O que é amortecimento elétrico, bobinas de amortecimento e bobinas

Amortização — aumentar as perdas de energia no sistema de forma a aumentar o amortecimento das oscilações no mesmo.

Amortecimento mecânico

Depreciação aplicada em dispositivos de medição para reduzir o jitter da seta do ponteiro em outros dispositivos também. O amortecimento mecânico é obtido aumentando o atrito ou aumentando a resistência do meio no qual o sistema se move. Por exemplo, um pistão leve é ​​preso ao sistema rotativo do dispositivo, que se move no tubo, diminuindo o movimento do sistema móvel.

Dispositivos elétricos com partes móveis sempre possuem dispositivos de frenagem de uma forma ou de outra, uma vez que o movimento da parte móvel deve ser interrompido em algum lugar e o armazenamento de energia cinética deve ser absorvido. Em primeiro lugar, em qualquer sistema em movimento existem forças de atrito sempre dirigidas contra o movimento.

Se a energia cinética for grande, eles recorrem a dispositivos especiais de frenagem nos quais o excesso de energia cinética é absorvido.Em vários dispositivos (por exemplo, em relés), os dispositivos de frenagem são projetados não apenas para absorver o excesso de energia cinética das partes móveis (quando se aproximam do fechamento para evitar um choque forte), mas também para retardar a ação do dispositivo.

No primeiro caso, quando o dispositivo de frenagem é projetado apenas para absorver o excesso de energia cinética no final do curso, geralmente é chamado de dispositivo tampão e, na maioria dos casos, quando esse dispositivo começa a funcionar, a força que move as partes do o aparelho pára. No segundo caso, o dispositivo de frenagem atua durante a existência da força motriz no aparelho e é denominado amortecedor.

Depreciação em aparelhos elétricos

amortecimento elétrico pode ocorrer pela interação entre o campo magnético e as correntes induzidas nos fios que se movem neste campo magnético, pois segundo a lei de Lenz neste caso deve haver sempre uma força que impeça este movimento. Por exemplo, uma placa móvel de material condutor é anexada ao sistema móvel do dispositivo entre os pólos de um ímã… Nesse caso, surgem correntes parasitas, cuja interação com o campo magnético retarda o movimento do sistema.

Bobinas do amortecedor — inclui o circuito magnético que serve para amortecer a parte móvel do sistema magnético. Por exemplo, essas voltas de cobre são instaladas no circuito magnético de uma partida magnética ou contator das bordas dos planos de contato da armadura e do núcleo.

Qualquer eletroímã de corrente alternada tem uma força de tração variável no tempo e, às vezes, quando o fluxo magnético passa por zero, também é zero.Essa circunstância leva ao fato de que a armadura do eletroímã não pode ser estável em sua posição final e, sob a ação de forças opostas na região de fluxo zero, a armadura e suas partes associadas tendem a se mover para trás.

A força crescente da tração da âncora não permite que essas partes se separem do batente por uma distância significativa, mas ainda se movem por uma curta distância. Como resultado, as partes do aparelho pressionadas pela âncora no limitador não ficam em posição estacionária, mas vibram no tempo com a força de tração do eletroímã.

Isso causa o barulho dessas peças, afrouxamento do mecanismo, desgaste dos contatos pressionados pelo eletroímã, ruído e outras consequências desagradáveis. Uma das medidas comuns para combater esse fenômeno é o uso de um curto-circuito cobrindo parte da seção principal.

Neste caso, a parte do fluxo que penetra na bobina em curto-circuito não coincide em fase com a outra parte do fluxo e, portanto, o valor zero da força de tração dos fluxos não coincide no tempo. Como resultado, um determinado eletroímã CA não terá um ponto no tempo em que sua força de tração seja zero e o ruído indicado estará ausente. Normalmente, o número de voltas de um curto-circuito é igual a um e é chamado de acordo curto circuito.

Em alguns projetos de eletroímãs de corrente contínua, um enrolamento de curto-circuito especial com baixa resistência elétrica é aplicado ao núcleo (ou à armadura).Isso é feito para retardar a operação do eletroímã: na presença de tal bobina, o aumento do fluxo após ligar a bobina ou tensão e fluxo após desligar a corrente é mais lento do que sem essa bobina.

A influência de tal bobina será refletida não apenas quando a armadura estiver estacionária durante um processo de fluxo instável, mas também quando a armadura estiver em movimento, quando devido a uma mudança no entreferro, o fluxo no eletroímã tende a mudar. Este processo físico é chamado amortecimento magnético.

A utilização de um enrolamento adicional para fins de amortecimento de processos em um eletroímã CA não atinge os objetivos e, portanto, não é utilizada.

O amortecimento magnético é freqüentemente usado para atrasar a operação e a liberação de relés de sincronização eletromagnéticos e CC. Isso retarda a ascensão e queda do fluxo magnético no núcleo. Para isso, curtos-circuitos são colocados no circuito magnético do relé. Graças a esta solução técnica, obtém-se um atraso de 0,2 a 10 segundos. Às vezes, o amortecimento magnético não é feito usando um curto-circuito, mas encurtando a bobina de trabalho do relé.

Relés eletromagnéticos com amortecimento magnético: a — com manga de cobre; b — com um anel de cobre na folga de trabalho.

Existem vários casos práticos em que o tempo de operação de eletroímãs e dispositivos eletromagnéticos (relés, partidas, contatores) deve ser o mais curto possível.Nesse caso, a presença de enrolamentos em curto-circuito, partes maciças do circuito magnético, estruturas metálicas da bobina e curtos-circuitos formados por fixadores e outras partes do aparelho situadas no caminho do fluxo são inaceitáveis, pois aumentarão o tempo de operação do eletroímã.

Depreciação em máquinas elétricas

Quase todos os motores síncronos, compensadores e conversorese muitos geradores síncronos de polos salientes são equipados com enrolamentos de amortecimento. Em alguns casos, eles são usados ​​devido ao efeito na estabilidade do sistema, mas, na maioria das vezes, são destinados a outros fins. No entanto, independentemente das razões para o uso de bobinas de amortecimento, elas afetam a estabilidade em maior ou menor grau.

Existem basicamente dois tipos de bobinas de amortecimento: cheias ou fechadas e incompletas ou abertas. Em ambos os casos, o enrolamento consiste em hastes colocadas em ranhuras na superfície dos pólos, cujas extremidades são conectadas em cada lado do pólo.

Com uma bobina de amortecimento cheia, as extremidades das hastes são fechadas com anéis conectando as hastes em todos os pólos. No enrolamento incompleto, as hastes são fechadas com arcos, cada um dos quais conecta as hastes em apenas um pólo. Neste último caso, a bobina de amortecimento de cada polo é um circuito independente.

Bobinas calmantes completas são como células esquilo de rotores de máquinas assíncronas, exceto que nas bobinas de amortecimento as barras são espaçadas de forma desigual ao redor da circunferência do rotor porque não há barras entre os pólos. Em alguns projetos, os anéis de extremidade são feitos de seções separadas que são aparafusadas para facilitar a remoção do poste.

As bobinas amortecedoras podem ser classificadas de acordo com sua resistência ativa. Bobinas de baixa resistência produzem mais torque em baixo deslizamento e bobinas de alta resistência em alto deslizamento. Às vezes, uma bobina com amortecimento duplo é usada. Consiste em bobinas com baixa e alta resistência indutiva. Bobinas duplas de amortecimento são usadas para melhorar as características de partida de motores síncronos e tornar mais fácil para eles entrarem em sincronia.

A finalidade das bobinas de amortecimento para máquinas síncronas:

• Aumento do torque de partida de motores síncronos, compensadores e conversores;

• Evite balançar. As bobinas de amortecimento foram feitas pela primeira vez para esse fim e, portanto, receberam seu nome;

• Supressão de oscilações resultantes de choques durante curto-circuito ou chaveamento;

• Prevenção de distorção da forma de onda de tensão por uma carga desequilibrada, em outras palavras — supressão de componentes harmônicos mais altos;

• Reduzindo o desequilíbrio da tensão de fase dos terminais com uma carga desequilibrada, ou seja, redução de tensão de sequência negativa;

• Prevenção de superaquecimento da superfície dos pólos de geradores monofásicos por correntes parasitas;

• Criando um torque de frenagem no gerador em caso de curtos-circuitos assimétricos e reduzindo esse excesso de torque;

• Criando um momento adicional ao sincronizar geradores;

• Redução da velocidade de recuperação de tensão nos contatos do interruptor;

• Redução de tensões mecânicas na isolação do enrolamento de campo durante correntes de inrush no circuito da armadura.

Geradores acionados por motores principais alternativos tendem a oscilar devido ao torque pulsante dos motores principais. Motores elétricos que acionam cargas de torque pulsante, como compressores, também tendem a oscilar.

Esses balanços são chamados de "balanços forçados". Também é possível que ocorram "oscilações espontâneas" quando máquinas síncronas são conectadas através de uma linha onde a relação entre resistência ativa e resistência indutiva é grande.

As bobinas de amortecimento de baixa resistência reduzem significativamente as amplitudes das oscilações forçadas e espontâneas.

A influência do amortecimento (bobinas amortecedoras) na estabilidade dos sistemas elétricos se manifesta no fato de que eles:

• Criando um momento amortizante (assíncrono) de sequência direta;

• Cria um torque de frenagem de sequência reversa durante curtos-circuitos assimétricos;

• Ao alterar a impedância da sequência negativa, a potência elétrica da sequência positiva é afetada pela máquina durante os curtos-circuitos assimétricos.