Qu'est-ce que l'amortissement électrique, les bobines d'amortissement et les bobines

Amortissement — augmenter les pertes d'énergie dans le système afin d'augmenter l'amortissement des oscillations dans celui-ci.

Amortissement mécanique

Amortissement appliqué dans les appareils de mesure pour réduire également la gigue de la flèche du pointeur dans d'autres appareils. L'amortissement mécanique est obtenu en augmentant le frottement ou en augmentant la résistance du milieu dans lequel le système se déplace. Par exemple, un piston léger est fixé au système rotatif de l'appareil, qui se déplace dans le tube, ralentissant le mouvement du système mobile.

Les appareils électriques avec des parties mobiles ont toujours des dispositifs de freinage sous une forme ou une autre, car le mouvement de la partie mobile doit être arrêté quelque part et la réserve d'énergie cinétique absorbée. Tout d'abord, dans tout système en mouvement, il existe des forces de frottement toujours dirigées contre le mouvement.

Si l'énergie cinétique est importante, ils recourent à des dispositifs de freinage spéciaux dans lesquels l'énergie cinétique excédentaire est absorbée.Dans un certain nombre d'appareils (par exemple, dans les relais), les dispositifs de freinage sont conçus non seulement pour absorber l'énergie cinétique excédentaire des pièces mobiles (lorsqu'elles s'approchent de la fermeture pour éviter un choc violent), mais aussi pour ralentir l'action de l'appareil.

Dans le premier cas, lorsque le dispositif de freinage est conçu uniquement pour absorber l'énergie cinétique excédentaire en fin de course, il est généralement appelé dispositif tampon et, dans la plupart des cas, lorsque ce dispositif commence à fonctionner, la force déplaçant les pièces de l'appareil s'arrête. Dans le second cas, le dispositif de freinage agit pendant l'existence de la force motrice dans l'appareil et est appelé amortisseur.

Amortissement des appareils électriques

Amortissement électrique peut avoir lieu par interaction entre le champ magnétique et les courants induits dans les fils se déplaçant dans ce champ magnétique, car selon la loi de Lenz dans ce cas il doit toujours y avoir une force qui empêche ce mouvement. Par exemple, une plaque mobile en matériau conducteur est fixée au système mobile de l'appareil entre les pôles d'un aimant… Dans ce cas, des courants de Foucault y apparaissent, dont l'interaction avec le champ magnétique ralentit le mouvement du système.

Bobines d'amortisseur — comprend le circuit magnétique qui sert à amortir la partie mobile du système magnétique. Par exemple, de telles spires de cuivre sont installées sur le circuit magnétique d'un démarreur ou d'un contacteur magnétique à partir des bords des plans de contact de l'induit et du noyau.

Tout électroaimant à courant alternatif a une force de traction variable dans le temps, et aux moments où le flux magnétique passe par zéro, il est également nul.Cette circonstance conduit au fait que l'armature de l'électroaimant ne peut pas être stable dans sa position finale, et sous l'action de forces opposées dans la région de flux nul, l'armature et ses pièces associées ont tendance à reculer.

L'augmentation rapide de la force de la traction de l'ancre ne permet pas à ces pièces de se séparer de la butée sur une distance significative, mais elles se déplacent tout de même sur une courte distance. En conséquence, les parties de l'appareil pressées par l'ancre contre le limiteur ne sont pas en position fixe, mais vibrent dans le temps avec la force de traction de l'électroaimant.

Cela provoque le cliquetis de ces pièces, le desserrage du mécanisme, l'usure des contacts pressés par l'électroaimant, le bruit et d'autres conséquences désagréables. L'une des mesures courantes pour lutter contre ce phénomène est l'utilisation d'un court-circuit couvrant une partie de la section principale.

Dans ce cas, la partie du flux pénétrant dans la bobine court-circuitée ne coïncide pas en phase avec l'autre partie du flux, et donc la valeur nulle de la force de traction des flux ne coïncide pas dans le temps. En conséquence, un électroaimant CA donné n'aura pas de moment où sa force de traction est nulle et le cliquetis indiqué sera absent. Habituellement, le nombre de tours d'un court-circuit est égal à un et il est appelé en conséquence court-circuit.

Dans certaines conceptions d'électroaimants à courant continu, un enroulement de court-circuit spécial à faible résistance électrique est appliqué au noyau (ou à l'armature).Ceci est alors fait pour ralentir le fonctionnement de l'électroaimant : en présence d'une telle bobine, l'augmentation du flux après mise en marche de la bobine ou de la tension et du flux après coupure du courant est plus lente que sans une telle bobine.

L'influence d'une telle bobine se reflétera non seulement lorsque l'armature est immobile pendant un processus de flux instable, mais également lorsque l'armature est en mouvement, lorsqu'en raison d'une modification de l'entrefer, le flux dans l'électroaimant a tendance à changer. Ce processus physique est appelé amortissement magnétique.

L'utilisation d'un enroulement supplémentaire aux fins de processus d'amortissement dans un électroaimant à courant alternatif n'atteint pas les objectifs et n'est donc pas utilisée.

L'amortissement magnétique est souvent utilisé pour retarder le fonctionnement et la libération des relais de synchronisation électromagnétiques et CC. Cela ralentit la montée et la chute du flux magnétique dans le noyau. A cet effet, des courts-circuits sont placés sur le circuit magnétique du relais. Grâce à cette solution technique, un retard de 0,2 à 10 secondes est obtenu. Parfois, l'amortissement magnétique se fait non pas en utilisant un court-circuit, mais en court-circuitant la bobine de travail du relais.

Relais électromagnétiques à amortissement magnétique : a — avec un manchon en cuivre ; b — avec un anneau de cuivre dans l'espace de travail.

Il existe un certain nombre de cas pratiques où le temps de fonctionnement des électroaimants et des appareils électromagnétiques (relais, démarreurs, contacteurs) doit être le plus court possible.Dans ce cas, la présence d'enroulements court-circuités, de parties massives du circuit magnétique, de cadres métalliques de la bobine et de courts-circuits formés par des attaches et d'autres parties de l'appareil se trouvant sur le trajet du flux sont inacceptables, car elles augmenteront le temps de fonctionnement de l'électroaimant.

Amortissement des machines électriques

Presque tous moteurs synchrones, compensateurs et convertisseurset de nombreux générateurs synchrones à pôles saillants sont équipés d'enroulements d'amortissement. Dans certains cas, ils sont utilisés en raison de l'effet sur la stabilité du système, mais pour la plupart, ils sont destinés à d'autres fins. Cependant, quelles que soient les raisons d'utiliser des bobines d'amortissement, elles affectent plus ou moins la stabilité.

Il existe essentiellement deux types de bobines d'amortissement : pleines ou fermées et incomplètes ou ouvertes. Dans les deux cas, l'enroulement est constitué de tiges posées dans des rainures à la surface des pôles, dont les extrémités sont reliées de chaque côté du pôle.

Avec une bobine d'amortissement complète, les extrémités des tiges sont fermées par des anneaux reliant les tiges à tous les pôles. En enroulement incomplet, les tiges sont fermées par des arcs, dont chacun relie les tiges à un seul pôle. Dans ce dernier cas, la bobine d'amortissement de chaque pôle est un circuit indépendant.

Les bobines apaisantes complètes sont comme cellules d'écureuil de rotors de machines asynchrones, sauf que dans les bobines d'amortissement, les barres sont inégalement espacées autour de la circonférence du rotor car il n'y a pas de barres entre les pôles. Dans certaines conceptions, les anneaux d'extrémité sont constitués de sections séparées qui sont boulonnées ensemble pour faciliter le retrait du poteau.

Les bobines d'amortissement peuvent être classées en fonction de leur résistance active. Les bobines à faible résistance produisent le plus de couple à faible glissement et les bobines à haute résistance à glissement élevé. Parfois, une bobine à double amortissement est utilisée. Il se compose de bobines à faible et haute résistance inductive. Les bobines à double amortissement sont utilisées pour améliorer les caractéristiques de démarrage des moteurs synchrones et leur faciliter la synchronisation.

Le but des bobines d'amortissement pour les machines synchrones :

• Augmenter le couple de démarrage des moteurs synchrones, des compensateurs et des convertisseurs ;

• Empêche le balancement. Les bobines d'amortissement ont d'abord été fabriquées à cet effet, et ont donc reçu leur nom;

• Suppression des oscillations résultant de chocs lors d'un court-circuit ou d'une commutation ;

• Prévention de la distorsion de la forme d'onde de tension par une charge déséquilibrée, en d'autres termes — suppression des composantes harmoniques supérieures ;

• Réduire le déséquilibre de la tension de phase des bornes avec une charge déséquilibrée, c'est-à-dire réduction de tension inverse ;

• Prévention de la surchauffe de la surface des pôles des générateurs monophasés par courants de Foucault ;

• Créer un couple de freinage dans le générateur en cas de courts-circuits asymétriques et réduire ce surcouple ;

• Créer un moment supplémentaire lors de la synchronisation des générateurs ;

• Réduire la vitesse de rétablissement de la tension dans les contacts de l'interrupteur ;

• Réduction des contraintes mécaniques dans l'isolation de l'enroulement de champ lors des courants d'appel dans le circuit d'induit.

Les générateurs entraînés par des moteurs primaires alternatifs ont tendance à osciller en raison du couple de pulsation des moteurs principaux. Les moteurs électriques entraînant des charges de couple pulsées comme les compresseurs ont également tendance à osciller.

Ces balançoires sont appelées "balançoires forcées". Il est également possible que des "oscillations spontanées" se produisent lorsque des machines synchrones sont connectées via une ligne où le rapport de la résistance active à la résistance inductive est important.

Les bobines d'amortissement à faible résistance réduisent considérablement les amplitudes des oscillations forcées et spontanées.

L'influence de l'amortissement (bobines d'amortissement) sur la stabilité des systèmes électriques se manifeste par le fait qu'ils :

• Créer un moment d'amortissement (asynchrone) de séquence directe ;

• Crée un couple de freinage en séquence inverse lors de courts-circuits asymétriques ;

• En changeant l'impédance de la séquence négative, la puissance électrique de la séquence positive est affectée par la machine lors de courts-circuits asymétriques.