ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кондукционные магнитогидродинамические реле из "Магнитогидродинамические аппараты защиты, контроля и управления" Особенности магнитогидродинамических (МГД) реле обусловлены использованием в них электропроводящей жидкости, которая является не только материалом электрического контакта, но и подвижным рабочим телом — аналогом якоря электромеханического реле. Эта жидкость осуществляет коммутацию выходных электрических цепей, а входной электрический сигнал преобразует в гидравлические параметры (давление, производительность) МГД-насос. [c.4] Электромагнитное давление, развиваемое насосом, равно интегралу выражения (1-1) по всему объему канала, деленному на его поперечное сечение. Из (1-1) следует, что на переменном токе давление зависит не только от абсолютных значений плотности тока и индукции, но и от угла между ними. [c.4] При значениях Ке 230П имеет место ламинарное течение. При ббльших значениях Ке возникает турбулентное течение. [c.5] Магнитное число Рейнольдса оценивает влияние вторичной системы (тока в жидкости) на первичную систему (поле магнита). Если Rem 4, то влияние вторичной системы относительно мало. При Rem 4 для уменьшения влияния реакции тока вносят изменения в конструкцию насоса [Л. 1-1]. В кондукционных насосах МГД-реле обычно Rem l, поэтому в дальнейшем при анализе работы этих реле явление реакции тока не учитываем. [c.6] Режим движения в магнитном поле оценивают отношением Ha/Re [Л. 1-1 и 1-2]. Если Ha/Re 4-10- то течение можно считать ламинарным. Это значение ориентировочно и зависит от шероховатости поверхности, отношения alb и Ik/ k (а — половина ширины канала, S — площадь сечения канала). [c.6] В основу трансформаторного насоса рассеянного поля положен опыт с кольцом Томсона. На ферромагнитный стержень помещены катушка, питаемая от сети переменного тока, и короткозамкнутое металлическое кольцо (в случае насоса — канал с жидкостью). Индуктируемый в кольце ток взаимодействует с потоком рассеяния при этом возникает сила, направленная по оси стержня. Эта сила может сбросить кольцо со стержня или поднять жидкость в канале. [c.8] Известно токовое реле перегрузки, у которого само-возврат осуществляется с выдержкой времени Л. 1-21]. Насос 1 (рис. 1-7) перекачивает жидкость из сосуда 8 по трубкам 9 и 2 в сосуд 5. Сосуды 5 я 8 соединены донным отверстием 4. Диаметры трубки 2 и отверстия 4 подобраны таким образом, чтобы жидкость в сосуд 5 поступала быстрее, чем вытекала из него. В результате уровень ее в сосуде 8 опускается, и контакт 3 отключает управляемую цепь. Повторное включение этой цепи возможно только после того, как жидкость из сосуда 5 возвратится в сосуд 8 и замкнет контакт 7. Трубка выравнивает давление газа в сосудах 5 и . [c.11] Устройство на рис. 1-8 есть аналог магнитоэлектрического или электродинамического реле. Оно представляет собой МГД-насос с электродами 3 (на рисунке показан один из них, второй — за плоскостью чертежа), по каналу которого может перемещаться в горизонтальной плоскости капля жидкости. Источником магнитного поля служит постоянный магнит или электромагнит. Жидкость не растекается по всей горизонтальной части трубки 1, ибо поверхностное натяжение ее достаточно велико. Направление движения капли определяется полярностью тока и потока. При этом замыкаются контакты 2 или 4. При питании электромагнита и канала такого реле переменным током направления силы и движения определяются фазами тока и потока. Поскольку канал находится в горизонтальном положении, реле двухпозиционное у него два устойчивых состояния, в которых капля остается после отключения реле. Если в таком реле установить и постоянный магнит, и электромагнит постоянного тока, то устройство представляет собой комбинацию поляризованного и электродинамического реле. [c.12] Примером реле с трансформаторным насосом может служить устройство [Л. 1-24]. [c.12] В трансформаторных реле с быстронасыщающимся сердечником изменение тока в первичной обмотке (при его значениях выше тока насыщения) не вызывает заметного изменения тока и усилий во вторичной обмотке. Это позволяет конструировать реле с ходом жидкости, не зависящим от входного электрического сигнала. Время срабатывания такого реле мало зависит от тока в первичной обмотке. [c.12] Взаимодействие тока, протекающего по струе жидкости, с поперечным магнитным полем использовано для создания струйного переключателя [Л. 1-25], изображенного на рис. 1-9. Изменение полярности магнитного поля или тока приводит к изменению положения струи и замыканию контактов управляемой цепи в каналах / или 2. [c.12] Сердечник реле с кондукционным насосом переменного однофазного тока выполнен из пластин электротехнической стали. Все пластины склеены между собой и стянуты шпильками. Это обеспечивает механическую прочность и исключает проникновение жидкости между пластинами. Электроды насоса также являются одновременно стенками канала. Катушки электромагнита могут быть расположены на полюсных наконечниках, а сосуды с жидкостью размещены под катушками. [c.14] Материал электродов насоса должен хорошо смачиваться жидкостью в канале. Это обеспечит ничтожно малое переходное электрическое сопротивление контактной пары жидкость — электрод. Электроды нельзя изготавливать из ферромагнитного материала, так как такой электрод является магнитным шунтом, и магнитный поток в основном пройдет мимо жидкости в канале. Этим двум требованиям удовлетворяют многие цветные металлы, однако их контакт с жидким металлом приводит к разрушению электрода. Поэтому вопрос о выборе материалов для изготовления элементов МГД-реле, в частности токоподводящей шины, следует решать в каждом отдельном случае с учетом всех факторов. [c.15] Кондукционные МГД-реле могут реагировать почти на любую электрическую воздействующую величину — ток, напряжение, мощность и т. п. Назначение реле в значительной мере определяет особенности конструкций канала насоса, магнитной системы и гидросистемы.. [c.16] Реле тока для цепей постоянного тока может выполняться с постоянным магнитом, или электромагнитом. Постоянный магнит не требует затрат энергии на создание магнитного поля и позволяет выполнить реле с высоким коэффициентом усиления. Практически у тако-. го реле мощность расходуется только в проводах, подводящих ток к каналу насоса, ибо потери в самом канале весьма малы. ПриметП ельно к ряду схем включения реле с постоянным магнитом не пригодно, так как при неизменной полярности магнитного поля направление перемещения жидкости в канале зависит только от полярности тока в ней. Следовательно, с изменением полярности тока жидкость будет перекачиваться в противоположную сторону, и размыкающие контакты не разомкнутся, а замыкающие — не замкнутся (рис. 1-5). Однако такое устройство представляет интерес, если нужно изготовить трехпозиционное реле — с одним начальным и двумя конечными состояниями. Постоянный магнит удобен и в двухпозиционном магнитоэлектрическом МГД-реле (рис. 1-8), и реле обратного тока. [c.16] Обычно угол гр мал, и угловая погрешность может быть скомпенсирована за счет конфигурации полюсных наконечников, короткозамкнутого витка и т. п. Тогда при з = 0 давление пропорционально реактивной мощности. Если ток в катушке реле совпадает по фазе с на-18. [c.18] При анализе работы реле мощности приняты те же допущения, что и при рассмотрении работы кондукционного насоса переменного тока. В действительности вихревые токи в канале создают дополнительные силы, из-за которых теряется часть полезного давления. Формулы для определения этих токов приведены в [Л. 1-35]. Они относительно громоздки и получены для канала с электродами бесконечной проводимости. В связи с этим была выполнена экспериментальная проверка потерь в первичном токовом реле переменного тока на гистерезис и вихревые токи [Л. 1-36]. Включали одни и те же реле с шихтованными сердечниками в сеть постоянного и переменного тока. На переменном токе давление в среднем было на 10%, меньше. [c.19] Примером использования реле с раздельным питанием канала и электромагнита в схемах управления может служить работа группы научных сотрудников Института электродинамики АН УССР и автора. Было предложено устройство, которое позволяло изменить емкость в схеме пуска однофазного конденсаторного двигателя. Реле включалось таким образом, что ток в канале являлся током двигателя, а ток электромагнита был пропорционален напряжению на одной обмотке двигателя. В зависимости от значения этих двух токов и угла сдвига фаз между ними ртуть в сосуде реле поднималась на определенный уровень и осуществляла переключение. При этом вторая обмотка двигателя шунтировалась конденсаторами, емкость которых пропорциональна высоте подъема ртути в реле. Таким образом, реле срабатывало в функции двух параметров, характеризующих работу двигателя. [c.19] По аналогии с различными ртутными реле, основанными на иных принципах перемещения ртути [Л. 1-19 и 1-20], допустимый коммутируемый постоянный ток при напряжении 220 В равен 1,5 А, при 127 В—3 А на переменном токе при 220 В —15 А и 127 В —25 А. Эти цифры обычно относятся к аппаратам с контактной парой ртуть — ртуть и зависят от объема ртутного контакта. У реле с контактами твердый электрод — жидкость допустимые нагрузки несколько меньше. При перегрузках не исключено разрушение сосуда за счет непосредственного воздействия дуги на его стенки. Кроме того, дуга может вызвать недопустимо активное испарение ртути. Это приводит либо к высокому давлению в сосуде и его разрушению, либо к снижению электрического сопротивления между разомкнутыми контактами. [c.20] При последовательном включении канала и обмотки электромагнита в ненасыщенной системе можно допустить, что индукция пропорциональна току и согласно (1-9) ход жидкости пропорционален квадрату тока, т. е. [c.20] Вернуться к основной статье