2015-05-26
1666
КЭА с комбинированной контактно-полупроводниковой системой называются гибридными. Здесь стремятся совместить преимущества контактной системы, а именно: низкие потери мощности, высокую перегрузочную способность, с преимуществами полупроводниковых приборов, а именно способностью бездугового отключения цепи.
Проблема износа контактов особенно остро стоит в КЭА постоянного тока. С другой стороны в настоящее время созданы мощные силовые транзисторы (IGBT), которые позволили создавать гибридные КЭА постоянного тока. На рис. 3.21 показана схема такого КЭА. Силовые контакты в нём шунтированы полевым транзистором. Здесь базовый ток биполярной структуры управляется полевой структурой, при этом полевая структура обеспечивает высокое 
, а биполярная структура обеспечивает низкие потери мощности в открытом состоянии.
Рисунок 3.21 – Гибридный контактор постоянного тока
Электродинамические усилия(ЭДУ) в ЭА. Методы расчёта ЭДУ.Методика расчёта электродинамической силы, действующей на проводник с током, расположенном в прямоугольном пазу из ферромагнитного материала.
|
|
|
При работе электрических аппаратов (ЭА) в токоведущих контурах протекают токи, которые создают магнитные поля. Взаимодействие тока с магнитным полем приводит к возникновению механических сил, которые получили название электродинамических усилий (ЭДУ). При работе ЭА в номинальном режиме ЭДУ невелики, и ими обычно пренебрегают. Однако в процессе эксплуатации может возникнуть режим КЗ, когда ток в 20 - 30 и более, раз превышает номинальный. При этом ЭДУ возрастают в 400 - 900 и более, раз и могут деформировать токоведущие части и изоляторы, на которых они крепятся. ЭА разрушаются, что может привести к серьёзной аварии. Поэтому необходимо уметь качественно и количественно оценивать ЭДУ для правильного выбора и конструирования ЭА.
ЭДУ используют для создания различных устройств, например быстродействующих электродинамических приводов ЭА.
Первый метод основан на применении формулы Ампера и закона Био-Савара-Лапласа. Согласно формуле Ампера, на элементарный проводник dl с током I, расположенный в магнитном поле с индукцией B, действует электродинамическое усилие:
,
где за направление вектора 
принимается направление тока I в проводнике dl; направление вектора 
определяется правилом левой руки.
Абсолютное значение этого усилия определяется выражением
,
где 
- угол между векторами 
и 
.
Второй метод расчёта ЭДУ основан на применении энергетической формулы для электромагнитной силы, полученной из энергетического баланса контура с током или системы контуров с токами /4, с. 108/: 
,
|
|
|
где 
- магнитная энергия контура;
- магнитный поток контура либо катушки;
- индуктивность контура либо катушки.
Магнитная энергия системы из двух контуров: 
Расчёт проводится методом, основанным на применении энергетической формулы для электромагнитной силы.
Направление силы таково, что она стремится втянуть проводник в паз.
,
Где 
– магнитная энергия контура,
– индуктивность,
– проводимость, так как магнитная система ненасыщенна, то учитывается только проводимость воздушного зазора.
Так как W=1, то
