¿Qué es la amortiguación eléctrica, las bobinas amortiguadoras y las bobinas?

Amortización — aumentar las pérdidas de energía en el sistema para aumentar la amortiguación de las oscilaciones en el mismo.

Amortiguación mecánica

Depreciación aplicada en dispositivos de medición para reducir la inestabilidad de la flecha del puntero en otros dispositivos también. El amortiguamiento mecánico se logra aumentando la fricción o aumentando la resistencia del medio en el que se mueve el sistema. Por ejemplo, se adjunta un pistón ligero al sistema giratorio del dispositivo, que se mueve en el tubo, lo que ralentiza el movimiento del sistema móvil.

Los dispositivos eléctricos con partes móviles siempre tienen dispositivos de frenado de una forma u otra, ya que el movimiento de la parte móvil debe detenerse en algún lugar y la reserva de energía cinética debe absorberse. En primer lugar, en cualquier sistema en movimiento hay fuerzas de fricción siempre dirigidas contra el movimiento.

Si la energía cinética es grande, recurren a dispositivos especiales de frenado en los que se absorbe el exceso de energía cinética.En una serie de dispositivos (por ejemplo, en relés), los dispositivos de frenado están diseñados no solo para absorber el exceso de energía cinética de las partes móviles (cuando se acercan al cierre para evitar un fuerte golpe), sino también para ralentizar la acción. del dispositivo

En el primer caso, cuando el dispositivo de frenado está diseñado únicamente para absorber el exceso de energía cinética al final de la carrera, se le suele llamar dispositivo amortiguador, y en la mayoría de los casos, cuando este dispositivo comienza a funcionar, la fuerza que mueve las partes de el aparato se detiene. En el segundo caso, el dispositivo de frenado actúa durante la existencia de la fuerza motriz en el aparato y se denomina amortiguador.

Depreciación en aparatos eléctricos

Amortiguación eléctrica puede tener lugar por interacción entre el campo magnético y las corrientes inducidas en los hilos que se mueven en este campo magnético, ya que según la ley de Lenz en este caso siempre debe existir una fuerza que impida este movimiento. Por ejemplo, una placa móvil de material conductor está unida al sistema móvil del dispositivo. entre los polos de un iman… En este caso, surgen corrientes de Foucault, cuya interacción con el campo magnético ralentiza el movimiento del sistema.

Bobinas de amortiguador — incluye el circuito magnético que sirve para amortiguar la parte móvil del sistema magnético. Por ejemplo, tales vueltas de cobre se instalan en el circuito magnético de un arrancador o contactor magnético desde los bordes de los planos de contacto de la armadura y el núcleo.

Cualquier electroimán de corriente alterna tiene una fuerza de tracción que varía con el tiempo, y cuando el flujo magnético pasa por cero, también es cero.Esta circunstancia conduce al hecho de que la armadura del electroimán no puede ser estable en su posición final, y bajo la acción de fuerzas opuestas en la región de flujo cero, la armadura y sus partes asociadas tienden a moverse hacia atrás.

El rápido aumento de la fuerza del tirón del ancla no permite que estas partes se separen del tope en una distancia significativa, pero aun así se mueven una distancia corta. Como resultado, las partes del aparato presionadas por el ancla al limitador no están en una posición estacionaria, sino que vibran en el tiempo. con la fuerza de tracción del electroimán.

Esto provoca el traqueteo de estas piezas, el aflojamiento del mecanismo, el desgaste de los contactos presionados por el electroimán, el ruido y otras consecuencias desagradables. Una de las medidas comunes para combatir este fenómeno es el uso de un cortocircuito que cubra parte de la sección principal.

En este caso, la parte del flujo que penetra en la bobina cortocircuitada no coincide en fase con la otra parte del flujo, y por lo tanto el valor cero de la fuerza de tracción de los flujos no coincide en el tiempo. Como resultado, un electroimán de CA dado no tendrá un momento en el que su fuerza de tracción sea cero y el traqueteo indicado estará ausente. Por lo general, el número de vueltas de un cortocircuito es igual a uno y se llama en consecuencia cortocircuito.

En algunos diseños de electroimanes de corriente continua, se aplica al núcleo (o al inducido) un devanado de cortocircuito especial con baja resistencia eléctrica.Esto se hace entonces para ralentizar el funcionamiento del electroimán: en presencia de una bobina de este tipo, el aumento del flujo después de encender la bobina o el voltaje y el flujo después de apagar la corriente es más lento que sin dicha bobina.

La influencia de una bobina de este tipo se reflejará no solo cuando el inducido esté estacionario durante un proceso de flujo inestable, sino también cuando el inducido se esté moviendo, cuando debido a un cambio en el entrehierro, el flujo en el electroimán tiende a cambiar. Este proceso físico se llama amortiguación magnética.

El uso de un devanado adicional para los procesos de amortiguación en un electroimán de CA no logra los objetivos y, por lo tanto, no se usa.

La amortiguación magnética se utiliza a menudo para retrasar el funcionamiento y la liberación de relés de sincronización electromagnéticos y de CC. Esto ralentiza el ascenso y la caída del flujo magnético en el núcleo. Para ello, se colocan cortocircuitos en el circuito magnético del relé. Gracias a esta solución técnica se obtiene un retraso de 0,2 a 10 segundos. A veces, la amortiguación magnética no se realiza mediante un cortocircuito, sino mediante un cortocircuito en la bobina de trabajo del relé.

Relés electromagnéticos con amortiguación magnética: a — con manguito de cobre; b — con el anillo de cobre en el espacio de trabajo.

Hay una serie de casos prácticos en los que el tiempo de funcionamiento de los electroimanes y dispositivos electromagnéticos (relés, arrancadores, contactores) debe ser lo más breve posible.En este caso, la presencia de devanados en cortocircuito, partes masivas del circuito magnético, marcos metálicos de la bobina y cortocircuitos formados por sujetadores y otras partes del aparato que se encuentran en el camino del flujo son inaceptables, ya que aumentarán el tiempo de funcionamiento del electroimán.

Depreciación en máquinas eléctricas

Casi todos los motores síncronos, compensadores y convertidoresy muchos generadores síncronos de polos salientes están equipados con devanados amortiguadores. En algunos casos se utilizan debido al efecto sobre la estabilidad del sistema, pero en su mayor parte están destinados a otros fines. Sin embargo, independientemente de las razones para usar bobinas de amortiguación, afectan en mayor o menor medida a la estabilidad.

Hay básicamente dos tipos de bobinas de amortiguación: llenas o cerradas e incompletas o abiertas. En ambos casos, el devanado consta de varillas colocadas en ranuras en la superficie de los polos, cuyos extremos están conectados a cada lado del polo.

Con una bobina de amortiguación completa, los extremos de las varillas se cierran con anillos que conectan las varillas en todos los polos. En el devanado incompleto, las varillas se cierran con arcos, cada uno de los cuales conecta las varillas en un solo polo. En este último caso, la bobina amortiguadora de cada polo es un circuito independiente.

Las bobinas calmantes completas son como células de ardilla de rotores de máquinas asíncronas, excepto que en las bobinas amortiguadoras las barras están espaciadas de manera desigual alrededor de la circunferencia del rotor porque no hay barras entre los polos. En algunos diseños, los anillos de los extremos están hechos de secciones separadas que se atornillan para facilitar la extracción del poste.

Las bobinas amortiguadoras se pueden clasificar según su resistencia activa. Las bobinas de baja resistencia producen la mayor torsión con bajo deslizamiento y las bobinas de alta resistencia con alto deslizamiento. A veces se utiliza una bobina con doble amortiguación. Se compone de bobinas con baja y alta resistencia inductiva. Las bobinas de amortiguación doble se utilizan para mejorar las características de arranque de los motores síncronos y facilitarles la sincronización.

El propósito de las bobinas de amortiguación para máquinas síncronas:

• Aumento del par de arranque de motores síncronos, compensadores y convertidores;

• Evite balancearse. Las bobinas de amortiguación se fabricaron por primera vez con este propósito y, por lo tanto, recibieron su nombre;

• Supresión de oscilaciones resultantes de choques durante cortocircuitos o conmutación;

• Prevención de la distorsión de la forma de onda del voltaje por una carga desequilibrada, en otras palabras, supresión de componentes armónicos más altos;

• Reducir el desequilibrio de la tensión de fase de los terminales con carga desequilibrada, es decir reducción de voltaje de secuencia negativa;

• Prevención del sobrecalentamiento de la superficie de los polos de generadores monofásicos por corrientes de Foucault;

• Crear un par de frenado en el generador en caso de cortocircuitos asimétricos y reducir este exceso de par;

• Crear un momento adicional al sincronizar generadores;

• Reducir la velocidad de recuperación de voltaje en los contactos del interruptor;

• Reducción de las tensiones mecánicas en el aislamiento del devanado de campo durante las corrientes de irrupción en el circuito del inducido.

Los generadores accionados por motores primarios alternativos tienden a tambalearse debido al par pulsante de los motores primarios. Los motores eléctricos que impulsan cargas de par pulsante, como los compresores, también tienden a oscilar.

Estos columpios se denominan "columpios forzados". También es posible que ocurran "oscilaciones espontáneas" cuando las máquinas síncronas se conectan a través de una línea donde la relación de resistencia activa a resistencia inductiva es grande.

Las bobinas de amortiguación de baja resistencia reducen significativamente las amplitudes de las oscilaciones forzadas y espontáneas.

La influencia de la amortiguación (bobinas amortiguadoras) en la estabilidad de los sistemas eléctricos se manifiesta en el hecho de que:

• Crear un momento de amortización (asincrónico) de secuencia directa;

• Crea un par de frenado de secuencia inversa durante cortocircuitos asimétricos;

• Al cambiar la impedancia de la secuencia negativa, la potencia eléctrica de la secuencia positiva se ve afectada por la máquina durante los cortocircuitos asimétricos.