Paramètres des contacts de commutation des appareils électriques

Solution pour contacts d'appareils électriques

Dans les appareils électriques basse tension, la solution de contact est principalement déterminée par conditions d'extinction de l'arc et ce n'est qu'à des tensions importantes (plus de 500 V) que sa valeur commence à dépendre de la tension entre les contacts. Les expériences montrent que l'arc quitte les contacts déjà à une solution de 1 - 2 mm.

Les conditions les plus défavorables pour éteindre l'arc sont obtenues avec le courant continu, les forces dynamiques de l'arc sont si grandes que l'arc se déplace activement et s'éteint déjà à une solution de 2 - 5 mm.

Selon ces expériences, on peut considérer qu'en présence d'un champ magnétique pour éteindre l'arc à une tension allant jusqu'à 500 V, il est possible de prendre une valeur de solution de 10 - 12 mm pour le courant continu, pour le courant alternatif , 6 - 7 mm sont pris pour toutes les valeurs actuelles. Une augmentation excessive de la solution n'est pas souhaitable, car elle conduit à une augmentation de la course des pièces de contact de l'appareil et, par conséquent, à une augmentation des dimensions de l'appareil.

La présence d'un pont de contact à deux coupures permet de réduire la course du contact, tout en conservant la valeur globale de la solution. Dans ce cas, une solution de 4 à 5 mm est généralement prise pour chaque pause. Des résultats d'extinction d'arc particulièrement bons sont obtenus avec l'utilisation d'un contact de pont CA. Habituellement, une réduction excessive de la solution (moins de 4 à 5 mm) n'est pas effectuée, car des erreurs dans la fabrication de pièces individuelles peuvent affecter de manière significative la taille de la solution. S'il est nécessaire d'obtenir de petites solutions, il faut prévoir la possibilité de son ajustement, ce qui complique la conception.

Si les contacts travaillent dans des conditions où ils peuvent être fortement contaminés, la solution doit être augmentée.

Habituellement, la solution est augmentée et, pour les contacts ouvrant le circuit avec haute inductance, car au moment de l'extinction de l'arc, des surtensions importantes se produisent, et avec un petit écart, un réallumage de l'arc est possible. La solution est également augmentée pour les contacts des dispositifs de protection afin d'augmenter leur fiabilité.

La solution augmente considérablement avec l'augmentation de la fréquence alternative, car le taux d'augmentation de la tension après l'extinction de l'arc est très élevé, l'écart entre les contacts n'a pas le temps de se désioniser et l'arc est à nouveau allumé.

L'amplitude de la solution CA haute fréquence est généralement déterminée expérimentalement et dépend fortement de la conception des contacts et de la chambre de coupure. À une tension de 500-1000 V, la taille de la solution est généralement prise comme 16-25 mm. Les valeurs plus élevées se réfèrent aux contacts qui coupent les circuits avec une inductance plus élevée et des courants plus élevés.

Dysfonctionnement des contacts des appareils électriques

Les contacts s'usent pendant le fonctionnement. Pour assurer leur contact fiable pendant longtemps, la cinématique de l'appareil électrique est réalisée de manière à ce que les contacts se touchent avant que le système mobile (système mobile de contacts mobiles) n'atteigne la butée. Le contact est attaché au système mobile par un ressort. Ainsi, après contact avec le contact fixe, le contact mobile s'arrête, et le système mobile avance jusqu'à ce qu'il s'arrête, comprimant davantage le ressort de contact.

Ainsi, si le contact fixe est retiré en position fermée du système mobile, alors le contact mobile sera déplacé d'une certaine distance appelée immersion. L'immersion détermine la limite d'usure d'un contact pour un nombre d'opérations donné. Toutes choses étant égales par ailleurs, une plus grande immersion offre une plus grande résistance à l'usure, c'est-à-dire durée de vie plus longue. Mais une panne plus importante nécessite généralement un système de propulsion plus puissant.

Pressage par contact - la force pressant les contacts à l'endroit de leur contact. Une distinction est faite entre le pressage initial au moment du contact initial des contacts, lorsque l'immersion est nulle, et le pressage final avec défaillance complète des contacts . Au fur et à mesure que les contacts s'usent, l'enfoncement diminue et, par conséquent, la compression supplémentaire du ressort. La presse finale est plus proche de l'original. Par conséquent, la pression initiale est l'un des principaux paramètres dans lesquels le contact doit rester fonctionnel.

La fonction principale du défaut est de compenser l'usure des contacts, par conséquent, l'ampleur de la défaillance est principalement déterminée par l'ampleur de l'usure maximale des contacts, qui est généralement supposée : pour contacts en cuivre — pour chaque contact jusqu'à la moitié de son épaisseur (l'usure totale est l'épaisseur totale d'un contact) ; pour les contacts avec soudures — Jusqu'à l'usure complète de la soudure (l'usure totale est l'épaisseur totale de la soudure des contacts mobiles et fixes).

Dans le cas d'un procédé de meulage par contact, notamment en roulage, la profondeur de plongée est bien souvent très supérieure à l'usure maximale et est déterminée par la cinématique du contact mobile qui assure le roulage et le glissement nécessaires. Dans ces cas, pour réduire la course totale du contact mobile, il convient de placer l'axe de rotation du porte-contact mobile le plus près possible de la surface de contact.

Les valeurs de la pression de contact minimale admissible sont déterminées par les conditions de maintien d'une résistance de contact stable. Si des mesures spéciales sont prises pour sauver résistance de contact stable, les valeurs des pressions minimales de contact peuvent être réduites. Ainsi, dans les équipements spéciaux de petites dimensions, dont le matériau de contact ne donne pas de film d'oxyde et les contacts sont protégés de manière absolument fiable contre la poussière, la saleté, l'humidité et d'autres influences extérieures, la pression de contact est réduite.

La pression finale de contact ne joue pas un rôle décisif dans le fonctionnement des contacts, et son amplitude devrait théoriquement être égale à la pression initiale.Cependant, le choix de la rupture est presque toujours lié à la compression du ressort de contact et à l'augmentation de sa force ; il est donc structurellement impossible d'obtenir la même pression de contact - initiale et finale -. Habituellement, la pression de contact finale pour les nouveaux contacts dépasse la première fois et demie à deux fois.

Dimensions des contacts des appareils électriques

Leur épaisseur et leur largeur dépendent grandement à la fois de la conception de la connexion de contact et de la conception du dispositif à arc et de la conception de l'ensemble de l'appareil dans son ensemble. Ces tailles dans différentes conceptions peuvent être très diverses et dépendent fortement de l'objectif de l'appareil.

Il convient de noter qu'il est souhaitable d'augmenter la taille des contacts, qui coupent souvent le circuit sous courant et éteignent l'arc. Sous l'action d'un arc fréquemment interrompu, les contacts deviennent très chauds ; l'augmentation de leur taille, principalement due à la capacité calorifique, permet de réduire cet échauffement, ce qui conduit à une diminution très sensible de l'usure et à l'amélioration des conditions d'extinction de l'arc. Une telle augmentation de la capacité thermique des contacts peut être réalisée non seulement en augmentant directement leurs dimensions, mais également en éteignant les cornes d'arc connectées aux contacts de manière à ce que non seulement la connexion électrique soit établie, mais également un bon retrait la chaleur des contacts.

Vibration des contacts des appareils électriques

Vibration de contact - le phénomène de récupération périodique et de fermeture ultérieure des contacts sous l'influence de diverses causes.Les vibrations peuvent être amorties lorsque les amplitudes des rebonds diminuent et s'arrêtent au bout d'un moment, et non amorties lorsque le phénomène vibratoire peut se poursuivre à tout moment.

Les vibrations de contact sont extrêmement nocives car le courant circule à travers les contacts et au moment du rebond un arc se produit entre les contacts, provoquant une usure accrue et parfois une soudure des contacts.

La cause de la vibration amortie qui se produit lorsque les contacts sont activés est l'impact du contact contre le contact et leur rebond ultérieur l'un de l'autre en raison de l'élasticité du matériau de contact - vibrations mécaniques.

Il est impossible d'éliminer complètement les vibrations mécaniques, mais il est toujours souhaitable de maintenir à la fois l'amplitude du premier rebond et la durée totale de vibration aussi petites que possible.

Le temps de vibration est caractérisé par le rapport de la masse de contact à la pression de contact initiale. Il est souhaitable d'avoir la plus petite valeur dans tous les cas. Elle peut être réduite en diminuant la masse du contact mobile et en augmentant la pression initiale de contact ; cependant, la réduction de masse ne doit pas affecter l'échauffement des contacts.

Des temps de vibration d'enclenchement particulièrement longs sont obtenus si la pression de contact n'augmente pas brusquement jusqu'à sa valeur réelle au moment du contact. Cela se produit lorsque la conception et le schéma cinématique du contact mobile sont incorrects, lorsqu'après avoir touché les contacts, la pression initiale n'est établie qu'après la sélection du jeu de la charnière.

Il convient de noter que l'augmentation du processus de meulage augmente généralement le temps de vibration, car les surfaces de contact, lorsqu'elles se déplacent les unes par rapport aux autres, rencontrent des irrégularités et des rugosités qui contribuent au rebond du contact mobile. Cela signifie que la taille de pincement doit être choisie à la taille optimale, généralement déterminée de manière empirique.

La raison de la vibration constante des contacts qui se produit lorsqu'ils sont fermés est efforts électrodynamiques... Étant donné que les vibrations sous l'action des forces électrodynamiques se produisent à des valeurs de courant élevées, l'arc résultant est très intense et, en raison de ces vibrations des contacts, ils sont généralement soudés. Ainsi, ce type de vibration de contact est totalement inacceptable.

Pour réduire la possibilité de vibration sous l'action des forces électrodynamiques, les amenées de courant aux contacts sont souvent réalisées de telle sorte que les forces électrodynamiques agissant sur le contact mobile compensent les forces électrodynamiques apparaissant aux points de contact.

Lorsqu'un courant d'une intensité telle traverse les contacts que la température des points de contact atteint la température de fusion du matériau de contact, des forces d'adhérence apparaissent entre eux et les contacts se soudent. De tels contacts sont considérés comme soudés lorsque la force qui assure leur divergence ne peut vaincre les forces d'adhérence des contacts soudés.

Le moyen le plus simple d'empêcher le soudage par contact est d'utiliser des matériaux appropriés et d'augmenter la pression de contact en conséquence.