הפעלת מפסק מעגל (זמן פעולה וניתוק)
הפונקציה העיקרית של מפרקי מעגל חשמליים היא לספק פתיחה וסגירה של מגע הנושא זרם. אם כי זה נראה פשוט מאוד. אך עלינו לזכור, שמפרק מעגל נשאר בעמדתו הסגורה ברוב תקופת חייו. לעיתים נדירות נדרשת פעולת מפרק מעגל כדי לפתוח ולסגור את המגע.
לכן, פעולת המפרק חייבת להיות אמינה מאוד ללא כל עיכוב או עצלות. לשם קיום האמינות הזו, המכאניזם הפעיל של מפרק המעגל נהיה מורכב יותר מאשר שנחשב בתחילה.
מרחק הפתיחה והסגירה בין המגעים, ומהירות המגע הנע במהלך הפעילות, הם הפרמטרים החשובים ביותר שיש לקחת בחשבון בעתراح מפרק מעגל.
מרווח המגע, מרחק הנעה של המגע הנע והמהירות שלהם נקבעים לפי סוג התווך מכבה גזר, זרם ו נתח של מפרק המעגל.
גרף טיפוסי של מאפייני פעולה של מפרק מעגל מוצג להלן.
בגרף, ציר ה-X מייצג זמן במילישניות וציר ה-Y מייצג מרחק במילימטר.
נניח שבקצב זמן T0 מתחיל הזרם לזרום דרך סליל הסגירה. אחרי זמן T1 המגע הנע מתחיל לנוע לעבר המגע הקבוע. בזמן T2 המגע הנע נוגע במגע הקבוע. בזמן T3 המגע הנע מגיע לעמדת הסגירה שלו. T3 – T2 הוא תקופת עומס של שני המגעים (הנע והקבוע). אחרי זמן T3 המגע הנע קופץ מעט אחורה ואז שוב מגיע לעמדת הסגירה הקבועה שלו, אחרי זמן T4.
עכשיו נעבור לפעולה של פירוק. נניח שבקצב זמן T5 מתחיל הזרם לזרום דרך סליל הפירוק של מפרק המעגל. בזמן T6 המגע הנע מתחיל לנוע אחורה כדי לפתוח את המגע. אחרי זמן T7, המגע הנע מתנתק מהמגע הקבוע. זמן (T7 – T6) הוא תקופת כיסוי.
עכשיו בזמן T8 המגע הנע חוזר לעמדת הפתיחה הסופית שלו, אבל כאן הוא לא יהיה בעמדה מנוחה מאחר שיש רעידות מכניות לפני שהוא מגיע לעמדת המנוחה הסופית. בזמן T9 המגע הנע מגיע לבסוף לעמדת המנוחה שלו. זה נכון גם למפרקים סטנדרטיים וגם ל מפרק מעגל בשליטה מרוחקת.
דרישות לפעילות פתיחת מפרק מעגל
מבקש שהמפרק יהיה בעמדת פתוחה כמה שיותר מהר. זאת עקב הגבלת שחיקה של המגעים והתערבות זרם פגום במהירות האפשרית. אך המרחק הכולל של נסיעה של המגע הנע אינו נקבע רק על ידי הצורך בתערבות זרם פגום, אלא על ידי המרווח הנדרש כדי לשאת מתח דיאלקטרי נורמלי ומתח מכת ברק המופיע בין המגעים כשהמפרק נמצא בעמדת פתוחה.
הצורך בהעברת זרם מתמיד ולהיות מסוגל לשאת תקופה של קשת במפרק מעגל, גורם להשתמש בשני זוגות של מגעים במקביל, אחד המגע הראשי תמיד עשוי מחומרים מוליכים מאוד כגון נחושת והשני מגע הקשת, עשוי מחומרים עמידים לקשת כגון טונגסטן או מוליבדן, שיש להם מוליכות הרבה יותר נמוכה מהמגעים הראשיים.
במהלך פתיחת מפרק מעגל, המגעים הראשיים נפתחים לפני מגעי הקשת. עם זאת, בשל ההבדלים ב התנגדות חשמלית וב- אינדקטור של המסלולים החשמליים של המגעים הראשיים ומגני הקשת, נדרק זמן סופי כדי להשיג החלפת זרם מלאה, כלומר, מהמגעים הראשיים או העיקריים למגעי הקשת.
אז כאשר המגע הנע מתחיל לנוע מעמדת סגירה לזו של פתיחה, המרווח בין המגעים גדל בהדרגה, ולאחר זמן מסויים מגיע למצב קריטי שמציין את המרווח המינימלי הנדרש למנוע קשת חוזרת אחרי אפס הזרם הבא.
חלק הנוסף של הנסיעה נדרש רק כדי לשמור על חוזק דיאלקטרי מספיק בין המגעים ולמטרת דיכוי.
דרישות לפעילות סגירת מפרק מעגל
במהלך פעולת סגירת מפרק מעגל נדרשים הדברים הבאים,
המגע הנע חייב לנוע לעבר המגע הקבוע במהירות מספקת כדי למנוע תופעות קשת לפני הסגירה הסופית. ככל שהמרווח בין המגעים מצטמצם, ייתכן שתתחיל קשת לפני שהמגעים סגורים סופית.
במהלך סגירת המגעים, התווך ביניהם מוחלף, לכן יש לספק אנרגיה מכנית מספקת במהלך מפרק מעגל כדי לדחוס את התווך הדיאלקטרי באולם הקשת.
לאחר פגיעת המגע הקבוע, המגע הנע עשוי לקפוץ אחורה, עקב כוח דחייה שאינו רצוי בכלל. לכן יש לספק אנרגיה מכנית מספקת כדי להתגבר על כוח הדחייה עקב סגירה על תקלה.
במנגנון קפיץ-קפיץ, בדרך כלל קפיצת הפתיחה מטעינה במהלך פעולת הסגירה. לכן יש לספק אנרגיה מכנית מספקת כדי לטעון את קפיצת הפתיחה.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
