Opór szeregowy.

• zmniejszenie się czasu zwarcia i czasu rozwarcia (zwalniania).

Rezystancja ma duży wpływ na czas zwarcia. Lecz raczej nie ma wpływu na czas rozwarcia. Dodatkowy opór szeregowy powoduje zmniejszenie się stałej czasu (jest ona proporcjonalna do indukcyjności a odwrotnie proporcjonalna do oporu (T= L/(Rp +Rd). zmniejszenie się stałej czasowej powoduje zmniejszenie czasu przyciągania przekaźnika. Na oporniku występuje strata mocy.

Przebieg prądu ma postać określoną równaniem:

U=i*Rp+i*Rd+L*(di/dt)

gdzie: Rp-rezystancja uzwojenia ,

L-indukcyjność uzwojenia.

Rozwiązaniem tego równania jest :

i=[U/(Rp+Rd)]*(1-e )

gdzie: τ=L/(Rp+Rd)

Czas przeciągania tp jest zależny od czasu rozruchu tr i wynosi:

tp=χp*tr

gdzie: χp - współczynnik zależny od konstrukcji przekaźnika

Przy czym

tr=τ1*ln[kp/(kp-1)]

Z wzorów wynika, że przy powiększaniu wartości oporu szeregowego Rd włączonego w obwód sterujący następuje zmniejszanie się stałej czasu, a zatem i zmniejszanie czasu przyciągania przekaźnika przy tej samej wartości współczynnika zapasu.

Opór i indukcyjność szeregową.

• wzrost czasu zwarcia zestyków zwiernych

• wzrost czasu rozwarcia zwiernych.

Indukcyjność powoduje powolne narastanie prądu z czego wynika wzrost czasu zwierania. Jednakże podłączenie jeszcze opornika powoduje zmniejszenie indukcyjności.

Gdyby przekaźnik pracował tylko z rezystancją miałby czasy działania krótsze od czasów działania przekaźnika samego.

T=L/R - wzór na stałą czasową (wpływ indukcyjności). Zwiększenie się stałej czasowej powoduje zwiększenie się czasu przyciągania.

Układ ten spowolni przebiegi narastania i zmniejszania się prądu, a zatem i strumienia magnetycznego, co oznacza wydłużenie czasów przyciągania i zwalniania

wskutek zwiększenia się stałej czasowej opisanej wzorem:

τ=L/R

Z opór szereg. i zbocznikowany pojemnością

Wpływ tych elementów jest dość znaczny.

• Zwiększył się czas zwarcia

• zwiększył się czas rozwarcia.

Włączenie równolegle pojemności powoduje zwiększenie się czasu zwalniania. Rozładowanie się kondensatora (po wyłączeniu napięcia sterującego) powoduje przepływ prądu I to z kolei sprawia zwiększenie czasu rozwarcia. W konsekwencji tego jest późniejsze zwolnienie kotwicy. Zwiększenie czasu zwierania spowodowane jest powolnym narastaniem prądu na skutek ładowania się kondensatora.

Z szereg. rezyst. zbocznikowaną pojemnością.

• zmniejszenie się czasu zwierania.

Rezystancja praktycznie nie ma wpływu na czas rozwierania. Brak różnicy w czasach zwolnienia. Kondensator nie wpływa na czas zwalniania ponieważ jest rozładowany przez rezystor. Połączenie takie zwiększa rezystancje wypadkową co powoduje skrócenie czasu przyciągania.

Ze zbocznikowaną rezystancją.

Nie wystąpiła różnica pomiędzy czasami t_zz. Czas rozwarcia zwiększył się.

Wydłużenie czasu zwalniania, jest to spowodowane podtrzymaniem strumienia magnetycznego przez prąd przepływający przez uzwojenie i rezystancję.

P. zbocznikowany szeregowo połączonym rezystorem i kondensatorem.

Występuje minimalne zwiększenie się czasu t_zz I także jest zwiększenie czasu rozwierania. Rozładowywanie kondensatora po wyłączeniu napięcia sterującego powoduje zwiększenie się czasu rozwierania. Rezystor czas rozładowywania dość zmniejsza. Dość mały wpływ kondensatora na czas zwierania.

P. zbocznikowany szeregowo połączoną indukcyjnością i rezystancją.

Indukcyjność nie ma wpływu na czas zwierania, jednak dość w dużym stopniu na czas rozwierania - zmniejsza go dość znacznie.

Charakterystyki tzz,tzr,trz,trr w funkcji k_p

tzz - czas zwarcia zestyków zwiernych

tzr - czas zwarcia zestyków rozwiernych

trz - czas rozwarcia zestyków zwiernych

trr - czas rozwarcia zestyków rozwiernych

Czasy tzz i trr w stosunku do trz,i tzr mają odwrotną charakterystykę ,tzn. wraz ze wzrostem współczynnika zapasu dla tzz i trr czasy zadziałania zmniejszają się ,a dla trz i tzr zwiększają się.

Taki przebieg charakterystyk jest spowodowany odmiennością zachodzących zjawisk. Procesy zachodzące w przekaźniku generalnie można podzielić na dwie grupy. Pierwszą grupę stanowią procesy zachodzące w wyniku przyciągania kotwicy ,drugą zaś, procesy zachodzące w wyniku zwalniania kotwicy.

W pierwszym przypadku przebieg zjawisk jest następujący: od momentu włączenia napięcia na zaciskach obwodu sterującego zaczyna narastać prąd sterujący. Wraz z narastaniem prądu narasta strumień magnetyczny. W pewnym momencie strumień osiąga wartość na tyle dużą ,że zaczyna przyciągać kotwicę. Podczas przyciągania zmniejsza się szczelina powietrzna między kotwicą a rdzeniem , przez co zwiększa się strumień magnetyczny mimo nie zwiększania się prądu sterującego. Ruch kotwicy powoduje zwarcie zestyków zwiernych i rozwarcie zestyków rozwiernych.

Z kolei w przypadku zwalniania kotwicy przebieg zjawisk jest następujący. Przerwanie obwodu sterującego powoduje zmniejszanie się prądu sterującego, a co za tym idzie także zmniejszanie się strumienia magnetycznego. Przy pewnej wartości strumienia kotwica rozpoczyna ruch powrotny , powodowany sprężyną. Ruch kotwicy powoduje rozwarcie zestyków zwiernych oraz zwarcie rozwiernych.

Zmniejszanie się czasów tzz i trr wraz ze wzrostem współczynnika zapasu wynika z szybszego narastania strumienia magnetycznego ,co powoduje wcześniejsze przyciągnięcie kotwicy. Wpływ wartości prądu sterującego na czas tzz i trr jest ,w stosunku do wpływu na czas trz i tzr, bardzo duży. Zwiększanie się czasów trz i tzr wraz ze wzrostem współczynnika zapasu wynika z powolnego rozmagnesowywania . Magnesowanie rdzenia i jarzma charakteryzowane jest przez pętle histerezy. Przebieg narastania indukcji magnetycznej (w efekcie strumienia, który jest całką z indukcji po powierzchni) w funkcji narastania natężenia pola magnetycznego jest bardziej stromy (szybsze narastanie), niż przebieg zmniejszania się indukcji (strumienia) w funkcji zmniejszania się natężenia pola magnetycznego. Wyrównanie się charakterystyki czasów trz i tzr dla większych wartości prądów można tłumaczyć osiągnięciem przez materiał stanu nasycenia ,czyli dalszy wzrost natężenia pola (natężenia prądu) praktycznie nie powoduje zwiększania indukcji. Powolne rozmagnesowywanie powoduje, że po wyłączeniu napięcia sterującego kotwica jest jeszcze moment "przytrzymywana" przez pole magnetyczne rdzenia.

Zaobserwowaliśmy ponadto, że zarówno w przypadku przyciągania jak i zwalniania kotwicy czasy procesów rozwierających zestyki (a więc rozłączające obwód sterowany), są minimalnie mniejsze od w procesów zwierających. tyki (zamykających obwód sterowany). Sądzimy, że jest to spowodowane rozwiązaniami konstrukcyjnymi, mającymi na celu nie dopuszczenie do zamknięcia jednego obwodu sterowanego przed rozłączeniem innego.

Czasy procesów zachodzących przy przyciąganiu kotwicy są mocno uzależnione od prądów sterowania. Stosunkowo niewielkie różnice prądu powodują duże skoki czasów. Pod tym względem "płaska" charakterystyka czasów zachodzących przy przyciąganiu przedstawia się zdecydowanie korzystniej. Ponadto przy zwalnianiu kotwicy przy mniejszych wartościach prądów sterujących, czasy trwania procesów są mniejsze od czasów trwania procesów zachodzących przy przyciąganiu kotwicy.

---