ДОПУСТИМАЯ ЧАСТОТА ОТКЛЮЧЕНИЙ АППАРАТОВ С ЗАКРЫТЫМИ КАМЕРАМИ

В связи с применением закрытых дугогасительных устройств возникает вопрос о допустимой частоте работы аппаратов, в частности контакторов, с этими устройствами. Закрытое дугогасительное устройство должно рассеивать с внешней поверхности всю энергию, выделяющуюся в дуге, а также энергию потерь в контактах. Мощность потерь в камере определяется соотношением

(6-7)

где U_к — падение напряжения в контактах, В;I—ток в цепи, А; W_д - энергия, выделяющаяся в дуге при одном отключении, Вт • с; N — число отключений в час.

Если внешняя поверхность камеры F, а коэффициент теплоотдачи с этой поверхности k_t то превышение температуры τ определится соотношением

(6-8)

где τ_о = U_кI/{k_ТF) — превышение температуры камеры при продолжительном режиме работы (без отключений).

Задавшись максимально допустимой температурой камеры τ_max получим для предельной частоты работы аппарата выражение

(6-9)

Выделяющаяся в дуге энергия при одном отключении согласно (5-11) равна

(6-10)

и зависит в основном от индуктивности отключаемой цепи. Индуктивность силовых цепей электроприводов определяется индуктивностью якорных цепей электродвигателей, значение которой может быть с достаточной для практики точностью найдено из выражения

(6-11)

где U_ном > I_ном > n_ном - номинальные напряжение. В, ток. А, и частота вращения, об/мин; 2р — число полюсов электродвигателя.

Выражение (6-11) учитывает индуктивность собственного якоря, обмотки дополнительных, полюсов и последовательной обмотки и относится к- электро­двигателям без компенсационной обмотки. Индуктивность якорных цепей электродвигателей с компенсационной обмоткой оказывается меньшей.

Расчеты показывают, что контакторы постоянного тока с закрытыми камерами тех же размеров, что и открытые камеры, допускают частоту работы, определяемую тысячами отключений в час.

На рис. 6-18 в качестве примера приведены кривые, характеризующие допустимую частоту отключений при различных режимах работы контактора на 150 А с закрытой камерой тех же размеров, что у контактора КП203. Расчет производился для наихудшего случая — отключения электродвигателя типа ПН-400, I_ном =154 А, U_ном = 220 В, n_ном = 750 об/мин, L_я = 3,9 мГн. Допустимая температура камеры принималась равной 250 °С. Кривая 1 выражает допустимую частоту работы при отключении вращающегося электродвигателя. Кривая 2 относится к отключению электродвигателя, вращающегося с половинной номинальной частотой вращения и создающего противо-ЭДС, равную 0,5 U_ном. Кривая 3 относится к отключению заторможенного электродвигателя.

Рис.6-18.Допустимая частота отключений контактором на 150А в различных режимах.

В условиях эксплуатации в одной и той же установке могут иметь место различные из указанных случаи. Допустим, что эквивалентный режим соответствует отключению не достигшего номинальной частоты вращения электродвигателя при двойном номинальном токе (кривая 2). В таком случае для нашего контактора допустимой окажется частота работы, равная 1000 отключений в час, т. е. закрытые дугогасительные устройства допускают высокую частоту отключений.