Parâmetros de contatos de comutação de dispositivos elétricos

Solução para contatos de dispositivos elétricos

Em dispositivos elétricos de baixa tensão, a solução de contato é determinada principalmente por condições de extinção de arco e somente em tensões significativas (acima de 500 V) seu valor passa a depender da tensão entre os contatos. As experiências mostram que o arco deixa os contatos já em uma solução de 1 — 2 mm.

As condições mais desfavoráveis ​​​​para extinguir o arco são obtidas com corrente contínua, as forças dinâmicas do arco são tão grandes que o arco se move ativamente e se extingue já em uma solução de 2 - 5 mm.

De acordo com esses experimentos, pode-se considerar que, na presença de um campo magnético para extinção do arco em tensão de até 500 V, é possível obter um valor de solução de 10 - 12 mm para corrente contínua, para corrente alternada , 6 — 7 mm são tomados para qualquer valor atual. Um aumento excessivo da solução é indesejável, pois leva a um aumento do curso das partes de contato do aparelho e, portanto, a um aumento das dimensões do aparelho.

A presença de um contato de ponte com duas quebras permite reduzir o curso do contato, mantendo o valor global da solução. Nesse caso, uma solução de 4 a 5 mm geralmente é tomada para cada intervalo. Resultados de extinção de arco particularmente bons são obtidos com o uso de um contato de ponte AC. Normalmente, a redução excessiva da solução (menos de 4 a 5 mm) não é feita, porque erros na fabricação de peças individuais podem afetar significativamente o tamanho da solução. Se for necessário obter pequenas soluções, é necessário prever a possibilidade de seu ajuste, o que dificulta o projeto.

Se os contatos trabalharem em condições onde possam estar fortemente contaminados, a solução deve ser aumentada.

Normalmente a solução é aumentada e para contatos abrindo o circuito com alta indutância, pois no momento da extinção do arco ocorrem sobretensões significativas, e com um pequeno intervalo é possível o reacendimento do arco. A solução também é aumentada para os contatos dos dispositivos de proteção para aumentar sua confiabilidade.

A solução aumenta significativamente com o aumento da frequência CA, pois a taxa de aumento de tensão após a extinção do arco é muito alta, a folga entre os contatos não tem tempo para deionizar e o arco é acionado novamente.

A magnitude da solução CA de alta frequência é geralmente determinada experimentalmente e é altamente dependente do projeto dos contatos e do chute de arco. A uma tensão de 500-1000 V, o tamanho da solução é geralmente considerado de 16 a 25 mm. Valores maiores referem-se a contatos que desligam circuitos com maior indutância e maiores correntes.

Mau funcionamento dos contatos de dispositivos elétricos

Os contatos se desgastam durante a operação. Para garantir seu contato confiável por um longo tempo, a cinemática do aparelho elétrico é realizada de forma que os contatos se toquem antes que o sistema móvel (sistema móvel de contatos móveis) atinja a parada. O contato é preso ao sistema móvel por uma mola. Portanto, após o contato com o contato estacionário, o contato móvel para e o sistema móvel avança até parar, comprimindo ainda mais a mola do contato.

Assim, se o contato fixo for removido na posição fechada do sistema móvel, então o contato móvel será deslocado por uma certa distância chamada imersão. A imersão determina o limite de desgaste de um contato para um determinado número de operações. Todas as outras coisas sendo iguais, maior imersão fornece maior resistência ao desgaste, ou seja, vida útil mais longa. Mas uma falha maior geralmente requer um sistema de propulsão mais potente.

Pressão de contato - a força que pressiona os contatos no local de contato. É feita uma distinção entre a pressão inicial no momento do contato inicial dos contatos, quando a imersão é zero, e a pressão final com falha completa dos contatos . À medida que os contatos se desgastam, o afundamento diminui e, consequentemente, a compressão adicional da mola. A impressão final é mais próxima do original. Portanto, a pressão inicial é um dos principais parâmetros em que o contato deve permanecer funcional.

A principal função da falha é compensar o desgaste dos contatos, portanto, a magnitude da falha é determinada principalmente pela magnitude do desgaste máximo dos contatos, que geralmente é assumido: por contatos de cobre — para cada contato até a metade de sua espessura (desgaste total é a espessura total de um contato); para contatos com soldas — Até o desgaste completo da solda (desgaste total é a espessura total da solda dos contatos móveis e fixos).

No caso de um processo de retificação de contato, especialmente na laminação, a quantidade de mergulho é muitas vezes muito maior que o desgaste máximo e é determinada pela cinemática do contato móvel, que fornece o rolamento e o deslizamento necessários. Nestes casos, para reduzir o curso total do contato móvel, é aconselhável posicionar o eixo de rotação do porta-contato móvel o mais próximo possível da superfície de contato.

Os valores da pressão de contato mínima permitida são determinados pelas condições para manter uma resistência de contato estável. Se forem tomadas medidas especiais para salvar resistência de contato estável, os valores das pressões mínimas de contato podem ser reduzidos. Assim, em equipamentos especiais de pequenas dimensões, cujo material de contato não forma uma película de óxido e os contatos são protegidos de forma absolutamente confiável contra poeira, sujeira, umidade e outras influências externas, a pressão de contato é reduzida.

A pressão de contato final não tem papel decisivo na operação dos contatos, e sua magnitude deveria teoricamente ser igual à pressão inicial.No entanto, a escolha da falha está quase sempre relacionada à compressão da mola de contato e ao aumento de sua força; portanto, é estruturalmente impossível atingir a mesma pressão de contato — inicial e final -. Normalmente, a pressão de contato final para novos contatos excede a inicial de uma vez e meia a duas vezes.

Dimensões dos contatos de dispositivos elétricos

Sua espessura e largura dependem muito do design da conexão de contato e do design do dispositivo de arco e do design de todo o aparelho como um todo. Esses tamanhos em designs diferentes podem ser muito diversos e dependem fortemente da finalidade do dispositivo.

Deve-se notar que é desejável aumentar o tamanho dos contatos, que geralmente quebram o circuito sob corrente e extinguem o arco. Sob a ação de um arco freqüentemente interrompido, os contatos ficam muito quentes; o aumento das suas dimensões, principalmente devido à capacidade calorífica, permite reduzir este aquecimento, o que leva a uma redução muito sensível do desgaste e à melhoria das condições de extinção do arco. Esse aumento na capacidade térmica dos contatos pode ser realizado não apenas aumentando diretamente suas dimensões, mas também extinguindo as cornetas de arco conectadas aos contatos de forma que não apenas a conexão elétrica seja feita, mas também uma boa remoção calor dos contatos.

Vibração de contatos de dispositivos elétricos

Vibração de contato - o fenômeno de recuperação periódica e subsequente fechamento de contatos sob a influência de várias causas.As vibrações podem ser amortecidas quando as amplitudes dos rebotes diminuem e depois de um tempo param, e não amortecidas quando o fenômeno da vibração pode continuar a qualquer momento.

As vibrações dos contatos são extremamente prejudiciais porque a corrente flui pelos contatos e no momento do ressalto ocorre um arco entre os contatos, causando maior desgaste e, por vezes, soldagem dos contatos.

A causa da vibração amortecida que ocorre quando os contatos são ligados é o impacto do contato contra o contato e seu subsequente rebote um do outro devido à elasticidade do material de contato - vibrações mecânicas.

É impossível eliminar completamente as vibrações mecânicas, mas é sempre desejável manter tanto a amplitude do primeiro ressalto quanto o tempo total de vibração o menor possível.

O tempo de vibração é caracterizado pela relação entre a massa de contato e a pressão de contato inicial. É desejável ter o menor valor em todos os casos. Pode ser reduzido diminuindo a massa do contato móvel e aumentando a pressão de contato inicial; entretanto, a redução de massa não deve afetar o aquecimento dos contatos.

Tempos de vibração de ativação particularmente longos são obtidos se a pressão de contato não aumentar bruscamente para seu valor real no momento do contato. Isso acontece quando o desenho e o diagrama cinemático do contato móvel estão incorretos, quando após o toque nos contatos, a pressão inicial é estabelecida somente após a seleção da folga da dobradiça.

Deve-se observar que o aumento do processo de retificação, via de regra, aumenta o tempo de vibração, pois as superfícies de contato, ao se moverem uma em relação à outra, encontram irregularidades e rugosidades que contribuem para o ressalto do contato móvel. Isso significa que o tamanho da pitada deve ser escolhido no tamanho ideal, geralmente determinado empiricamente.

A razão da vibração constante dos contatos que ocorre quando eles estão fechados são esforços eletrodinâmicos... Como as vibrações sob a ação de forças eletrodinâmicas ocorrem em altos valores de corrente, o arco resultante é muito intenso e, devido a essa vibração dos contatos, via de regra, eles são soldados. Assim, este tipo de vibração de contato é totalmente inaceitável.

Para reduzir a possibilidade de vibração sob a ação de forças eletrodinâmicas, os condutores de corrente para os contatos são frequentemente feitos de forma que as forças eletrodinâmicas que atuam no contato móvel compensem as forças eletrodinâmicas que surgem nos pontos de contato.

Quando uma corrente de tal magnitude passa pelos contatos que a temperatura dos pontos de contato atinge a temperatura de fusão do material de contato, as forças de adesão aparecem entre eles e os contatos são soldados. Tais contatos são considerados soldados quando a força que garante sua divergência não pode superar as forças de adesão dos contatos soldados.

A maneira mais simples de evitar a soldagem de contato é usar materiais adequados e aumentar a pressão de contato de acordo.