске электродвигателя, а слишком грубая может отказать. В этом случае сработает вьппестоящая защита и отключит все электроприемники, входящие в группу.

Недопустимы запасы и такого рода, как рассмотрено в примере 6.2. Они "ликвидируют" те свойства аппарата, ради кото-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 [67] 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121


0.019