Che cos'è lo smorzamento elettrico, le bobine e le bobine dell'ammortizzatore

Ammortamento — aumentare le perdite di energia nel sistema per aumentare lo smorzamento delle oscillazioni in esso.

Smorzamento meccanico

Ammortamento applicato nei dispositivi di misurazione per ridurre il tremolio della freccia del puntatore anche in altri dispositivi. Lo smorzamento meccanico si ottiene aumentando l'attrito o aumentando la resistenza del mezzo in cui si muove il sistema. Ad esempio, un pistone leggero è fissato al sistema rotante del dispositivo, che si muove nel tubo, rallentando il movimento del sistema mobile.

I dispositivi elettrici con parti in movimento hanno sempre dispositivi di frenatura in una forma o nell'altra, poiché il movimento della parte in movimento deve essere arrestato da qualche parte e l'accumulo di energia cinetica deve essere assorbito. Innanzitutto, in ogni sistema in movimento ci sono forze di attrito sempre dirette contro il moto.

Se l'energia cinetica è grande, ricorrono a speciali dispositivi di frenatura in cui viene assorbita l'energia cinetica in eccesso.In una serie di dispositivi (ad esempio nei relè), i dispositivi di frenatura sono progettati non solo per assorbire l'energia cinetica in eccesso delle parti in movimento (quando si avvicinano alla chiusura per evitare un forte urto), ma anche per rallentare l'azione del dispositivo.

Nel primo caso, quando il dispositivo di frenatura è progettato solo per assorbire l'energia cinetica in eccesso a fine corsa, viene solitamente chiamato dispositivo tampone, e nella maggior parte dei casi, quando questo dispositivo entra in funzione, la forza che muove le parti del l'apparato si ferma. Nel secondo caso, il dispositivo di frenatura agisce durante l'esistenza della forza motrice nell'apparato e viene chiamato ammortizzatore.

Ammortamento dispositivi elettrici

Smorzamento elettrico può avvenire per interazione tra il campo magnetico e le correnti indotte nei fili che si muovono in questo campo magnetico, perché secondo la legge di Lenz in questo caso deve esserci sempre una forza che impedisce questo movimento. Ad esempio, una piastra mobile di materiale conduttivo è fissata al sistema mobile del dispositivo tra i poli di un magnete… In questo caso, sorgono correnti parassite, la cui interazione con il campo magnetico rallenta il movimento del sistema.

Bobine dell'ammortizzatore — comprende il circuito magnetico che serve a smorzare la parte mobile del sistema magnetico. Ad esempio, tali giri di rame sono installati sul circuito magnetico di un avviatore magnetico o contattore dai bordi dei piani di contatto dell'armatura e del nucleo.

Qualsiasi elettromagnete a corrente alternata ha una forza di trazione variabile nel tempo e, nei momenti in cui il flusso magnetico passa per lo zero, è anche zero.Questa circostanza porta al fatto che l'armatura dell'elettromagnete non può essere stabile nella sua posizione finale, e sotto l'azione di forze opposte nella regione del flusso zero, l'armatura e le sue parti associate tendono a muoversi all'indietro.

La forza in rapido aumento del tiro dell'ancora non consente a queste parti di separarsi dall'arresto per una distanza significativa, ma si spostano comunque per una breve distanza. Di conseguenza, le parti dell'attrezzo premute dall'ancoraggio al limitatore non sono in posizione stazionaria, ma vibrano nel tempo con la forza di trazione dell'elettromagnete.

Ciò provoca il tintinnio di queste parti, l'allentamento del meccanismo, l'usura dei contatti premuti dall'elettromagnete, il rumore e altre spiacevoli conseguenze. Una delle misure comuni per combattere questo fenomeno è l'uso di un cortocircuito che copre parte della sezione principale.

In questo caso la parte di flusso che penetra nella bobina in cortocircuito non coincide in fase con l'altra parte di flusso, e quindi il valore nullo della forza di trazione dei flussi non coincide nel tempo. Di conseguenza, un dato elettromagnete CA non avrà un momento in cui la sua forza di trazione è zero e il tintinnio indicato sarà assente. Di solito il numero di giri di un cortocircuito è uguale a uno e viene chiamato di conseguenza corto circuito.

In alcuni progetti di elettromagneti a corrente continua, al nucleo (o all'armatura) viene applicato uno speciale avvolgimento di cortocircuito con bassa resistenza elettrica.Questo viene quindi fatto per rallentare il funzionamento dell'elettromagnete: in presenza di una tale bobina, l'aumento del flusso dopo l'accensione della bobina o della tensione e del flusso dopo lo spegnimento della corrente è più lento che senza tale bobina.

L'influenza di una tale bobina si rifletterà non solo quando l'armatura è ferma durante un processo di flusso instabile, ma anche quando l'armatura è in movimento, quando a causa di un cambiamento nel traferro, il flusso nell'elettromagnete tende a cambiare. Questo processo fisico è chiamato smorzamento magnetico.

L'utilizzo di un avvolgimento aggiuntivo ai fini dei processi di smorzamento in un elettromagnete CA non raggiunge gli obiettivi e pertanto non viene utilizzato.

Lo smorzamento magnetico viene spesso utilizzato per ritardare il funzionamento e il rilascio di relè di sincronizzazione elettromagnetici e CC. Questo rallenta l'aumento e la diminuzione del flusso magnetico nel nucleo. A tale scopo, i cortocircuiti vengono posizionati sul circuito magnetico del relè. Grazie a questa soluzione tecnica si ottiene un ritardo da 0,2 a 10 secondi. A volte lo smorzamento magnetico non viene eseguito utilizzando un cortocircuito, ma cortocircuitando la bobina di lavoro del relè.

Relè elettromagnetici con smorzamento magnetico: a - con manicotto in rame; b — con un anello di rame nello spazio di lavoro.

Esistono numerosi casi pratici in cui il tempo di funzionamento degli elettromagneti e dei dispositivi elettromagnetici (relè, avviatori, contattori) deve essere il più breve possibile.In questo caso, la presenza di avvolgimenti in cortocircuito, parti massicce del circuito magnetico, telai metallici della bobina e cortocircuiti formati da elementi di fissaggio e altre parti dell'apparato che si trovano nel percorso del flusso sono inaccettabili, poiché aumenteranno il tempo di funzionamento dell'elettromagnete.

Ammortamento macchine elettriche

Quasi tutti i motori sincroni, compensatori e convertitorie molti generatori sincroni a poli salienti sono dotati di avvolgimenti di smorzamento. In alcuni casi vengono utilizzati a causa dell'effetto sulla stabilità del sistema, ma per la maggior parte sono destinati ad altri scopi. Tuttavia, indipendentemente dai motivi per l'utilizzo delle bobine di smorzamento, influiscono sulla stabilità in misura maggiore o minore.

Esistono fondamentalmente due tipi di bobine di smorzamento: piene o chiuse e incomplete o aperte. In entrambi i casi l'avvolgimento è costituito da aste disposte in scanalature sulla superficie dei pali, le cui estremità sono collegate su ciascun lato del palo.

Con una bobina di smorzamento completa, le estremità delle aste sono chiuse con anelli che collegano le aste a tutti i poli. Nell'avvolgimento incompleto, le aste sono chiuse con archi, ciascuno dei quali collega le aste a un solo polo. In quest'ultimo caso, la bobina di smorzamento di ciascun polo è un circuito indipendente.

Le bobine rilassanti complete sono come celle di scoiattolo di rotori di macchine asincrone, tranne per il fatto che nelle bobine di smorzamento le barre sono distanziate in modo non uniforme attorno alla circonferenza del rotore perché non ci sono barre tra i poli. In alcuni modelli, gli anelli terminali sono costituiti da sezioni separate imbullonate insieme per facilitare la rimozione del palo.

Le batterie damper possono essere classificate in base alla loro resistenza attiva. Le bobine a bassa resistenza producono la coppia massima a basso scorrimento e le bobine ad alta resistenza a scorrimento elevato. A volte viene utilizzata una bobina con doppio smorzamento. È costituito da bobine con bassa e alta resistenza induttiva. Le bobine a doppio smorzamento vengono utilizzate per migliorare le caratteristiche di avviamento dei motori sincroni e rendere più facile per loro sincronizzarsi.

Lo scopo delle bobine di smorzamento per macchine sincrone:

• Aumento della coppia di avviamento di motori sincroni, compensatori e convertitori;

• Prevenire l'oscillazione. Le bobine di smorzamento furono realizzate per la prima volta per questo scopo, e quindi ricevettero il loro nome;

• Soppressione delle oscillazioni derivanti da urti durante il cortocircuito o la commutazione;

• Prevenzione della distorsione della forma d'onda della tensione a causa di un carico squilibrato, in altre parole — soppressione delle componenti armoniche superiori;

• Ridurre lo squilibrio della tensione di fase dei terminali con un carico squilibrato, ad es. riduzione della tensione di sequenza inversa;

• Prevenzione del surriscaldamento della superficie dei poli dei generatori monofase da correnti parassite;

• Creare una coppia frenante nel generatore in caso di cortocircuiti asimmetrici e ridurre tale coppia in eccesso;

• Creare un momento aggiuntivo durante la sincronizzazione dei generatori;

• Ridurre la velocità di ripristino della tensione nei contatti dell'interruttore;

• Riduzione delle sollecitazioni meccaniche nell'isolamento dell'avvolgimento di campo durante le correnti di spunto nel circuito dell'indotto.

I generatori azionati da motori primi alternativi tendono a oscillare a causa della coppia pulsante dei motori primi. Anche i motori elettrici che guidano carichi a coppia pulsante come i compressori tendono a oscillare.

Queste oscillazioni sono chiamate "oscillazioni forzate". È anche possibile che si verifichino "oscillazioni spontanee" quando le macchine sincrone sono collegate attraverso una linea in cui il rapporto tra resistenza attiva e resistenza induttiva è elevato.

Le bobine di smorzamento a bassa resistenza riducono significativamente l'ampiezza delle oscillazioni forzate e spontanee.

L'influenza dello smorzamento (bobine damper) sulla stabilità dei sistemi elettrici si manifesta nel fatto che essi:

• Creazione di un momento ammortizzante (asincrono) della sequenza diretta;

• Crea una coppia frenante di sequenza inversa durante i cortocircuiti asimmetrici;

• Modificando l'impedenza della sequenza negativa, la potenza elettrica della sequenza positiva viene influenzata dalla macchina durante i cortocircuiti asimmetrici.