Пример 6.66.

Рассчитать время, за которое ток в катушке достигнет установившегося значения, если её параметры такие: индуктивность L = 54 Гн, r = 250 Ом.

Решение.

1. постоянная времени цепи с индуктивностью

= = 0,216 с

2. время, за которое ток в катушке достигнет установившегося значения

= 4-5 = (4-5)*0,216 = 0,864-1,08 с.

Действие ЭДС самоиндукции при отключении катушки

При размыкании цепи ток уменьшится до нуля не мгновенно, а постепенно, вследствие действия правила Ленца.

Однако, в отличие от предыдущего случая (включение катушки), знак ЭДС самоиндукции изменится на обратный.

Это объясняется тем, что на этот раз причина возникновения ЭДС самоиндукции – не увеличение, а уменьшение тока. Следовательно, по правилу Ленца, ЭДС самоиндукции должна поддерживать убывающий ток, а для этого она должна быть направлена согласно с ЭДС источника питания .

При отключении катушек, обладающих индуктивностью, возникающая ЭДС самоиндукции может в десятки раз превышать напряжение источника питания. Это может привести к пробою изоляции между соседними витками.

Для защиты от таких перенапряжений параллельно катушкам включают разрядные резисторы или диоды (рис. 6.43, а и б).

Рис. 6.43. Схема включения разрядного резистора (а); то же – с диодом (б);

кривые изменения тока в обмотке возбуждения без разрядного резистора (1)

и с ним (2) – (в).

 

В схеме на рис. 6.43, а, при работе двигателя контакты К₁ и К₂ замкнуты, и ток протекает через три параллельные ветви: обмотку якоря М, параллельную обмотку возбуждения ОВ и разрядный резистор R_{р .}

Действие разрядного резистора проявляется при размыкании контактов К₁ и К₂.

Если бы разрядного резистора не было, то при размыкании контактов ток параллельной обмотки возбуждения уменьшился от номинального значения I _в.н до 0 за малый промежуток времени dt₁ (рис. 6.43, в, кривая 1).

При этом в обмотке возбуждения индуктируется ЭДС самоиндукции

, (6.110)

значение которой за счет малого времени (в знаменателе) в 10…20 раз больше номинального напряжения обмотки, что может вызвать пробой изоляции.

При наличии разрядного резистора и размыкании контактов К₁ и К₂ также индуктируется ЭДС самоиндукции, но её значение значительно меньше, чем в первом случае.

Такое уменьшение объясняется тем, что параллельно включенные обмотка возбуждения и разрядный резистор образуют последовательную цепь – так называемый «разрядный контур».

В этом контуре ЭДС. самоиндукции, в соответствии с правилом Ленца, имеет полярность, обозначенную символами «+» и «–». Эта ЭДС поддерживает в обмотке возбуждения убывающий ток, который протекает по цепи:

«плюс» ЭДС самоиндукции на выводе Ш2 – разрядный резистор R_р – «минус» ЭДС самоиндукции на выводе Ш1 – обмотка возбуждения ОВ.

При этом, за счет действия ЭДС самоиндукции, время убывания тока в обмотке возбуждения увеличивается до большего, чем прежде, значения (рис.6.43, в), и поэтому ЭДС резко уменьшается.

Защита от пробоя изоляции действует, если выполняется соотношение:

R_р = (5…10) R_ов. (6.111)