Питание контактора низким напряжением.

[zoog]

Мы говорим не про стрикцию, а про магнитострикцию.

Жарко, лень лишние буквы писать..

При питании от сети переменного тока определяется напряжением питания и величиной потребляемого тока в зависимости от воздушного зазора.

Оп, я опять забыл выставить флаг переключения контекста)) В данном случае размышлял об обычной катушке и как учебник описывает действие магнитного сердечника. Ампер-витки = конст.

То есть при разомкнутом сердечнике активные потери увеличиваются
в 6-10 раз

*В 36-100 раз.
** только те, что от сопротивления провода; те, что из-за токов Фуко - уменьшаются.
Дальше, увы, не понял( даже в учебниках мне иногда требуется дополнительно пережевать-перепроверять материал(
Вопросец: индуктивность катушки на замкнутом стальном м/п выше в тысячи раз, чем без него. На разомкнутом с зазором 0,1 от ср. маг. линии - в 10 раз больше. То есть ток через неё должен отличаться в сотни раз (оттянутый/притянутый якорь). Где я ступил?

[genao]

Ампер-витки = конст.

на переменке поток ведет напряжение, собственно противоэдс.
Переменный ток будет таким, чтобы поток достигал этой противоэдс в конструкции

Ампер-витки = конст.

36-100 раз.

Это мой косяк, не так выразился насчет потерь, имел в виду потери напряжения.
То есть при разомкнутом сердечнике потери напряжения на активной R U=I*R увеличиваются в 6-10 раз.

индуктивность катушки на замкнутом стальном м/п выше в тысячи раз, чем без него. На разомкнутом с зазором 0,1 от ср. маг. линии - в 10 раз больше. То есть ток через неё должен отличаться в сотни раз (оттянутый/притянутый якорь). Где я ступил?

Ток ограничивается максимум U/Xреакт
XLзамк+Храсс.замк = 10(XLраз+Храсс.раз), уже не в 100 раз, а максимум в 10 раз.

XLзамк - это собственно сопротивление индуктивности, связанной с потоком в сердечнике, создающим тяговое усилие.
UL=4.443*f*w*S*Bm - это падение напряжения на этой индуктивности, собственно создающее магнитный поток Ф=S*Bm=UL/4.443*f*w
Еще действует падение напряжение на сопротивлении индуктивности рассеяния Храс.замк, и Храс.раз куда еще входит поток рассеивания из воздушного зазора между сердечником и подвижной частью.

Берем контактор TC1D на 150А Катушка на ~220В имеет мощность потребления 250ВА при разомкнутом и 25ВА при замкнутом сердечнике, 3Вт активного при замкнутом сердечнике.

На индуктивной части выделяется в замкнутом состоянии мощность QL=Ѵ(25*25-3*3)=24,8ВА
Полный ток катушки при разомкнутом сердечнике 250ВА/220В=1,136А
при замкнутом 25ВА/220В=0,1136А

Падение напряжения на XLзамкн+Xрасс 24,8ВА/0,1136А=218,3В
Падение напряжения на XLзамкн ULзамк=0,9*218,3В=196,5В,
(0,9- коэффициент учитывающий 10% падение напряжения на индуктивности рассеивания)
то есть напряжение, создающее магнитный поток Фм=Bm*S=UL/4.443*f*w (из UL=4.443*f*w*S*Bm)

На активном сопротивлении катушки падает, допустим при соотношении потерь в железе и проводов 50/50% в замкнутом состоянии
Ракт*0,5=(3Вт*0,5)/0,1136А=13,2В, тогда Rкат=13,5В/0,1136А=116 Ом

При разомкнутом сердечнике
потери на активном сопротивлении катушки составят 116Ом*1,1136А*1,1136А=149,7Вт

** только те, что от сопротивления провода; те, что из-за токов Фуко - уменьшаются.

Токи Фуко не вырастут, так как поток не вырос, и будут составлять менее 1,5Вт, то есть меньше половины потерь при замкнутом сердечнике. Поэтому их просто не учитываю при разомкнутом сердечнике.

Реактивная мощность на последовательных XL и Храссеивания
Q=Ѵ(250*250-149,7*149,7)=200ВА

Оценим напряжение на индуктивной части катушки с разомкнутым сердечником

Суммарное падение напряжения на XLраз+Xрасс 200ВА/1,136А=176В
Суммарное индуктивное сопротивление XLраз+Xрасс=176В/1,136А=155 Ом

Смотрим какое соотношение

индуктивность катушки на замкнутом стальном м/п выше в тысячи раз, чем без него. На разомкнутом с зазором 0,1 от ср. маг. линии - в 10 раз больше

XLзамкн+Xрасс.замк= 218,3В/0,1136А= 1922 Ом,
где XLзамкн = UL/0,1136А=196,5В/0,1136А=1730 Ом

XLраз+Xрасс=176В/1,136А=155 Ом

соотношение (XLраз+Xрасс.раз)/(XLзамкн+Xрасс.замкн)=155 Ом/1922 Ом =0,08
соотношение (XLраз+Xрасс.раз)/XLраз=155 Ом/1730 Ом =0,0895

ПС. Продолжаю после перерыва на сон.
Оцениваем снижение силы притяжения при разомкнутом сердечнике с воздушным зазором.

Храсс.раз считаем, что суммарная индуктивность рассеивания из катушки и рассеивание потока из воздушного зазора доходит до 30%.
Тогда, XLраз связанная с сердечником и подвижной части сердечника составит 70% от 155 Ом,
XLраз=108,5 Ом
Напряжение на XLраз будет ULраз=108,5 Ом*1,136А=123,3 В

Соотношение потока силового магнитного поля S*Bm=UL/4.443*f*w в замкнутом/разомкнутом состоянии будет кратно ULзамк/ULраз = 196,5В/123,3В=1,594 раз
а соотношение силы притягивания, с учетом квадрата магнитной индукции
F=(Bm*Bm*S)/uo
будет Fзамк/Fраз=1,594*1,594=2,54 раз

[gbdj]

Вопросец: индуктивность катушки на замкнутом стальном м/п выше в тысячи раз, чем без него. На разомкнутом с зазором 0,1 от ср. маг. линии - в 10 раз больше. То есть ток через неё должен отличаться в сотни раз (оттянутый/притянутый якорь). Где я ступил?

Неважно где, но неправ. Мои испытания маленького пускателя на 220VAC из пыльного чулана показали.

1. При напряжении больше 100В - он пляшет на столе.
2. При напряжении немного ниже напряжения замыкания магнитопровода, появляется звук шмяканья контактов. Слушать шмяканье контактов дольше нескольких секунд мне не удавалось.
3. При 200В магнитопровод наконец замкнулся.
4. Стал опять гудеть при опускании напряжения до 160-170В.
5. После повторного поднятия напряжения, он втянулся при напряжении 160-170В.
6. Гистерезиса замыкания/размыкания магнитопровода практически нет.
7. Разница силы тока в режиме гудения и замыкания отличается в 2-5 раз, а не сотни раз.
8. Когда контактор гудит, то форма силы тока делается похожей на пилу, то есть похоже еще влияние электромеханической противоЭДС надо учитывать.

Выводы.
1. Теория genao согласуется с практикой.
2. Подавать на контактор напряжение ниже 90% номинала опасно, ибо тогда магнитопровод пускателей может не замкнуться, а значит контактор будет сильно греться. Это согласуется со "святым писанием", в котором написано: включать двигатель при напряжении ниже 90% номинала нельзя.

[zoog]

XLзамк+Храсс.замк = 10(XLраз+Храсс.раз), уже не в 100 раз, а максимум в 10 раз.

XLзамк примерно 5Гн, Храсс.замк = Храсс.раз ‹‹ XLраз, XLраз определяется Храсс (без сердечника) и отношением зазор/средняя маг. линия, так?
Вы исходите из данных о мощности на замкнутом и разомкнутом сердечнике, а я чисто из теории (катушка без сердечника - 10мГн, с сердечником разомкнутом (заз/lср=0,1) - 100мГн, с сердечником замкнутым - 10Гн).

[zoog]

Неважно где, но неправ.

Мне - важно.

Мои испытания маленького пускателя на 220VAC из пыльного чулана показали.

Я и не сомневаюсь, что производители не врут) Мне интересно, где моя ошибка.

[genao]

XLраз определяется Храсс (без сердечника) и отношением зазор/средняя маг. линия, так?

Сечение внутри катушки заполнено маленьким сечением воздушного промежутка, между витками и между катушкой и сердечником, и большим сечением сердечника с воздушным зазором.
Поэтому магнитодвижущая сила, ампервитки, создает одновременно два магнитных потока, 1-й рассеивания и 2-й внутри сердечника.

Индукция магнитного поля в маленьком сечении воздушного промежутке и индукция магнитного поля внутри сердечника с воздушным зазором будет отличаться на соотношение магнитных проницаемостей воздуха и эффективной проницаемости сердечника с учетом воздушного зазора сердечника.

А вот поток рассеивания и поток в железе уже будут пропорциональны охватываемым сечениям, сечению воздушного промежутка катушки (между витками и промежуток между катушкой и сердечником) и сечению сердечника.

Но XLраз будет в основном определятся связанным с сердечником магнитным потоком, который намного больше
1 из-за большего охватываемого сечения
2 из-за большей в разы эффективной магнитной проницаемости, которая определяется

отношением зазор/средняя маг. линия

Еще поток в подвижной части сердечника будет уменьшен на величину рассеивающегося из воздушного зазора сердечника магнитного потока
и на эту долю будет уменьшен силовой магнитный поток, участвующий в создании силы притяжения подвижной части сердечника к неподвижной части сердечника.

Эта доля рассеивания будет определятся довольно большим магнитным путем в воздухе. Поэтому входит в состав индуктивности рассеивания Храсс.раз наряду с индуктивностью рассеяния катушки в воздушном промежутке (между витками и между катушкой и сердечником)

[zoog]

А вот поток рассеивания и поток в железе уже будут пропорциональны охватываемым сечениям, сечению воздушного промежутка катушки (между витками и промежуток между катушкой и сердечником) и сечению сердечника.

То есть магнитной проводимости воздуха и незамкнутого сердечника.

1 из-за большего охватываемого сечения

Я думаю, сечение не считается и рассеяние идёт через всю площадь окна. Иначе L рас была бы в тысячи раз меньше индуктивности катушки без сердечника, а они примерно равны.

[genao]

Я думаю, сечение не считается и рассеяние идёт через всю площадь окна. Иначе L рас была бы в тысячи раз меньше индуктивности катушки без сердечника, а они примерно равны.

Это принципиальная ошибка.

Что такое индуктивность - это связь между током и потокосцеплением
L=Ф*w/I=В*S*w/I

Что считаем рассеиванием - это потокосцепление не охваченное сердечником, то есть магнитный поток возбуждаемый МДС в воздухе, идущий мимо сердечника, замыкающийся по воздуху.
Этот поток идет только через сечение воздушного промежутка (витков и зазора между катушкой и сердечником), а не через всю площадь окна.

Что касается катушки без сердечника - то там полезный, основной поток охватывает всю площадь окна вдоль всей длины катушки, а не полезный - то есть рассеивание - только межвитковые воздушные зазоры, выпучиваясь с наружной стороны катушки.

То есть когда говорим об индуктивности рассеивания, то говорим о индуктивности не связанной с созданием полезного основного потока внутри сечения окна вдоль всей длины катушки.

[vidask]

Лет двадцать назад работал в шараге, и делали проект для сварочного цеха, там часто напряжения прыгало, вот и придумали питать контакторы, рассчитанные на переменку 220В от постоянки: при пуске импульс +170В, а потом удержание 24В. Применяли трансформатор ОСМ с обмотками: 110В и 24В. Параллельно катушке конденсатор 100мкф 300В а переключение делал сам контактор через приставку контактную.
В то время контакторов с обмотками для переменки на 110/220/400 было вагон, а на 12, 24, 36 переменки экзотика а для постоянки вобще недоставаемо. За время работы сгорел один, и то из-за перекоса керна (на переменке он так же бы сгорел).

Очень интересный опыт. Вы не пробовали измерить ,при каком напряжении контактор отпускает, при питании постоянным током?
Я о чем- если после срабатывания контактора напряжение в сети понизилось, ну , пусть кратковременно- не отпустит ли контактор, запитанный от 24 В?

Еще на ту же тему- мой бывший коллега когда-то ходил в море. На судне применялись контакторы с катушкой постоянного тока и напряжение подавалось с трехфазного моста, а когда контактор срабатывал, он своим блокконтактом отключал одну фазу и мост работал только от двух фаз

[VladimirIvan]

Серия ТКД, ТКС с напряжением 27 вольт, срабатывает от 12 вольт. Напряжение отпускания 6 - 8 вольт.