Өнеркәсіптік катушкалардағы электромагниттік индукция

Электромагниттік құрылғылар өнеркәсіптік басқару жүйелерінде кеңінен қолданылады. Контакторлар, соленоидты клапандар, трансформаторлар, асинхронды қозғалтқыштар, тежегіштер және жақындау датчиктері өзара байланысты магниттік әсерлерге тәуелді. Алайда бұл құрылғылардың барлығы бірдей қағидамен жұмыс істемейді. Кейбіреулері токтан күш тудырады. Басқалары өзгермелі магнит ағынынан кернеу түзеді.

Ақауларды іздеу кезінде бұл айырмашылықтың маңызы зор. Катушкада қорек кернеуі дұрыс болып, соған қарамастан әлсіз күш пайда болуы мүмкін. Трансформаторда тұтастық болуы мүмкін, бірақ жүктеме кезінде істен шығуы ықтимал. Индуктивті датчик нысананың материалына, орнатылуына немесе электрлік шуға байланысты қате ауысуы мүмкін.

Электромагнетизмді индукциядан ажырату

Өткізгіш арқылы өтетін ток магнит өрісін тудырады. Өткізгішті катушка етіп орау осы өрісті шоғырландырады. Қолайлы ферромагниттік өзек қосу магниттік кедергісі төмен жол жасап, пайдалы магнит күшін арттыруы мүмкін.

Көптеген релелердің, контакторлардың, соленоидтардың және электромагниттік тежегіштердің жұмысы осыған негізделген. Ток берілгенде магнит ағыны пайда болады. Ағын якорьді тартады немесе плунжерді қозғайды. Ток ажыратылғанда серіппе, ауырлық күші немесе технологиялық күш механизмді бастапқы қалпына қайтарады.

Электромагниттік индукцияның мәні басқа. Өткізгіш арқылы өтетін магнит ағыны өзгерсе, индукцияланған кернеу пайда болады. Өзгеріс магнитті қозғаудан, өткізгішті қозғаудан немесе басқа орамдағы токты өзгертуден туындауы мүмкін. OpenStax өз сайтындағы электромагниттік индукцияға шолуында өзгермелі магнит ағыны мен индукцияланған ЭҚК арасындағы байланысты түсіндіреді.

Катушка тогы неге бірден артпайды

Катушка энергияны өзінің магнит өрісінде жинақтайды. Оның индуктивтілігі токтың жылдам өзгеруіне кедергі жасайды. Тұрақты ток кернеуі алғаш берілгенде, ток бірден тұрақты мәніне секірмей, уақыт өте артады. Орам кедергісі, индуктивтілік, қорек көзінің импедансы және темір бөлшектердің қозғалысы бұл процестің сипатын анықтайды.

Механикалық қозғалыс магниттік тізбекті де өзгерте алады. Якорь ашық тұрған кезде контактор катушкасы іске қосу сәтінде жоғары ток тұтынуы мүмкін. Якорь жабылып, магниттік жол жақсарғаннан кейін ток әдетте төмендейді. Ластану, коррозия, төмен кернеу немесе зақымдалған қысқа тұйықтаушы сақина якорьдің толық жабылуына кедергі келтіруі мүмкін. Мұндайда контактор дірілдеп, катушка қызып кетуі ықтимал.

Айнымалы ток катушкаларында қосымша әсерлер болады. Олардың тогы кедергі мен индуктивті реактивтік кедергіге тәуелді. Сондықтан жиіліктің маңызы бар. Белгілі бір жиілікке немесе кернеуге арналған катушканы тек сыртқы өлшеміне қарап алмастыруға болмайды.

Катушка ажыратылғанда не болады

Катушка тізбегін ашу оның магнит өрісін құлдыратады. Магнит ағынының бұл жылдам өзгерісі токтың өзгеруіне қарсы бағытталған кернеу тудырады. Пайда болған өтпелі процесс контактілер арасында доға түзуі немесе транзисторлық шығысты зақымдауы мүмкін.

Бұл әсерді басу үшін арнайы элементтер қолданылады. Тұрақты ток катушкасына параллель диод жиі орнатылады, бірақ оның полярлығы дұрыс болуы керек. Диод токтың бәсеңдеуін де баяулатып, механикалық босатуды кешіктіруі мүмкін. Стабилитрон, TVS, резистор-конденсатор және варисторлық тізбектер кернеу мен босау уақытының әртүрлі сипаттамаларын қамтамасыз етеді.

Дұрыс құрылғыны таңдау катушка кернеуіне, жинақталған энергияға, ауыстыру жиілігіне, қажетті босау уақытына және шығыс номиналына байланысты. Жүктеме нұсқаулығын да, PLC шығысының сипаттамасын да тексеріңіз. Сәйкес алмастыруға арналған жабдықты Релелер топтамасынан қарауға болады.

Трансформаторлар мен қозғалтқыштардағы индукция

Трансформатор бастапқы орамға айнымалы кернеу береді. Оның өзегіндегі өзгермелі магнит ағыны екінші орамда кернеу индукциялайды. Орамдар қатынасы кернеулердің арақатынасына әсер етеді, ал нақты жұмыс сипаттамасын орам кедергісі, шашырау, өзек шығындары және жүктеме анықтайды.

Асинхронды қозғалтқыш статордың айналмалы өрісін түзеді. Бұл өзгермелі өріс роторда ток индукциялайды. Ротор токтары мен магнит өрісінің өзара әсері айналдыру моментін тудырады. Индукция жалғасуы үшін ротор синхронды жылдамдықтан төмен айналуы керек. Бұл айырмашылық сырғанау деп аталады.

Қозғалтқыш тогының өзі барлық ақауды анықтай алмайды. Кернеудің теңгерімсіздігі, механикалық артық жүктеме, ротор өткізгіштерінің зақымдануы, үдеудің қате баптаулары және салқындату проблемалары ұқсас белгілер тудыруы мүмкін. Орам істен шықты деген қорытындыға келмес бұрын фазалық токтарды, фазалық кернеулерді, жылдамдықты, жүктеме жағдайын және температураны салыстырыңыз. Жетектер мен қозғалтқыштарды басқару санаттары Жетектер және қозғалысты басқару бөлімінде қолжетімді.

Индуктивті жақындау датчиктері металды қалай анықтайды

Индуктивті жақындау датчигі сезу бетінің жанындағы генератор мен катушканы іске қосады. Айнымалы өріс өткізгіш нысанада құйынды токтар индукциялайды. Бұл токтар энергияны сіңіріп, генератордың жұмысын өзгертеді. Ішкі электроника өзгерісті анықтап, шығысты ауыстырады.

Анықтау қашықтығы нысананың бар-жоғына ғана байланысты емес. Нысана материалы, өлшемі, қалыңдығы, туралануы, орнату тәсілі және жақын орналасқан металл нәтижеге әсер етеді. Стандартты болат нысанамен өлшенген номиналды қашықтық әр қолдану үшін кепілдендірілген қашықтық болып саналмайды.

Жасырын және жасырын емес орнату ережелері де әртүрлі. Дұрыс орнатпау сезу өрісіне алдын ала жүктеме түсіріп, тұрақсыз ауысуға әкелуі мүмкін. Алмастырғыш таңдағанда қорек ауқымын, шығыс түрін, коннектор түйіспелерінің орналасуын, сезу қашықтығын, корпус өлшемін, орнату талаптарын және қоршаған ортаға төзімділік номиналын тексеріңіз.

Катушканы диагностикалаудың практикалық реті

1. Команданы және қоректі растаңыз

Команда берілген кезде катушка қысқыштарының арасындағы кернеуді өлшеңіз. Әр қысқышты жерге қатысты өлшеу қайтару тізбегінің үзілуін жасыруы мүмкін. Айнымалы немесе тұрақты ток екенін анықтап, мәнді зауыттық тақтайшадағы дерекпен салыстырыңыз.

2. Ток пен механикалық қозғалысты бақылаңыз

Токтың жоқ, шамадан тыс немесе тұрақсыз екенін тексеріңіз. Дірілдеу дыбысына құлақ салыңыз. Қауіпсіз жағдай қамтамасыз етілгеннен кейін якорьді, плунжерді, серіппені, тартпаны және ауа саңылауын тексеріңіз.

3. Ауыстырып-қосқыш құрылғыны тексеріңіз

PLC командасын, шығыс индикациясын, қысқыш кернеуін және жүктеменің нақты тогын салыстырыңыз. Жанып тұрған шығыс жарықдиоды далалық қорек катушкаға жетіп тұрғанын дәлелдемейді.

4. Қорғаныс элементтерін тексеріңіз

Қысқа тұйықталған басу элементі құрылғының жұмыс істеуіне кедергі келтіруі мүмкін. Жоқ немесе үзілген басу элементі контактілерді не шығыстарды зақымдауы ықтимал. Полярлық пен компонент түрін сызбаға сәйкес растаңыз.

5. Қызу мен жұмыс циклін тексеріңіз

Үздіксіз жұмысқа және үзілісті жұмысқа арналған катушкалар өзара алмастырылмайды. Басқару шкафының температурасын өлшеп, ауыстыру жиілігін тексеріңіз. Қайталама жұмыс кернеу дұрыс болғанның өзінде жылулық шектерден асып кетуі мүмкін.

Өлшеу шектері және қауіпсіздік

Жұмыс мүмкіндік берген кезде жабдықты кернеуден ажыратыңыз. Кедергіні өлшеу немесе бөлшектеу алдында жинақталған электрлік және механикалық энергияны оқшаулаңыз. Кернеу астындағы өлшеулерді білікті мамандар тиісті аспаптармен және нысанның электр қауіпсіздігі рәсімдеріне сәйкес орындауы керек.

Өндіруші рұқсат етпесе, қосылған PLC шығыстарына, басу элементтеріне немесе датчик электроникасына оқшаулау сынағышын қолданбаңыз. Сынақ кернеуі жартылай өткізгіш компоненттерді зақымдауы мүмкін. Алдымен қажетті бөлікті ажыратып, оқшаулаңыз.

Инженерлік қорытынды

Өнеркәсіптік катушкаларды негізгі әсер дұрыс аталған кезде диагностикалау оңайырақ. Ток реледе немесе соленоидта магнит күшін тудырады. Өзгермелі магнит ағыны трансформаторда, қозғалтқыш роторында немесе датчик нысанасында кернеу индукциялайды. Индуктивтілік сонымен қатар ауыстыру кезіндегі өтпелі процестер мен уақытқа тәуелді токты тудырады.

Сондықтан тиімді диагностика кернеуді, токты, уақытты, механикалық күйді және тізбек мәнмәтінін бірге қарастырады. Қорек сапасын, басу элементтерін, ауа саңылауын, орнатуды және жұмыс циклін тексермей катушканы ауыстыру сол ақаудың қайталануын тек кейінге қалдыруы мүмкін.