Ένα άρθρο για την κατανόηση των σταδίων χωρισμού επαφών ενός βακουομετρικού πυκνωτή

Στάδια Χωρισμού Επαφών Στο Πνευματικό Σπάσιμο: Αρχή Του Τόξου, Λήξη Του Τόξου, και Ταλάντωση

Στάδιο 1: Αρχική Ανοίγηση (Φάση Αρχής Του Τόξου, 0-3 mm)
Η σύγχρονη θεωρία επιβεβαιώνει ότι η αρχική φάση χωρισμού των επαφών (0-3 mm) είναι κρίσιμη για την απόδοση διακοπής των πνευματικών σπασιμών. Στην αρχή του χωρισμού των επαφών, ο ρευστός του τόξου μεταβάλλει πάντα από μια συστεγμένη μορφή σε μια διαχωρισμένη μορφή - όσο πιο γρήγορη είναι αυτή η μεταβολή, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση διακοπής.

Τρία μέτρα μπορούν να επιταχύνουν τη μετάβαση από μια συστεγμένη σε μια διαχωρισμένη μορφή του τόξου:

• Μείωση της μάζας των κινούμενων συσταδικών: Κατά την ανάπτυξη των πνευματικών σπασιμών, η μείωση της μάζας του συνεκτικού σταυρού βοηθά στη μείωση της εργασίας των κινούμενων συσταδικών. Συγκριτικά δοκιμαστικά έργα δείχνουν ότι αυτή η προσέγγιση βελτιώνει την αρχική ταχύτητα ανοίγησης με διαφορετικά επίπεδα.

• Αύξηση της δύναμης της ελατηρίας ανοίγησης, εξασφαλίζοντας ότι γίνεται αποτελεσματική κατά την αρχική φάση ανοίγησης (0-3 mm).

• Ελάχιστη μετατόπιση επαφής (επιθυμητά 2-3 mm), επιτρέποντας στην ελατηρία ανοίγησης να εμπλακεί στη διαδικασία χωρισμού το συντομότερο δυνατό.

Οι παραδοσιακοί σπάσιμοι συνήθως χρησιμοποιούν ένα σχεδιασμό εισαγωγής επαφών. Κατά τη διάρκεια της σύντομης συνένωσης, οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις προκαλούν την έντονη συνένωση των δαχτυλικών επαφών με τον συνεκτικό ράβδο, προκαλώντας μηδενική δυναμική συνιστώσα στην κατεύθυνση της κίνησης. Αντίθετα, οι πνευματικοί σπάσιμοι χρησιμοποιούν ένα επίπεδο επαφής. Κατά τη διάρκεια της σύντομης συνένωσης, η ισχυρή ηλεκτρομαγνητική δύναμη δρα ως απωθητική δύναμη στις επαφές.

Αυτό σημαίνει ότι ο χωρισμός των επαφών δεν χρειάζεται να περιμένει την πλήρη αποφυγή της ελατηρίας συμπίεσης των επαφών - ο χωρισμός συμβαίνει σχεδόν ταυτόχρονα με την κίνηση του κύριου πίνακα (με αμελητέα ή ελάχιστη καθυστέρηση). Έτσι, με ελάχιστη μετατόπιση, η ελατηρία ανοίγησης μπορεί να ενεργήσει νωρίτερα, ενισχύοντας την αρχική ταχύτητα ανοίγησης. Επειδή η αρχική δυναμική σε αυτή τη φάση είναι η ηλεκτρομαγνητική απώθηση, η μάζα που πρέπει να μειωθεί περιλαμβάνει όλα τα κινούμενα συσταδικά. Οι δομικές λύσεις, όπως οι διασπαστικές ή συναρμολογημένες μηχανισμοί - που συνήθως περιλαμβάνουν μακρές και πολλές συνδέσεις - δεν είναι κατάλληλες για πνευματικούς σπάσιμους, καθώς εμποδίζουν την επίτευξη υψηλής αρχικής ταχύτητας ανοίγησης.

Στάδιο 2: Λήξη Του Τόξου (3-8 mm)
Όταν οι επαφές χωρίζονται κατά 3-4 mm, η μετάβαση του τόξου σε μια διαχωρισμένη μορφή είναι συνήθως ολοκληρωμένη - αυτό είναι το βέλτιστο χρονικό παράθυρο για τη λήξη του τόξου. Εκτεταμένες δοκιμές έχουν επιβεβαιώσει ότι το ιδανικό χάσμα για τη διακοπή είναι 3-4 mm. Εάν η τροχιά του ρευστού φθάνει στο μηδέν σε αυτό το σημείο, η πυκνότητα του μεταλλικού ατμού μειώνεται γρήγορα, και η ηλεκτρική αντοχή του χάσματος ανακατασκευάζεται γρήγορα, οδηγώντας σε επιτυχή διακοπή. Η δυναμική σε αυτό το δεύτερο στάδιο είναι η ελατηρία ανοίγησης.

Σε ένα τριφασικό σύστημα, αν η λήξη του τόξου συμβαίνει στο πρώτο μηδενικό ρεύμα, η διάρκεια του τόξου είναι περίπου 3 ms (υποθέτοντας ότι οι επαφές χωρίζονται στο μέσο μεταξύ δύο μηδενικών ρευστών, όπου το χάσμα είναι αρκετά μεγάλο). Για να επιτευχθεί λήξη σε ένα χάσμα 3-4 mm, η μέση ταχύτητα ανοίγησης κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης πρέπει να είναι 0,8-1,1 m/s. Μετατρέποντας στο κοινώς χρησιμοποιούμενο μέτρο 6 mm, η ισοδύναμη μέση ταχύτητα ανοίγησης είναι περίπου 1,1-1,3 m/s - ένα εύρος που είναι ευρέως αποδεκτό από πνευματικούς σπάσιμους σε παγκόσμιο επίπεδο. Ωστόσο, αυτά τα δεδομένα προέρχονται από μηχανικές δοκιμές χωρίς φορτίο. Κατά τη διάρκεια διακοπής υψηλού ρεύματος, η πραγματική ταχύτητα ανοίγησης είναι σημαντικά υψηλότερη λόγω της επιπλέον ηλεκτρομαγνητικής απώθησης που συμβάλλει στην κίνηση των επαφών. Συνεπώς, σε το ίδιο χρονικό διάστημα, ο κινούμενος συνεκτικός μπορεί να κινηθεί 6-8 mm.

Για να ελαχιστοποιηθεί η διάρκεια του τόξου, ιδιαίτερα μέτρα αποστολής πρέπει να εφαρμοστούν στο δεύτερο στάδιο για να μειώσουν γρήγορα την ταχύτητα του συνεκτικού ράβδου. Η χρονική συμμετοχή της ελαστικής λάδιας πρέπει να ελέγχεται προσεκτικά. Το πρώτο στάδιο απαιτεί γρήγορο χωρισμό, αλλά η ελατηρία ανοίγησης δεν έχει ακόμη ενεργήσει πλήρως. Στο δεύτερο στάδιο, η ταχύτητα πρέπει να μειωθεί - η ελατηρία ανοίγησης δεν πρέπει να είναι πολύ ισχυρή, διαφορετικά θα εμποδίσει τη μείωση της ταχύτητας, θα παρατείνει τη διάρκεια του τόξου και θα πολυπλοκοποιήσει το τρίτο στάδιο.

Στάδιο 3: Ταλάντωση (8-11 mm)
Λόγω του μικρού χάσματος επαφής και της σύντομης διάρκειας ανοίγησης στα πνευματικά σπάσιμα, οι γρήγορα κινούμενες επαφές πρέπει να σταματήσουν σε εξαιρετικά μικρό χρονικό διάστημα. Ανεξάρτητα από τη μέθοδο αποστολής, η ρυθμική αλλαγή της ταχύτητας παραμένει υψηλή, κάνοντας αποφυγείς ισχυρές μηχανικές σοκ. Η υπόλοιπη ταλάντωση συνήθως διαρκεί περίπου 30 ms. Σήμερα, τόσο οι εγχώριοι όσο και οι διεθνείς πνευματικοί σπάσιμοι χρειάζονται περίπου 10-12 ms για την κίνηση του κινούμενου συνεκτικού να χωριστεί και να εισέλθει στη ζώνη ταλάντωσης, ενώ η διάρκεια του τόξου είναι συνήθως 12-15 ms. Είναι σαφές ότι η τοπικά χυμένη επιφάνεια επαφής αρχίζει να ψυχαίνεται και να στερεώνεται μόνο μετά την είσοδο στη ζώνη ταλάντωσης. Αυτή η έντονη ταλάντωση αναπόφευκτα σκέδαζε το χυμένο μέταλλο, δημιουργώντας οξείες προεξέτασης στην επιφάνεια επαφής και αφήνοντας κρεμαστά μεταλλικά σωματίδια μεταξύ των επαφών - βασικοί εξωτερικοί παράγοντες που συμβάλλουν στην επανασύνδεση. Αυτά τα σχεδιαστικά παραδείγματα συχνά δεν αποκαλύπτονται πλήρως σε περιορισμένες δοκιμές τύπου, οδηγώντας σε ανεπαρκή συνειδητοποίηση αυτού του θέματος για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Συμπέρασμα
Οι σχεδιαστές πνευματικών σπάσιμων πρέπει να προσέχουν πολύ στην ολόκληρη διαδικασία χωρισμού των επαφών. Κλειδί στρατηγικές περιλαμβάνουν: μείωση της κινούμενης μάζας, αύξηση της αρχικής ταχύτητας ανοίγησης, εγκαίρως μείωση της ταχύτητας στο δεύτερο στάδιο, και ελάχιστη διάρκεια του τόξου, έτσι ώστε το τόξο να λήξει πριν οι επαφές εισέλθουν στη ζώνη ταλάντωσης. Αυτό παρέχει αρκετό χρόνο ψύξης για την επιφάνεια επαφής και μειώνει την ένταση της ταλάντωσης. Ένα καλά σχεδιασμένο προφίλ χωρισμού - συμβατό με αυτές τις μηχανικές και ηλεκτρικές αρχές - ενισχύει σημαντικά τη μηχανική και ηλεκτρική διάρκεια ζωής, βελτιώνοντας την συνολική αξιοπιστία και απόδοση.