Мәскеу«Академия» баспа орталығы2015 ӘОЖ621.3(075.32) КБЖ 31.264я723 Э454 Бұл кітап Қазақстан Республикасының Білім жəне ғылым министрлігі жəне «Кəсіпқор» холдингі» КЕАҚ арасында жасалған шартқа сəйкес «ТжКБ жүйесі үшін шетел әдебиетін сатып алуды және аударуды ұйымдастыру жөніндегі қызметтер» мемлекеттік тапсырмасын орындау аясында қазақ тіліне аударылды. Аталған кітаптың орыс тіліндегі нұсқасы Ресей Федерациясының білім беру үдерісіне қойылатын талаптардың ескерілуімен жасалды.Қазақстан Республикасының техникалық жəне кəсіптік білім беру жүйесіндегі білім беру ұйымдарының осы жағдайды ескеруі жəне оқу үдерісінде мазмұнды бөлімді (технология, материалдар жəне қажетті ақпарат) қолдануы қажет.Аударманы «Delta Consultіng Group» ЖШС жүзеге асырды, заңды мекенжайы: Астана қ., Иманов көш., 19, «Алма-Ата» БО, 809С , телефоны: 8 (7172) 78 79 29, эл. поштасы: іnfo@dcg.kz Рецензенттер:Мәскеу космостық аспаптар жасау техникумының оқу бөлімінің меңгерушісі А.А.Ковалев;Мәскеу өнеркәсіптік-экономикалық колледждің ОКБ МММ оқы- тушысы С. В. Чубуков Электр аппараттары: орта кәсіптік білім беру мекемесінің студент- теріне арналған оқу құралы / [О.В.Девочкин, В.В.Лохнин, Р.В.Меркулов, Е.Н. Смолин] — 5-басылым, стер. — М. : «Академия» баспа орталығы, 2015. — 240 б.ІSBN 978-5-4468-2305-5Электр аппараттарының жіктеуіші берілген, олардың теория және құрылым мәселелері мазмұндалған, аппараттарды қолдану салалары мен оларды одан әрі даму перспективалары көрсетілген. Электронды аппараттар мен оларда қолданы- латын датчиктердің негізгі типтері келтірілген. Электронды аппараттарды әзірлеу кезінде негізгі логикалық схемалары мен оларды есептеу әдістері қарастырылған.Оқу құралы «Электр және электр механикалық жабдықтарды техникалық пай- далану және қызмет көрсету (салалар бойынша)» мамандығына арналған ПМ.01«Электр және электр механикалық жабдықтарға техникалық қызмет көрсетуді және жөндеуді ұйымдастыру», МДК.01.01 «Электр машиналары және аппараттар» кәсі- би модулін меңгеру кезінде қолданылады.Орта кәсіптік білім беру мекемелерінің студенттеріне арналған. ӘОЖ 621.3(075.32) КБЖ 31.264я723 © О. В.Девочкин, В. В.Лохнин, Р. В.,Меркулов Е. Н.Смолин, 2010© «Академия» Білім-баспа орталығы, 2010ІSBN 978-5-4468-2305-5 © Ресімдеу. «Академия» Баспа орталығы, 2010 АЛҒЫ СӨЗ Электр энергиясының ағындарын басқаруға, жұмыс режимдерін өз- герту, параметрлерді реттеу, электр техникалық жүйелер мен олардың құрамдас бөліктерін бақылау және қорғау үшін электр аппараттары кеңінен таралды. Әдетте, мұндай электр аппараттарының функциялары алуан түрлі жиілікпен электр тізбектерінің коммутациясы (қосу және сөндіру) арқылы жүзеге асырылады.Электр аппараттарын жіктеудің негізгі белгілерінің бірі кернеу бо- лып табылады. Осы белгі бойынга төмен (1 000 В дейін) және жоға- ры кернеулі аппараттар ерекшеленеді. Төмен кернеулі аппараттардың көпшілігін келесі түрлерге бөлуге болады:басқару және қорғау аппараттары;автоматты реттеу аппараттары;автоматика аппараттары;Төмен кернеулі аппараттар әлсіз токты (10 А дейін) және күшті токқа коммутациялық ток шамасы бойынша жіктеледі.Жоғары кернеулі ٜ•аппараттар 1150 кВ айнымалы токқа және 750 кВ тұрақты токқа дейін кернеумен желіде жұмыс істейді. Оларды функци- ялары бойынша жоғары кернеулі сөндіргіштер, ток шектеуші реактор- лар, ажыратқыштар және бөлгіштер деп бөлінеді.Төмен және жоғары кернеулі электр аппараттары пайдаланудың алу- ан жағдайларына есептелген және белгілі бір функцияларды іске асыра- тын құрылымдық аяқталған техникалық құрылғылар болып табылады. 1-ТАРАУ ЭЛЕКТР АППАРАТТАРЫНЫҢ МАГНИТТІ ТІЗБЕКТЕРІ 1.Тұрақты токтың магнитті тізбектері Магнитті жүйе — бұл кеңістіктің белгілі бір орында берілген кон- фигурациясының және шамасының магнитті өрісін құру үшін арналған ферромагнитті денелер мен тогы бар өткізгіштердің (немесе тұрақты магниттердің) жиынтығы. Магнитті жүйенің барлық магнитті жұмсақ элементтері ағынды магнитті кедергіні азайтуға және ағын қолданы- латын кеңістік орнына оны келтіруге әкелетін магнит өткізгіш түзеді. Магнитті жүйенің өрісі не тікелей өріс териясының әдістерімен (дала әдістері) не өріс теориясында негізделетін тізбектер теориясының әді- стерімен есептеледі. Электр аппараттарының магнитті жүйелерінің басым көпшілігінің өрісі үш өлшемді. Дала әдістерімен үш өлшемді өрістерді есептеу әдетте есептеу жұмыстарының елеулі көлемдерімен байланысты. Алайда бұл есептеулер өте жан-жақты, тізбектер теори- ясының әдістерін есептеуге қарағанда тапсырмаларды дәлірек шешу мүмкіндігін береді. Сондықтан көптеген жағдайларда магнитті жүйе өлшемлерін іздеу саласы алдын ала елеулі тарылғанда, жоғары деңгейлі математикалық модельдер ретінде пайдалану мақсатқа сай және жоба- лауды «өңдеу» қажет.Магнитті тізбек — бұл магнитті жүйе және оның магнитті өрісі туралы қарапайым түсінік. Мұндай түсінік кезінде электрмагнитті процестер «магнит қозғаушы күштер» (МҚК), «скалярлық магнитті потенциалдардың айырмасы» (магнитті кернеу), «магнитті ағын», «маг- нитті кедергі» сияқты мұндай ұғымдарды қолданып сипатталады. Бұл ұғымдар сәйкесінше «электр қозғаушы күштер» (ЭҚК), «электр керне- уі», «өткізгіштік ток» және «электр тізбегінің кедергісі» ұғымдарына ұқсас.Электр және магнитті тізбектері арасындағы ұқсастық формалды. Мысалы, өткізгіштердің электр өткізгіштігі оқшаулауыштарға қараған- да шамамен 1010 есе жоғары, сонда магнитті жұмсақ материалдардың магнит өткізгіштігі әдетте магнитті емес материалдарға қарағанда 103— 106 есе көп. Электр аппараттарының магнитті жүйесінің көпшілігінің магнитті тізбектері магнитті ағынды үзбейтін, ал тек оның жолындағы магнитті кедергісін ұлғайтатын магнитті емес саңылаулардан тұрады. Тұрақты токтың электр тізбегіндегі оқшаулаушы аралық іс жүзінде токты ажыратады. Магнит өтімділігі токқа (магнитті ағынға) тәуелді, ал токтан электрлік шекті өтімділік мүлдем тәуелді емес (өтімділікті қыздыру есебінсіз). Бұл ерекшеліктер электр тізбектерін есептеуге қа- рағанда аса күрделі магнитті тізбектердің есептеулерін жасайды.Тұрақты токтың магнитті тізбектерді талдау және есептеу үшін үш заңды қолданады: Кирхгофтың бірінші және екінші заңдары және маг- нитті тізбектерге арналған Ом заңы.К и р х г о ф т ы ң б і р і н ш і з а ң ы: магнитті тізбек желісіндегі Ф магнитті ағындардың алгебралық сомасы нөлге тең, яғни∑ ф = 0. (1.1)Түйінге кіретін ағын бір белгімен, ал түйіннен шығатын ағын – басқасымен алынады.Кирхгофтың бірінші заңын магнитті тізбек үшін магнитті индукция желілерінінің үздіксіздік шарттарынан шығады∫ BdS = 0,мұндағы В — магнитті индукция; S — кейбір тұйық бетінің ауданы. К и р х г о ф т ы ң е к і н ш і з а ң ы: тұйық контурдың кез келген ер-кінше аралау үшін магнитті кернеудің алгебралық сомасы осы контурдаәрекет ететін МҚК алгебралық сомасына тең, яғни∑ U = ∑F, (1.2) мұндағы U —контур учаскесінің кедергісіндегі магнитті кернеу; F — осы контурда әрекет ететін МҚК.Егер контурды айналу бағыты магнитті кернеудің нақты немесе шартты қабылданатын (ол айқын болмағанда) оң бағытымен сәйкес кел- се, онда бұл кернеу «плюс» таңбасымен қойылады; егер сәйкес келмесе—«минус» таңбасымен қойылады. Магнитті кедергіде магнитті керне- удің оң бағыты осы кедергідегі ағынның оң бағытымен сәйкес келеді. Егер МҚК бағыты айналу бағытымен сәйкес келсе, онда МҚК «плюс» таңбасымен; егер сәйкес келмесе – «минус» таңбасымен қойылады.Егер қандай да бір шаманың есептелген мәні «плюс» таңбасымен алынса, онда алдын ала қабылданған шартты оң бағыты нақтымен сәйкес келеді; егер «минус» таңбасымен алынса, онда ол нақтыға қара- ма-қарсы.Магнитті тізбекке арналған Кирхгофтың екінші заңы толық ток за- нынан шығады∫ Hdl = ∑ І,мұндағы Н — тұйық контурдың бойында ұзындықпен магнитті өрістің кернеулігі; ∑ І — осы контурды тесіп өтетін токтардың алге- бралық сомасы. Тұрақты токтың магнитті тізбегінің учаскесіне арналған Ом заңы: Ф = U /R = U Λ (1.3) м м mмұндағы Rм — тізбек учаскесінің магнитті кедергісі; Λ — осы учаскенің магниттік өткізгіштігі.Магнитті тізбекке арналған Ом заңы (1.2) формуласын есепке ала отырып, толық ток заңынан шығады. Тізбектер әдісімен магнитті жүй- ені есептеу дәлдігі елеулі дәрежеде магнитті жүйені қоршаған магнитті емес кеңістік учаскелерінің магнитті өткізгіштіктерін анықтау дәлдігіне тәуелді.Ұштарының арасында магнитті кернеу әрекет ететін ауадағы маг- нитті ағынның кейбір еркін түтікшелерді қарастырамыз (1.1-сурет), м1 м2 мұндағы φ , φ —түтікшенің скалярлық магнитті әлеуеттері. м1 м2(1.3) формулаға сәйкес ауданы dS және ұзындығы dl осы түтіктің элементар учаскесінің магниттік өткізгіштігіΔΛ = B dSH dl (1.4)1.1-сурет. Магнитті ағынның еркін түтігі Сондықтан, барлық түтіктің магниттік өткізгіштігіΛ = ∫ BdS / ∫ Hdl (1.5)S lмұндағы В, H — магнитті өрістің кернеулік және магнитті индукци-ясының сәйкесінше векторлары; S — индукция бойынша Ф ағынның есептеуі жүргізілетін түтіктің ерікті қимасының ауданы; l — магнит-  -сурет. Магнитті ағынның еркін түтігі ті өрістің кернеулік айналмасы есептелетін Uжелісінің ұзындығы. тең магнитті индукция Егер ауадағы магнитті өріс векторлық магнитті әлеуетпен А анықтал- са, онда B = ∫ Adl = µ Н және Стокс теоремасының өрнегін есепке ала l1 1 0отырып ∫ rotAdS = ∫ Adl S l1 1 μ ∫ Adl Λ = 1 l1 1∫ rotAdl (1.6) мұндағы µ0 — магнитті тұрақты; l —қиманы шектеуші контур S. (1.5) және (1.6) формуладан Λ анықтау үшін жалпы жағдайда сәй- кес шектік тапсырмаларды шешумен байланысты векторлық сипатта- маларды білу керек. Мұндай шешім алу аналитикалық мүмкін емес, сондықтан сандық немесе басқа жуық әдістерді қолдануға тура келеді. Ауданы S және ұзындығы l магнитті өткізгіштің учаскесінде өрісті жай бөлу үшін l B = µ H = const . Сонда (1.6) формулаға сәйкесΛ= µS/l. (1.7)Көлденең қиманың тұрақты ауданы S және ұзындығы l магнитті өт- кізгіш учаскесінің магнитті кедергісіl ρ lRm = =μS S (1.8)мұндағы µ — магнитті өткізгіш материалының салыстырмалы магнит өтімділігі; ρм — осы материалдың шекті магнитті кедергісі, ρ = 1/ µ. Тізбектерді есептеу әдістерін қолдану кезінде келесі түрде түседі:магнит жүйесіндегі өрістің сапалы (сандық сипаттамасыз, алайда барлық кеңістігі бойынша толық) бөлінуін талдайды;өрістің шынайы конфигурациясын жеткілікті қарапайым түрде ма- тематикалық сипатталатын жеке учаскелерден тұратын қысқартылған конфигурацияны алмастырады; кейбір учаскелерді сақтайды; өрістің тармақты облыстары тармақсызға жиі ауыстырылады, ол үшін токтар- дың көлемді бөлінуі шексіз жұқа таспа немесе жіп түрінде бөлуге әке- леді;магнитті тізбекті құрайды;ауада және басқа ферромагнитті емес учаскелерде өрістің жеке учаскелерінің магнитті өткізгіштігін (немесе магнитті кедергісін) таба- ды;магнит өткізгіштің магнитті кедергісінің есебімен немесе есебінсіз магнитті тізбекті есептеу жүргізіледі.Магнитті тізбекті есептеу кезінде әдетте екі міндеттердің бірін ше- шеді: тікелей немесе кері. Тікелей міндеттегі белгілі магнитті жүйенің кейбір учаскесінде магнитті ағын Ф (немесе магнитті индукция В) бо- лып табылады, ал F орамның МҚК анықтау талап етіледі. Кері тапсыр- мада орамның МҚК берілген, ал магнитті ағынды (немесе индукцияны) анықтау талап етіледі. Тура және кері тапсырмаларда магнитті жүйенің және магнит өткізгіштің материалының барлық өлшемдері белгілі.Басым жағдайлардың көпшілігінде тұрақты токтың магнитті өрі- стердің есептеу магниттелу гистерезисін есепке алмай жүргізіледі.Мысал ретінде 1.2-суретте суреттелген тура жүрісті электр магнит- тің магнитті жүйесін қарастырамыз.Оның магнит өткізгіші қозғалмалы элемент – якорьден 1 және қозғалмайтын элемент – біліктен 2 тұрады. Соңғысының екі тік бөлік- тері мен оларды астынан жалғайтын бір көлденең бөлігі – бұғауы бола- ды. Якорь жұмыс саңылаулары деп аталатын екі ауа саңылауларымен біліктен ажыратылған (δ және δ ). Осы саңылаулардың өзгеруінен энер- гияның өзгеруі өтеді және аппараттың жұмыс істеуі қамтамасыз етіледі. Магнитті жүйедегі жұмыс саңылауларынан басқа құрылым ерекшелік- теріне және оны орындаудың технологиялық шарттарымен негіздел- ген паразитті (магнитті емес, ауа) саңылаулары болады. Магнитті өріс   -сурет. Тұрақты токтың магнитті жүйесіндегі магнитті ағындардың бөлінуі және магнитті өрісі:а — магнитті өріс картинасы; б — жеңілдетілген магнитті жүйе; в — ағын таратусхемасы; г- ж — сәйкесінше орам тармақтарының санын, магнитті потенциал айырмаларын, магнитті өткізгіштегі ағындардың және шашырау ағындарының санын өзгерту эпюраллары; 1 — якорь; 2 — білік; 3 — орам біліктің сол тік бөлігін қамтитын орамда 3 өтетін токпен жасалады. Ток- тың бағыты орамның көлденең қимасында айқаршықпен (бізден) және нүктемен (бізге) көрсетілген.Олармен құрылған магнитті ағындардың магнитті индукцияның тоғы және желілері оң бұрандалы жүйені түзеді. Одан әрі жұмыс саңы- лаулары арқылы өтетін магнитті ағынды шартты жұмыс ағыны деп, ал қалған ағындар – шашырау ағындары деп атауға болады.а -суретте, қарастырылатын магнитті жүйенің өріс картинасы берілген. Тұтас қисықтармен бірнеше магнитті индукция сызықтары белгіленді, жартылай қалың қисықтармен өрістің тән аймақтарының біреуін екіншісінен бөлетін сепаратриса – магнитті индукциясының ерекше сызықтары белгіленген. Магнитті индукция сызықтарының бірі шексіздіктегі магнитті жүйеден кетеді (сәйкес таңбамен белгіленген) және магнитті жүйеге кері оралады.Қарастырылатын магнитті жүйедегі және оның магнитті өрісінде- гі бірқатар қысқартуларды енгіземіз (1.2-сурет, б). Орамды 3 l ұзын- дықпен біліктің сол тік бөлігінде тікелей орнадасқан /об ұзындықпен шексіз жұқа таспа түрінде береміз және l = l деп аламыз. Мұндай жеңілдету кезінде шашырау ағындары жоғалады, себебі олардың орта- лықтары орам затының ішінде табылуы тиіс. Ф шашыраудың оның маңызды ұқсас «ішкі» ағынын санап, Ф с.нар біліктің шашырауының «сыртқы» ағынын да ескермейміз (1.2-суретті,а қараңыз). Соңғы өрістікөлденең штрихты сызықтың А үстінен тегіс параллель және шекте- улі аламыз (1.2, б-суретті қараңыз). Жұмыс ағыны саңылау δ арқылы якорьдегі біліктен өтеді және біліктің бүйір шектерінде ғана саңылау δбіліктен якорьден өтеді, сонымен бірге қос саңылаудағы осы ағынның өту салалары бірдей. Осы облыстардың магнитті өткізгіштерін есеп- теуді жеңілдету үшін оларды шеңбер доғасының схема жазықтығында шектейміз.Жармадан х қашықтықта қашық шашырау ағынының элементар түтігін ерекшелейміз (1.2-сурет, в). Жалпы жағдайда осы түтік бойын- ша өтетін ағын, dФ = U мdx dx dx, (1.9) мұндағы има%, Xdx — жармадан х қашықтықта шашыраудың шекті (l ұзындығының бірлігіне) және элементар түтіктегі (біліктің тік бөлік-тері арасында) сәйкесінше магнитті кернеу; dx — түтік ені.Өрістің қабылданған жеңілдетілген картинасы үшін біліктің тік бөліктерінің конфигурациясының теңдігі кезінде (1.2, б-суретті қа- раңыз) U = ∫ fxdx - Ф R - 2 ∫ Ф r dx, (1.10) мdx 0 яр м.яр 0 x мx мұндағы f —орамның шекті МҚК (ұзындық бірлігіне); Ф —жар- мадағы магнитті ағын; R —жармадағы магнитті кедергі; Ф , r — сәйкесінше біліктің тік бөліктеріндегі магнитті ағын және жармадан x қашықтықта осы бөліктердің шекті кедергісі. Шекті магнитті кедергіlr = = мx mxlx x (1.11) мұндағы ρ ρ , S —сәйкесінше магнит өтімділігі, материалдың шек- x, мх lxті магнитті кедергісі және жармадан x қашықтықта біліктің тік бөлік-терінің көлденең қимасының ауданы.(1.2) және (1.10) формуласын және толық ток заңын ескере отырып x∫ Ф r xdx = ∫ H dx (1.12) 0 x мx 0 x мұндағы Н —жармадан x қашықтықта біліктің тік бөліктеріндегі өрістің кернеулігі.(1.9) және (1.10) біліктің тік сол бөлігінен x қашықтықта оның оң бөлігіне кететін шашыраудың магнитті ағыны шығады xФ = ∫ U x xλ dx = ∫ ∫ f λ dxdx − dx 0 mdx dxx 0 0 x dxx x − Ф R ∫ l dx − 2∫ ∫ Ф r λ dxdx. (1.13) яр м.яр 0 dx 0 0 x мх dx Егер магнитті өткізгіштің магнитті кедергісімен ескерілмесе (μ = ∞, ρ м.яр = 0), xU = ∫ f dx. (1.14) mdx 0 xОның ұзындығы бойынша орам тармақтарының біркелкі бөлінуі кезінде (1.2-сурет, г) fшығады = f = const. (1.14)-формуладан (1.2-сурет, д) mdx = f x. (1.15 Өрістің қысқартылған картинасында (1.2, б-суретті қараңыз) біз шашыраудың магнитті ағын бөлінісінің біркелкілігіне жол береміз.Магнитті өткізгіштің магнитті кедергісін ескермеу кезінде бұл λ = λ =const екенін білдіреді.Сонда (1.15) есепке ала отырып (1.9) формуладан шығады:= f λ xdx. (1.16) мыз (1.13) формуладан l = l есепке ала отырып біріктіруден кейін ала- Ф = Fλ х/2 = Fλ х2 / (2l ). (1.17)dx d d d х = l болғанда жиынтық магнитті ағын = Fλ l /2. (1.18) х қашықтықта біліктің тік бөліктеріндегі магнитті ағын l 2 х2 d – = Ф + (Ф ) = FΛ δэк + Fλ 2 2 , (1.19)ld мұндағы Λ δэк —екі жүйелі жұмыс саңылауларының (δ және δ ) эквива- лентті магниттік өткізгіштігі.Жұмыс саңылауларындағы өріс облыстарының ұқсастығы туралы қабылданған жорамалдарды есепке қабылдап1 Λ Λ ΛΛ = = δ1 δ2 = δ δэк м.эк δ1 δ2 мұндағы R δэк өткізгіштікке сәйкес магнитті кедергі. х осінің бойында F ағынын бөлу кестесі 1.2, ж-суретте берілген. х = l болғанда Ф ағыны Ф ағынына тең, ал х = 0 болғанда — Ф жарма- дағы ағынға тең. Қабылданған жорамалдар кезінде (атап айтқанда, ц =^) магнитті жүйенің жиынтық ағыны Σ яр = F(Λ δэк dΣr ), (1.20) мұндағы К —орамның F МҚК қарастырылатын магнитті жүйесінің шашырауын магниттік өткізгіштік ағыны бойынша келтіру коэффи- циенті, F, К = 1/2; Λ dΣr —тек оның геометриясымен анықталатын қа- растырылатын магнитті жүйенінің шашырауының жазық параллель өрістің жиынтық магниттік өткізгіштігі, Λ dΣr = λ l . Жақшада жасалған (1.20) өрнегінің бөлігі F орамның МҚК-на Фмагнитті ағын бойынша келтірілген қарастырылатын магнитті жүйенің жиынтық магнитті өткізгіштігін көрсетеді: ΣΦ м.ΣΦ = Ф / F = Λ dΣr (1.21) мұндағы Rнитті кедергі. —жиынтық магнитті өткізгішке Λ сәйкес келетін маг- / Ф = σ қатынасы ағын бойынша жиынтық коэффициент деп аталады. Қарастырылатын магнитті жүйенің жиынтық тасқын ілінісіld Ψ = Ψ + ∫ d Ψdx. (1.22) δ 0Өрістің қарастырылатын қысқартылған моделіндегі жұмыс ағы- нының Ф магнитті индукциясының желілері (1.2, б-суретті қараңыз) орамның барлық тармақтарын қамтығандықтан (N = N Ф ), шашы- раудың тасқын ілінісіне арналған дифференциалды өрнегі = N dФ , (1.23) мұндағы N —ағынмен dФ қамтылатын орам тармақтарының саны. Тармақтарды біркелкі орау кезінде және l = l болғанда N Ψ = N Ф об d x Σ δ аламыз. Сонда интеграциялаудан кейін (1.16) ескере отырып (1.22) фор-муласы негізінде аламыз = N F (Λ δэк + K Λ dΣr ) , (1.24) мұндағы K —МҚК F және орам тармақтарының жиынтық санына қарастырылатын магнитті жүйенің магнитті өткізгіштігінің тасқын ілінісі бойынша келтіру коэффициенті, K = 1/3. Жақшада жасалған (1.24) өрнегінің бөлігі орамның F және Ψ –N тасқын ілінісі бойынша келтірілген келесі қарастырылатын магнитті жүйенің жиынтық магнитті өткізгіштігін көрсетеді:Ψ Λ = Σ = Λ + K Λ , (1.25) ΣΨ δэкΣ Ψ ΣΨ (1.21) және (1.25) формуланы салыстырудан K = ½, ал K = 1/3 есепке ала отырып шығады: ΣΨ ΣΨ / Ψ = σ қатынасы тасқын ілінісі бойынша шашыраудың жиын- тық коэффициенті деп аталады.Алдыңғы қабылданған барлық жорамалдар кезінде қарастырыла- тын магнитті жүйенің L индуктивтілігі және магнитті энергиясы W ке- лесі формула бойынша анықталады: L = Ψ /І = N 2(Λ δэк dΣr ); (1.26)   1.3-сурет. Жүйенің магнитті тізбегінің эквивалентті схемаларыа - в — магнитті өткізгіштің магнитті кедергісін есепке алмай; г — магнитті өт- кізгіштің магнитті кедергісін есепке алып (1.2, в - суретте келтірілген белгілеулер қолданылған) Ψ І Ll2 Λ + K Λ W = Σ = = F2 δэк Ψ dΣr м 2 2 2 (1.27)Бұл өрнектер осы жүйемен құрылатын электр магнитті күштерді есептеу үшін қолданылады.Сонымен қатар, (1.26) өрнегі мұндай жүйе қолданылатын электр механикалық аппараттардың уақытша параметрлері мен осы магнитті жүйенің тұрақты уақытын анықтау үшін қажет.- суретте, а магнит өткізгіштің магнитті кедергісін есепке алмай өрістің бірыңғайланған картинасы бойынша жасалған, қарастырылған магнитті тізбегінің схемасы келтірілген (1.2, в - суретті қараңыз). 1.3, б -суретте МҚК көзімен және оның қысқышындағы жиынтық магнит- ті кедергімен ЛмХФ қарапайым тізбекке ауысудың осы бастапқы схе- масын түрлендірудің аралық кезеңі көрсетілген (1.3 - сурет, в). Магнит өткізгішінің магнитті кедергісін есепке ала отырып, магнитті жүйені талдау кезінде (1.10), (1.13) аналитикалық теңдеулерін және магнитті кернеулер мен ағындардың магнитті жүйесіндегі таралуды анықтайтын, оларға ұқсастарын шешу тіпті f = const және λ = const болғанда да қол жеткізу мүмкін емес.Бұл магнитті жүйедегі ағындардың таралуымен магнит өткізгішінің берілген материалында анықталатын магнитті өткізгіштіктің µх орна- ласу күрделігімен байланысты, себебі µх магнитті индукцияға тәуелді.Магнит өткізгішінің магнитті кедергісін ескеретін жүйенің магнитті тізбесінің эквивалентті схемасы 1.3, г - суретте келтірілген. 2.Айнымалы токтың магнитті тізбектері Айнымалы кернеу көзіне қосылған магнитті жүйенің орамдағы ток- тың мәні орам сымының белсенді кедергісіне, осы кернеудің қатынасы- на тең емес, бұл статикалық немесе квазистатикалық жұмыс режимін- дегі тұрақты токтың магнитті жүйесінде орын алады (якорьдің шексіз баяу жылжуы кезінде).Айнымалы ток кезінде кернеу и, ток і, белсенді кедергі R және та- сқын ілінісі Ψ келесі өрнекпен анықталады u = іR + d Ψ /dt, (1.28) мұндағы іR — белсенді жасаушы кернеулер, іR = u ; d Ψ /dt — мо- R Σдуль бойынша және ЭҚК фазасы бойынша кері орам е бойынша керне- удің реактивті жасаушысы, d Ψ = u = – e. Егер u мәнін ескермей, Ψ = Ψ sіn(ωt) санасақ және тасқын ілінісінің ең жоғары мәнінен оның әрекет ететін мәніне өтсек, онда u = ωΨ cos(ωt) = √2ωΨ cos(ωt) = U cos(ωt) = √U cos(ωt) V2Ucos(rot). Сондықтан, = √2Ψ = U /ω = U/ (4,44 f ). (1.29) Осылайша, егер кернеу берілсе, онда U = 0 жорамалы болғанда жұ- мыс саңылауына δ тәуелді емес тасқын ілінісі де беріледі. Орам бойын- ша өтетін токтың осы тасқын ілінісін қамтамасыз ететіндей мәні болуы тиіс.Егер магнит өткізгіштің магнитті кедергісін ескермесе, онда келесі- дей жазуға болады: І = uωN 2 Λ (1.30) Осылайша, орамдағы ток жұмыс саңылауын δ ұлғайтумен өсетін болады, себебі бұл ретте Λ мәні азаяды. Әрине, бұл жерден жұмыс ағынының δ ұлғаюымен өзгеріссіз қала- ды деген тұжырым жасаудың қажеті жоқ. Жиынтық тасқын ілінісі Ψ жұмыс тасқын ілінісінен Ψ және шашыраудың тасқын ілінісінен Ψ құралады. δ ұлғаюымен шашыраудың тасқын ілінісі артады, ал жұмыс тасқын ілінісі азаяды.Сонымен қатар, егер белсенді кедергідегі R кернеудің төмендеуін ескерсек, онда келесідей жазуға боладыΨ = √u –(ІR)Σ ω (1.31)Саңылаудың δ ұлғаюымен ток артатындықтан, онда жиынтық та- сқын Ψ ілінісі азаяды, алайда бұл азаю жұмыс тасқын ілінісінің азаюы сияқты (сонымен бірге жұмыс ағыны) тұрақты токтың осындай магнит- ті жүйесіне қарағанда едәуір аз. Айнымалы токтың магнитті жүйесінің тартымдық сипаттамаларының көрсетілген себебі бойынша тұрақты токтың магнитті жүйесіне қарағанда жазықтау (мысалы, жұмыс саңы- лауынан электр магнитті күштердің тәуелділіктері).Ауа аралықтарының белсенді магнитті кедергісінен басқа айныма- лы токтың магнитті жүйесін және магнитті өткізгіштігін есептеу кезін- де гистерезистен және тарамды токтардан магнит өткізгіштегі шығын- дар, сондай-ақ магнитті жүйенің бастапқы орамның ағынымен өтетін қайталама электр өткізуші контурлардың (қосымша тұйық орамдардың, қысқа тұйықталған тармақтардың, басқа электр өткізуші заттардың) әрекетін ескеру қажет шығындар магнитті ағындар мен МҚК алуан тұр- лі фазаларын негіздейді. Электр тізбектерімен ұқсастық бойынша осы ерекшелікті ескеру үшін магнитті кедергінің кешенді мәндері қолданы- лады. Магнитті тасқынның, тасқын ілінісінің, МҚК мен магнитті керне- удің мәндері кешенді түрде беріледі, мысалы: Ф = m Кешенді магнитті кедергі Σ  м м Z . (1.32) + jХ , (1.33) мұндағы R , Х — сәйкесінше белсенді және реактивті құрамдастар. мЕгер Ф = Ф мsіn(ωt), онда u = U sіn(ωt + γ), мұндағы бұрыш шығын бұрышы деп аталады. γ = arctg(Х / R ) (1.34) (1.32) формулаға сәйкес магнитті өткізгіш учаскесінің кешенді маг- нитті кедергісіU H lZ = м.мm = m м.м B S (1.35) H Hm =мZ B B белгілейміз. mшамасы магнит өткізгіш материалының кешенді шекті магнитті кедергісінен тұрады. Оған кері μ = 1/ ρ = В/H шамасы — магнит өт- кізгіш материалының кешенді абсолютті магнит өтімділігі. на белсенді ρ және реактивті ρ құрамдастарға ажыратамыз: Сонда мZ мR + jρ . (1.36)  м.м l / S = (ρ + jρ .) l / S. (1.37) Кешенді магнитті кернеудің белсенді құрамдасы U = Ф R , ал реактивті U = ФX . м.мR м.м м.м м.мX м.м есептеу үшін тармақты токтар мен қайта магниттеу шығында-рын білу қажет. Осы шығындардың мәндері материалға техникалық шарттарда, нормативтік құжаттарда келтіріледі және есептеу жолымен табылады.мәндері сәйкес жиіліктің айнымалы тоғында алынған қисық маг- ниттеу бойынша анықталады. Одан кейін ρ = √ρ 2 – ρ 2 есептеледі және ρ материалдары үшін магнитті индукциядан қисық тәу- елділіктері бойынша табуға болады [1]. Бұл ретте техникалық әде- Hбиеттерде кешендік шекті магнит деп көбіне ρ = B = B қабылдан- mқабылданатынын, магнитті индукцияның амплитудасына магнитті өрістің кернеулігінің әрекеттегі мәндерінің қатынасын, яғни Н/B қа- былдау керек.Айнымалы токтың магнитті жүйесінің магнит өткізгіші негізінен қайта магниттеуге (аз коэрцитивті күштер) және тармақты токтарға (жоғары шекті электр кедергісі) кететін аз шығындарға ие болатын кремнийлі электр техникалық болаттан орындалады. Магнит өткіз- гіштің тармақты токтарына шығынды азайту мақсатында қалыңдығы 0,1-ден 1,0 мм дейін бір-бірінен электрлік оқшауланған жиын түрінде шихталған пластина дайындалады. Айнымалы токтың магнитті жүй- есіндегі шығынды азайту үшін басқа да материалдар, мысалы, магнитті жұмсақ ферриттер, аморфты қортпалар қолданылады.Оған біркелкі оралған орауммен тороидальды магнит өткізгіштен тұратын қарапайым магнит жүйесін қарастырамыз (1.4-сурет, а).Толық векторлық диаграмма және магнитті тізбектің орналасу схе- масы 1.4-сурет, б, в берілген.Орамның белсенді кедергісі R болады және кернеу мен айнымалы ток көзіне қосылған.Кернеу векторы U екі жасаушыға ажыратылуы мүмкін: І тоғымен фаза бойынша сәйкес келетін белсенді U , және 90° токтан озатын реак- тивті U . Бұл ретте U = ІR, U =jІX. Шығын кедергісінің мәні R магнит өткізгішіндегі шығын қуатымен Р анықталады: R = Р /l2. Орамның эквивалентті реактивті кедергісі Х ω, мұндағы L —оның эквива- лентті индуктивтілігі.Магнит өткізгішіндегі және экрандағы шығын есебінсіз орауыштың индуктивтілік мәні келесі формула бойынша анықталады мұндағы w — тармақтар саны. = w2R (1.38) Аталмыш жағдайда L = w2R . Орналасу схемасы бойынша γ = arctg(Х /R ). Сонда м.м м.м = L cos2 γ. (1.39)  -сурет. Біркелкі оралған ораммен (а) тороидальды магнит өткізгіші түрінде айнымалы токтың магнитті жүйесі, оның толық векторлық диа- граммасы (б) және магнитті тізбек схемасы (в) Шығын кедергісі = ωL sіnγ cosγ. (1.40) Орамның эквивалентті кешендік кедергісі  эк + jХ . (1.41) Орамның эквивалентті белсенді кедергісі Кешенді жеткізу кернеуі = R + R (1.42) U = URэкЖеткізу кернеуінің әрекеттегі мәні + U . (1.43) мұндағы U Rэк = ІR U = √URэк + U 2., (1-44) Магнитті жүйедегі жиынтық белсенді шығындар Р = ІUcosφ = ІU = І 2R . (1.45) Ток пен кернеу арасындағы фазаның жылжу бұрышы φ = arctg(X ). (1.46) Шашырау ағындарын ескере отырып, айнымалы токтың магнитті жүйесін, сондай-ақ айнымалы токтың тармақталған магнитті жүйесін талдау аса күрделі және осы кітапта қарастырылмаған. Мысалы, [1] жү- гінуге болады]. 3.Тұрақты токпен магнитті жүйелер Электр аппараттарының магнитті тізбектерінде тұрақты магниттер кеңінен қолдау табады. Оларды арнайы қорытпадан немесе магнитті өріс көзі болатын қорланған магнитті энергияның есебінен болашақта магниттелуге қабілетті алуан түрлі материалдардың бөлшектерін бірік- тіру жолымен дайындалады. Көрсетілген қасиеттерге ие материалдар магниттік қатты деп аталады.Тұрақты магнит материалының маңызды сипаттамасы В және Н осьтерінің екінші квадранттарында орналасқан осы материалдың В = f(H) гистерезисінің шекті ілмегінің бөлігін көрсететін қисық магнитсіз- дендіру болып табылады (1.5-сурет). Қисық магниттеудің басқа алуан түрлілігі де болады: В = f(H), мұн- дағы В —М материалдың магниттелу индукциясы, В = μ М Егер сипаттамаларының бірі (В немесе В ) белгілі болса, онда басқа- сын төмендегі өрнек негізінде құруға боладыВ = μ (H+M) = μ H+В . (1.47)0 0 м -сурет. Қисық магнитсіздендіру Қисық магниттеудің маңызды параметрлері қалдық магнитті индук- ция В және коэрцитивті күш Н болып табылады. Тұрақты магнитті қолдану үшін оның ауа саңылауы бар магнит жүй- есінде болуы қажет. Осы саңылаудаға ағынның өтуіне шығындалатын тұрақты магниттің құраушы МҚК еркін МҚК деп аталады (магнитті жүйе тұйықталған, тұрақты магниттегі барлық МҚК В тең) тұрақты магниттің барлық МҚК тұрақты магнит бойынша ағынды өткізуге шығындалады (магнит өткізгіштегі магнитті кернеудің қысымын еле- мейміз): F = Н І , (1.48) мұндағы І п.м —тұрақты магнит ұзындығы. Магнитті жүйеде ауа саңылауының болуы кезінде п.м мұндағы F , F — тұрақты магниттегі және саңылаудағы ағынды п.м δөткізуге сәйкесінше шығындалатын магниттің F жиынтық МҚК үлесі.Саңылауды енгізу тұрақты магнитке өрістің Н магниттелетін керне- улігі түрінде көретін магниттеуші әрекет көрсетеді. Бұл ретте тұрақты магниттегі индукция В –дан В (В = f (H) қисық магниттеудегі а нүктесі r 0-1.5 - суретті қараңыз) дейін азаяды.Егер шашырауды ескермесек, онда ауа саңылауындағы δ ағын Φ тұрақты магниттегі ағынға Φ п.м тең: = F Λ п.м δ п.м п.м (1.49) мұндағы Λ —саңылаудың магниттік өткізгіштігі; S —тұрақты маг- ниттің көлденең қимасыны ауданы.-суреттен (1.48) формуланы ескере отырып шығады B 1 λδ І=Н K S п.мK = tgα (1.50) м п.м м мұндағы K —m / m мастабтарының қатынасымен анықталатын ко- эффициент.Осылайша, тұрақты магниттің қисық магниттелуін, оның өлшемін І , S алып және Λ біліп, (1.50) өрнекті пайдаланып, саңылаудағы п.м п.м δ ағынды есептеу керек. Бұл үшін бұрышпен координата басынан түзуді диаграммада өткізу қажет (1.5-суретті қараңыз)Λ І α = arctg( S δ п.м )K (1.51) п.м мБұл түзу өткізгіштік сызығы деп аталады.Қисық магниттелумен өткізгіштік сызығын қиып өту нүктесі В = f(H) тұрақты магниттегі В және Н мәндерін анықтайды.(1.49) формуланың көмегімен табылған индукция В бойынша тұрақты магниттегі және саңылаудағы (шашырауды ескере отырып) ағындар табылады. (1.51) формулада шашырауды есепке алу кезінде Λ өткізгіштікті емес, тұрақты магнитпен барлық магнит жүйесінің жиын- тық өткізгіштігін қою қажет. Сонда В индукцияның алынатын мәні тұрақты магниттің бейтарап қимасындағы индукцияға сәйкес келеді (полюстер арасында ортасынан). Бұл қимада Φ = BS , ал ауа саңыла- уындағы ағын Φ BS п.м п.м Φ = п.м = п.м δΣΨ ΣΨ , (1.52) мұндағы σ —ағын бойынша магнитті жүйенің шашырауының жиын- тық коэффициенті.Тұрақты магнитпен магнитті жүйені жобалау кезінде олармен берілетін еркін (сыртқы) магнитті энергияның ең жоғары мәнін алуға әкелетін тұрақты магнит материалын барынша пайдалануға ұмтылады.Ауа саңылауында шоғырланған магнитті энергияΦ F= δ δм 2 . (1.53) δ п.м п.м (шашырау есебінсіз) деп қабылдап, коллинеарлыққа және магниттің барлық көлемі V п.м бойынша В және Н шамаларының тұрақтылығына жол беріп және F п.м деп ескере отырып аламыз BН І S ВНV = п.м п.м = п.мм 2 2 (1.54)Тұрақты магнит материалы оның көлемінің бірлігіне жатқызылған магнитті энергиямен, яғни шекті энергия мәнімен сипатталады= BH/2. (1.55)Қисық магниттелуді В = f(H) қолданып, қисық шекті энергияны құруға болады (1.6-сурет). Бұл қисықтың максимумы w мах = f(H) болады. = ∞ болғанда, екінші квадрант шегінде қисық В = f(H) В және Н нүктелері арқылы өтетін түзу болып табылады. Сондықтан, w шекті мәні келесі формула бойынша анықталады В( r ) ( Нс ) = ( В Вr ) ( r ) 2 2 2 2μw = 20 = r м 2 2 8μ (1.56) Магнитті жүйенің жұмыс процесінде жұмыс саңылауы өзгереді, бұл жүйенің магнитті өткізгіштігінің өзгеруіне әкеледі. Алдын ала магнит- телген арнайы қондырғыдағы тұрақты магнит одан жойылғаннан кейін бұрышқа а , индукция В мен кернеулікке Н сәйкес келетін қисық маг- 0 0 0 ниттеуде В = f(H) (1.7 - сурет) жұмыс нүктесі α болсын делік. Магнит жүйесінің магнит өткізгішімен тұрақты магнитті қосу кезінде жүйенің магниттік өткізгіштігі ұлғаяды, тұрақты магниттегі үлкен индукциясы мен жаңа бұрышы α сәйкес келеді. Алайда тұрақты магниттегі индук- цияның ұлғаюы қисық магниттеу бойынша емес, қисық қайтару деп аталатын кейбір басқа қисық a bc бойынша өтеді. Егер магнит өткіз- гішті жоятын болсақ, онда индукция шамамен қисық cda бойынша өз- гереді. Қисық a bc және cda магниттеу және магнитсіздендірудің жеке 0 0циклдерінің қисығы болып табылады. Жеке цикл ілмегінің ені әдеттеүлкен емес, сондықтан ілмекті тура қайтару деп аталатын түзумен a cалмастырады. Келесі қатынас= ΔB/ΔH = K tgγ (1.57)Қайтару коэффициенті деп аталады.Қайтару коэффициенттерінің шекті мәніρ = K μ . (1.58)hпред м 0  -сурет. Қисық магниттеу және тұрақты магнитті шекті энергиясы (сәйкесінше ордината осінен солға және оңға) -сурет. Тұрақты магнит материа- лын қайтару сызықтары Тұрақты магниттер магнитті өріс көздерінің поляризациялаушы және басқарушы екі түрі болатындығымен поляризацияланбайтыннан ерекшеленетін поляризациялаушы магнитті жүйелерде кең қолданыла- ды.Көптеген жағдайларда поляризациялаушы өріс көзі тұрақты магнит- тер болып табылады. Басқарушы өріс басқарушы орамның МҚК құры- лады. Поляризацияланған магнитті жүйенің негізгі ерекше ерекшелігі тек мәнінен емес, сонымен бірге басқару орамдағы ток бағыттарынан оның әрекеттерінің тәуелділігі болып табылады. Магнитті жүйенің (якорьдің) қозғалмалы бөлігінде осы орамда токтың болмауы кезінде поляризациялаушы өріспен құрылатын электр магнитті күштер әрекет етеді.Тұрақты магнитті қолдану ток көзінің болуына немесе болмауы- на қарамастан якорьдің белгіленген жағдайын алуға мүмкіндік береді және жұмыс істемейтін кезеңде энергияны тұтынуды жояды. Поляриза- циялаушы өрістің болуы поляризацияланған магнитті жүйенің негізін- де электр аппараттарының жоғары сезімталдығын және тез әрекетін анықтайды. Бұл осы аппараттардың іске қосылуы кезінде магнитті өріс қайтадан толығымен құрылмайтынымен, ал тек магнитті ағындардың қайта таралуы өтетінімен байланысты.Поляризацияланған магнитті жүйелер тез әрекет ететін сезімтал- дығы жоғары реленің, пропорционалды бұрыштық немесе сызықтық ауысудағы электр сигналының электр магнитті түрлендіргіштерінің, тез әрекет ететін автоматты сөндіргіштердің, блоктаушы құрылғылардың және т.б. негізі болып табылады.Полярланған магнитті жүйенің үлкен алуан түрлілігі болады. Олар жүйелі, дифференциалды және көпірлі магнитті тізбектері бар жүй- елерге бөлінеді. Осы топтардың әрқайсысының көптеген өзге түрлері болады. Қазіргі уақытта дифференциалданған және көпірлі магнитті тізбектері бар магнитті жүйелер кең таралды. Мысалдар 1.8-суретте келтірілген., а - суретте көрсетілген дифференциалды магнитті жүйенің әрекет ету принциптерін қарастырамыз. Ол жүйелі қосылған басқа- рудың (2 және 4) екі орамы орналасқан магнит өткізгіштен 1 тұрады және магнит өткізгішке сәйкес поляризациялаушы магнитті ағынды п.м тұрақты магнитке қатты бекітілген (тұтас сызықпен белгіленген). Якорь 5 мойынтіректегі О осіне бұрылады (1.8, а - суретте көрсетілме- ген). Фпм ағыны ауа саңылауы δ арқылы якорьге өтеді және одан кейін және δ саңылауларында сәйкесінше өтетін ағынға (Φ п.мδ3 тармақталады. Орамда және көлденең күйде токтың болмауы кезін- де δ және δ саңылауларында оған әрекет электр магнитті күштердің якорьлері бірдей. Якорь бұл ретте тұрақсыз күйде табылады; якорьдің шамалы бұрылысы кезінде (мысалы, сағат тіліне қарсы, яғни δ саңы- 1.8-сурет. Дифференциалды (а) және көпірлі (б) поляризацияланған маг- нитті жүйенің мысалдары:1 — магнит өткізгіш; 2, 4 — орамдар; 3 - тұрақты магнит; 5 — якорь  лауын азайту және δ саңылауын ұлғаю жағында) электр магнитті күш саңылауында ұлғаяды, ал δ саңылауында азаяды. Нәтижесінде якорь 1.8, а-суретте бейнеленген күйге өтеді.1.8, а-суретте көрсетілген полярлықпен орамды қосқаннан кейін δ және δ саңылаулары арқылы жүйелі өтетін басқарушы магнитті ағын Φ құрылады (штрихты сызықпен белгіленген). Бұл ретте δ1 саңылауында п.мδ1 п.м.у ағындарының азаюы, але δ саңылауында — олардың қосылуы өтеді. Орамның белгілі бір МҚК кезінде δ саңылауындағы электр күші δ саңылауындағы электр магнитті күштен артық болса (басқа күштер болмаған жағдайда) якорь сағат тілімен бұрылады және басқа шекткі күйді алады. Ол осы күйде орамнан кернеуді шешкеннен кейін де қалады. Егер орам бойынша басқа полярлық тоғын жіберсе, якорь қарама-қарсы бағытқа лақтырылады.Дифференциалды схемаларда якорь осі немесе серіппелі аспа себебі электр магниттерінің әсері болып табылатын елеулі күштерге ұшы- райды. Бірінші жағдайда мойынтіректегі якорьді жылжыту кезінде ап- параттың сезімталдығына теріс әсер ететін үйкелістің елеулі күштері туындайды. Екінші жағдайда сондай күштер тек серіппелердің иілісін ғана емес, сонымен бірге оның созылуын тудырады, бүл жоғары уақыт- ша кедергісі бар материалдардың серіппелері үшін ажыратуды қолдану қажеттілігіне әкеледі. 1.8, б - суретте көрсетілген көпірлі схемалар осы кемшіліктерге ие емес.Дифференциалды схеманың тағы бір кемшілігі якорьдегі поляри- зациялаушы және басқарушы ағындардың толық бөліну мүмкінсіздігі болып табылады. Бұл якорьдің көлденең қимасының ауданын, сонымен бірге аппараттың тез әрекетін төмендететін оның массасын және сы- ртқы механикалық әсерлерге оның тұрақтылығын ұлғайту қажеттілігін тудырады.Көпірлі ағындардың схемаларында (1.8, б - суретті қараңыз) ағын- дардың (басқарушы немесе поляризациялаушы) бірі якорь бойында, ал басқасы – кесе-көлденең бағытталған. Екі жұмыс саңылауы ғана (1.8, а - суреттегі δ және δ ) болатын диф- ференциалды схемалардан айырмашылығы көпірлі схемалар кемінде төрт осындай саңылауларымен сипатталады (1.8, б - суреттегі δ .. δ ).1 4Бірқатар жағдайларда бұл екі саңылауы бар схемалармен салыстырған-да бағыттаушы ағынға шамамен екі емес магнитті кедергіні азайту мүм- кіндігін береді, себебі көпірлі схемадағы басқарушы ағындардың жо- лындағы саңылаулардың магнитті кедергісі жүп-жұбымен параллель (δ және δ ; δ 1және δ ) Бақылау сұрақтары Магнитті тізбек дегеніміз не?Электр және магнитті тізбек арасындағы ұқсастық неде?Магнитті тізбектерді есептеу кезінде тура және кері тапсырма- ларды шешу нені көрсетеді?Магнитті тізбекті жылжытудың эквивалентті схемасы дегеніміз не? Тұрақты МҚК және айнымалы МҚК кезінде магнитті тізбек- тердің айырмашылығы неден тұрады?Айнымалы МҚК-дан магнитті тізбектің магнит өткізгішіндегі шығынды қалай азайтуға болады?Магнитті тізбек жұмысына сыртқы саңылауды енгізу қалай әсер етеді?Материалды қисық магнитсіздендіру неден тұрады?Магнитті энергия қалай анықталады?Поляризацияланған магнитті жүйенің қандай схемалары электр аппараттарында қолданылады? 2-ТАРАУ ЭЛЕКТР ТҮЙІСПЕЛЕРІ ЖӘНЕ ЭЛЕКТР ТІЗБЕКТЕРІНІҢ КОММУТАЦИЯСЫ 1.Электр түйіспелері туралы жалпы мәліметтер Электр тізбегіндегі екі ток өткізуші элементтердің қосылысы электр контактісі деп аталады. Жанасушы өткізгіштер деп түйіспе-детальдер немесе жай түйіспелер аталады. Түйіспе қосылысының сенімділігіне электр аппаратының өзінің және олармен басқарылатын тізбегінің қа- лыпты жұмысы тәуелді болады. Бұл сенімділік әдеуір дәрежеде бір түй- іспеден екіншісіндегі токтың өту аймағында үлкен электр кедергісіне қатысты – ауыспалы кедергімен анықталады. Түйіспенің жанасу бет- тері қаншалықты мұқият өңделсе де электр тоғы бір контактіден жеке нүктелердегі басқасына өтеді, бұл беттері бір-бініне жанасады, себебі мүлдем тегіс бетті оны өңдеудің қандай әдісі болмасын алуға болмайды.Осы құбылыстың үлгілік картинасы 2.1-суретте берілген. Дөңестің басқа шыңындағы бір контактіні басу арқасында деформацияланады және түйіспелердің нақты жанасу алаңдары түзіледі.Екі цилиндрлік түйіспелердің бүйірлерімен жанасуы кезінде бір түйіспеден екіншісіне токтың өту процесін қарастырамыз.Түйіспелердің а радиусымен шеңбер пішінінде тек бір жанасу ауда- ны болады деп санайық (2.2 - сурет, а). Пластикалық деформация кезін- де радиустың мәнін келесі өрнектен табуға боладыπа2 = F/σ, (2.1) -сурет. Электр түйіспесінде токтың өтуінің үлгілік картинасы  -сурет. Бір нүктелі түйіспеде токтың жайылуының идеалдандырылған картинасы:а — токтың бір жерге жиналу облысы; б — ток өрісінің ф потенциалдарының картинасы мұндағы F — түйіспелердің басу күші; σ — түйіспе материалын майы- стырудың уақытша кедергісі.Ток желісінің жанасу ауданында бір жерге жиналуы нәтижесінде ток жолы өзгереді. Іс жүзінде ток өтетін өткізгіш қимасы аз болады, бұл кедергінің ұлғаюын тудырады. Бір жерге жиналу облысындағы токтың жайылу картинасы жартылай шексіз ортадағы а радиусымен тегіс диск- тен токтың жайылу картинасына ұқсас.Жазылу облыстарының өлшемдері түйіспе заттарының өлшемдері бойынша аз болғандықтан, нақты түйіспелерді жартылай шексіз зат- тармен алмастыруға болады. Жанасудың бір дөңгелек ауданы болатын екі жартылай шексіз денесі үшін электр потенциалдары φ мен ток өрі- стерінің картинасы 2.2, б-суретте берілген.Эквивалентті беттері айналудың жартылай эллипсоидтары, ток сы- зықтары – ортақ фокусы бар гипербола болып табылады. Мұндай түй- іспелерде токтың өтуінің идеаландырылған картинасы үшін кедергі ке- лесі өрнекпен анықталады= ρ/(2а), (2.2)мұндағы r — түйіспе материалдарының шекті электрлік кедергісі.(2.2) формуласы егер түйіспе затының кесе-көлденең өлшемдері жа- насу алаңының диаметрінен кемінде 13 есе артса, 5 % дейін қателікпен дұрыс болады. Көптеген тәжірибелік жағдайларда көрсетілген шарт сақталады, себебі жанасу аудандарының өлшемдері әдетте миллиметр үлесінен артпайды.(2.1) формуласы бойынша аудан радиусын а тауып және оның өрне- гін (2.2)-формудаға қойып, аламыз: ρ√πσR = = k /F1/2 п 2√F . (2.3)Осылайша, шекті кедергіге ρ және материалды жапырудың уақытша кедергісінен квадрат түбірге тура пропорционал, сондай-ақ F түйіспе- лерін басу күштерінен квадрат түбірге пропорционал бір жерге жиналу- мен негізделген кедергі.Егер түйіспелі дөңестердің серпімді деформасы орын алса, онда Rкедергісінің формуласы ұқсас, алайда F дәреже көрсеткіші 1/3 тең.Жоғары кернеулі аппараттарда қолданылатын түйіспелердің R формуласы эксперименттік деректерді математикалық өңдеу негізінде алынған.Бір нүктелі түйіспе негізінен аз токтар кезінде ғана қолданылады. Үлкен токтар кезінде көп нүктелі түйіспе қолданылады. Ток параллель қосылған бірнеше түйіспелі аралық өтетіндіктен, өтпелі кедергі тура со- лай басу кезінде бір нүктелі контактімен салыстырғанда азаяды. Алайда шын мәнісінде әрбір түйіспелі нүктеде басу азаяды. Түйіспелі нүктелер саны аса күрделі заң бойынша басу күшінің өсуімен ұлғаяды. Мұндай түйіспенің өтпелі кедергісі келесі теңдеумен сипатталады= k/Fm. (2.4) m көрсеткіші 0,7-ден 1,0 дейін өзгереді. R кедергісі түйіспе беттерін өңдеу сапасына тәуелді. Ажарлауға ұшырайтын беттерінде өте тегіс дөңестер үлкен көлденең қималы. Мұндай дөңестердің жапырылуы тек үлкен күшпен басу кезінде ғана мүмкін. Сондықтан ажарлаушы түй- іспелердің кедергісі өте дөрекі өңделген түйіспелерге қарағанда жоға- ры.Әлі күнге дейін біз ток желілерінің жайылу құбылысымен ғана туындайтын өтпелі кедергілерді қарастырдық. Сондай-ақ олардың тұйықталуына дейін түйіспелер орналасатын газ молекулаларрымен жабылғанын ескеру қажет. Бұл молекулалар түйіспе материалымен химиялық реакцияға өте жиі түседі, нәтижесінде материал бетінде өте жоғары шекті кедергісі бар қабықшалар туындауы мүмкін (104 Ом · м). Егер тұйықталатын тізбек кернеуі аз болса немесе түйіспелерге басу жеткіліксіз болса, онда түйіспелер мүлдем ток өткізбейтін болады.Түйіспелердің жаңадан тазартылған беті ауамен жанасқанда, қабық- ша түзу процесі басталады, нәтижесінде өтпелі кедергі ондаған мың есе өсуі мүмкін.Сондықтан аз токтағы (аз басылған) түйіспелер тотығуға төзімді асыл металдардан (алтын, платина және басқалары) дайындалады.Қатты ағынды түйіспелерде тотық қабықшалары не үлкен басу күшінің арқасында не басқасына қатысты бір түйіспенің жылжуынан өздігінен тазалау есебінен бұзылады. Ток желілерін бір орында жиналу облысы арқылы токтың өту кезінде түйіспе қыздырылады. Бір орынға жиналу облысындағы температураның артуы Δτ келесі формула бой- ынша болжамды табылуы мүмкінΔτ = U 2/8λρ, (2.5) мұндағы U —өтпелі кедергіде кернеудің төмендеуі, U = ІR ; λ — түй- іспе материалының шекті жылу өткізгіштігі.Ең үлкен температура жанасу ауданында болады. жою шамасы бой- ынша онда температура тез төмендейді. Бір орынға жиналу облысының ұзындығы үлкен емес және (5 - 6)а құрайды.Бір орынға жиналу облысында бөлінетін жылу (І 2 R /2) түйіспе заты бойынша таралады және түйіспенің бүйір беті арқылы қоршаған ортада беріледі. Бұл ретте келесі формула бойынша есептелетін температура- ның қосымша ауытқуы Δτ туындайды Δτ = 1І 2 R2 1 √λк pS , мұндағы к —зат бетінен шекті жылу беру коэффициенті; p, S — сәй- кесінше түйіспе заты қимасының периметрі және ауданы.Токтан өту кезінде түйіспе затының өзі қызады. Қарапайым жағдай- да қоршаған орта температурасынан Ѳо түйіспе бетінің температурасы- ның өтуі тт жылу ағынының қуатына арналған Ньютон формуласынан Q = к cτ анықталады. Жанасу ауданының температурасы τ τ θ = θ + τ + Δτ + Δτ = θ + І2ρ 1+ І 2 R + 1 (І R )2 к c τ к 0 к pS 2 п √λк pS 8λρ (2.6) Бір жерге жиналу кедергісінің температурасының өсуімен матери- алдың шекті кедергісінің өсуінен өзгереді. Теориялық жолмен келесі арақатынас алындыR(θ) = R(0) (1+ 2 αΔτ )3 к , (2.7)мұндағы R(0) — түйіспе затының температурасы кезінде бір жерге жи- налу кедергісі θ + τ ; α — кедергінің температуралық коэффициенті. Түйіспе арқылы токтың ұлғаюы кезін- де кернеудің төмендеуі U = ІR ұлғаяды. (2.5) теңдеуіне сәйкес бұл ретте түйіспе нүктесінің температурасының артуы Δτ өседі, бұл, өз кезегінде кедергінің R ұлға- юына әкеледі [(2.7)-формуласын қараңыз]. Кернеуден ик кедергінің R тәуелділігі R — U- түйіспе сипаттамасы аталады. Ол 2.3 - суретте көрсетілген.(2.7) формуланың шығару кезінде ма- -сурет. R — U- түйіспе сипаттамасы териалдың беріктігінің өзгеруі ескерілмейді, сондықтан формула ма- териалдың жұмсару температурасынан аспайтын температура кезінде жақсы нәтиже береді. Жанасу ауданы жұмсарту температурасы кезінде ұлғаяды, ал өтпелі кедергі өзгеріссіз басу кезінде шұғыл өзгереді. Бұл жағдай U = U болғанда орын алады, мұндағы U —матери- алдың кристалдану немесе жұмсару кернеуі. Егер температура өсуін жалғастырса, онда жанасу нүктесінің балқуына қол жеткізуі мүмкін, бұл балқу кернеуіне U сәйкес келеді. Дұрыс есептелген түйіспеде тем- пература материалдың жұмсару температурасына жетпеуі тиіс. 2.Түйіспелердің жұмыс режимдері Тұйық электр тізбегін құру үшін әдетте бірнеше түйіспелерді пай- далану қажет. Қозғалмайтын түйіспелер болған кезде жұмыс процесін- дегі электр тізбектерінің ток өткізуші элементтер бір-біріне қатысты жылжымайды, өзара тығыз және сенімді жалғасады. Қозғалмалы түй- іспелер жағдайында жұмыс процесінде тізбектердің элементтері өзара (тізбектердің қосылуы) қосылады, талап етілетін уақыт ішінде тығыз және сенімді бекітілген болып қалады (тізбек бойынша токтың өтуі), осыдан кейін жетек көмегімен ажыратылады (тізбектің сөндірілуі).Тізбектің қосылуы. Түйіспелерді қосу кезінде келесі процестер орын алады:түйіспелердің дірілі;жинақ түйіспелер арасында разрядтың түзілу нәтижесіндегі эро- зия.2.4-суретті пайдаланып, діріл мәнін қарастырамыз. Қозғалмалы түйіспе 1 түйіспелі серіппе 3 арқылы түйіспелі тұтқышпен байланы- сты. Қозғалмайтын түйіспе 4 тіректе қатты бекітілген. Контактордың электро¬магниті тұтқышқа 2 әсер етеді. Түйіспелердің жанасу сәтінде соққы туындайды, нәтижесінде түйіспелердің жапырылу деформация- сы және түйіспенің 1 оңға шегінуі өтеді. Түйіспелер арасында саңылау түзіледі және доға жанады. Түйіспенің 1 оңға қозғалысы соққы кезінде алынған энергия 1 серіппенің 3 сығылу энергиясына өткенде токтаты- лады.Осыдан кейін түйіспе 1 серіппелердің 3 әрекетімен солға жылжи бастайды. Түйіспенің жаңа соққысы және жаңа шегінуі өтеді.Қысқа тұйықталуы болатын тізбекті қосу кезінде түйіспелер дірілі жанасу нүктесіндегі шегінуші күштердің туындауына байланысты кү- шейеді. Олардың жанасу сәтінде түйіспелердің балқуы болмауы үшін алдын ала тарту күшімен түйіспелі серіппелер шегінудің электрдинами- калық күштерін өтеуі және өтпелі кедергіде кернеудің төмендеуі жана- -сурет. Қосу процесінде түй- істіргіштердің ток өткізгіш тізбегі:1, 4 — қозғалмалы және қозғалмайтын түй-іспелер; 2 —тұтқыш;3 — серіппе су нүктесінің балқуына әкелетін мұндай қысуды құруы қажет [(2.5) формуланы қараңыз].Қысқа тұйықтаудың үлкен токтарына есептел- ген аппараттарда бүйір түйіспелердегі электр ди- намикалық күштер түйіспелі серіппелер мұндай мыңдаған ньютондарға күшті өршітуі тиіс бола- тындай үлкен болуы тиіс.Мұндай жағдайларда шегінудің ең аз электро- динамикалық күшін беретін түйіспелердің басқа құрылымына өту қажет екені белгілі.Түйіспелі жүйелерде екі типті электродинами- калық күштер болады. біріншісі кез келген түй- іспелі жүйелерде туындайды және түйіспелі құ- былыстардың мәнімен, яғни түйіспелі аудандағы ток желілерінің бір жерге жиналуымен негізде- леді. Ғалым-электрмеханик Д.Двайтпен алғаш анықталған бұл күштер оның атын алады және РД деп белгіленеді. Екінші типті күштер түйіспелі жүйенің ток контурының элементтерінің өзара әрекетімен негізделген және көбіне контурлық деп аталады. Двайт күштері үнемі бір түйіспені екіншісінен итереді. Бұл ретте түйіспелер осінің бойында оссимметриялық түйіспелі жүйедегі r радиусымен бір түйіспеде келесі күш әрекет етеді = μ Ι 2ln(r/a)/4π.Электродинамикалық түйіспелі күштердің компенсаторларында (2.5-сурет) контур күштері Рк Двайт күштерінің әрекетін өтейтіндей бағытталған.Тез әрекет ететін автоматты сөндіргіштерде контурлық электр ди- намикалық күштер қозғалмалы түйіспені шегіндіруді жеделдету үшін қолданылады, бұл электр доғасының кедергісін тізбекке тез енгізуге әкеледі.Тізбекті қосу процесінде қозғалмалы түйіспенің қозғалмайтын түй- іспеге жылжу шамасы бойынша түйіспелер арасында электр өрісінің кернеулігі өседі және белгілі бір қашықтық кезінде аралықтың бұзылуы өтеді.Төмен кернеулі аппараттарда бұзылулар түйіспелер арасындағы өте аз қашықтық кезінде туындайды (миллиметрдің жүздеген үлестері).Доғалы пішінге разряд өтпейді, себебі қозғалмалы түйіспе қозғала- ды және аралықты жойып, разряд процестері токтайды. Алайда бұзылу кезінде туындайтын электрондар анодты бастырмалатады және оның тозуын тудырады. Анод металы катодта жұқа ине түрінде салынады.  -сурет. Түйіспелердегі электродинамикалық күштердің компенсаторла- рының типтері Материалдарды бір түйіспеден екінші түйіспеге ауыстыру нәтиже- сінде түйіспелердің тозуы, яғни материал құрамының өзгеруінсіз қор- шаған ортадағы булану физикалық тозу немесе эрозия деп аталады. Тұйықталу кезінде эрозия үлкен емес, алайда түйіспелер арасында аз қашықтықта және аз басу кезінде ол олардың бірігуіне әкелуі мүмкін.Жоғары кернеу аппараттарында түйіспелердің жақындау уақытында бұзылу үлкен қашықтық болғанда өтеді. Туындаған доға салыстырмалы ұзақ өтеді; бұл ретте қысқа тұйықталу болатын тізбектерді қосу кезінде түйіспелердің пісірімделуі мүмкін. Жүйелі қосылған түйіспелі қосылы- стардың (ажырауларды) үлкен санын қолдану есебінен ажырауға ке- летін кернеу азаяды, бұл 5 · 10-3 с дейін алдын ала бұзылудың уақытын төмендету мүмкіндігін береді. Көрсетілген мән май сөндіргіштері үшін қауіпсіз танылған.Токты қосулы күйінде өткізілуі. Бұл режимде екі жағдайды ерек- шелеуге керек: 1) түйіспелер арқылы ұзақ номиналды ток өтеді; 2) түй- іспелер арқылы қысқа тұйықталу тоғы өтеді. Түйіспелердің сенімді жұ- мысы үшін R кедергіде кернеудің төмендеуі номиналды ток /н кезінде төмендегідей болуы үшін қажетІ R ≤ U к.доп = (0,5.....0,8)U , (2.8) мұндағы U —жанасу нүктесінің балқуы кезінде кернеудің төмендеуі. Аз токтарға түйіспелерді есептеу үшін (2.8) формуласы қолданы- лады. Берілген ток І және кернеудің ұйғарынды мәні U к.доп бойынша өтпелі кедергі R анықталады, осыдан кейін (2.3) формуласының көме- гімен түйіспелі басудың қажетті күшін табады.Түйіспелер арқылы қысқа тұйықтау кезінде І 10-20 есе артатын токтар өтеді. Қыздырудың аз тұрақты уақытына байланысты түйіспелі ауданның температурасы іс жүзінде лезде көтеріледі және балқу темпе- ратурасына жетуі мүмкін. Қысқа тұйықталу кезінде балқушы токтың аналитикалық есебі қиындатылған, себебі қолданыстағы формулалар жоғары температура кезінде материалдың жұмсаруын ескермейді. Сон- дықтан түйіспелердің тәжірибелік есептеулері кезінде пісірілетін ток пен басу күшін тікелей байланыстыратын тәжірибелі деректерді пайда- лану ұсынылады.Түйіспелердің электр динамикалық төзімділігін есептеу кезінде экс- периментік формула жақсы нәтиже бередіІ ≤ k √F, (2.9)мұндағы І — электрдинамикалық төзімділік тоғы (әдетте соққы тоғы- ның амплитудалық мәні алынады); k —мәндері сәйкес әдебиетте кел- тірілетін коэффициент, мысалы [2]; F — басу күші.Тізбекті сөндіру. Түйіспелерді тұйықтау кезінде басу күші азаяды, өтпелі кедергі өседі, сондықтан жанасу тоғының температурасы ұлға- яды. Түйіспелердің ажырау сәтінде ол балқу температурасына жетеді және түйіспелер арасында сұйық металдан мостик туындайды. Түй- іспелердің одан әрі ажырау кезінде мостик ажырайды және сөндірілетін тізбек параметрлеріне байланысты доғалы не жалынсыз разряд туын- дайды.Доға разрядының туындау кезінде катод және анод таңбасының тем- пературасы материалдардың балқу температурасына әкеледі. Түйіспе- лердің жоғары температурасы олардың қарқынды тотығуына, қоршаған кеңістікте түйіспе материалдарының тозаңдануына, материалдың бір электродтан екіншісіне ауысуына және пленканың түзілуіне әкеледі. Мұның барлығы түйіспелердің тозуына әкеледі. Тотығумен, электродта қабықшаның түзілуімен, түйіспе материалдарының ортамен химиялық қосылыстарымен байланысты тозу химиялық тозу немесе коррозия деп аталады. Материалды бір электродтан екінші электродқа ауыстыру тұрақты ток кезінде өте зиян, себебі ауыстыру бағыты өзгермейді, бұл түйіспелердің қатардан тез шығуына әкеледі. Материалдың анодтан ка- тодқа ауысуы оң эрозия деп аталады, ал кері жағына ауысуы – теріс эро- зия деп аталады. Эрозия өлшемі түйіспе массасының немесе көлемінің шығыны болып табылады. Түйіспелі беттерінің тозу формасы мен эро- зия бағыты разряд түріне және ток шамасына тәуелді. 1-ден 600 А дейін токта аппараттарда түйіспелердің эрозиясымен күресудің негізгі құрал- дары болып табылады:доға сөндіруші құрылғыларды қолдану есебінен доғаны жану ұзақтығын қысқарту;сөндіру кезінде дірілдің жойылуы;ыстыққа төзімді түйіспе материалдарын қолдану.Ампер үлестерінен бірнеше амперге дейін токтарды басқаратын түйіспелер үшін эрозияны азайтудың схемалық әдістері қолданылады. 3.Түйіспе материалдар Түйіспе материалына келесі талаптар қойылады:жоғары электрлік өткізгіштік және жылу өткізгіштігі;ауадағы және басқа газдағы коррозияға қарсы төзімділік;жоғары шекті кедергімен пленка түзуге қарсы төзімділігі;қажетті басу күшін азайту үшін аз қаттылық (сол уақытта жиі сөндіру және қосу кезінде механикалық тозуды азайту үшін жоғары қаттылығы болуы ке- рек);аз эрозия;жоғары жылуға төзімділік (балқу температурасы);электр доғасын түзу кезінде туындайтын токтың және кернеудің үлкен мәндері;өңдеудің қарапайымдылығы, төмен құны.Кейбір түйіспелі материалдардың қасиеттерін қарастырамыз.Мыс. Мыстан жасалған түйіспелердің оң қасиеттері: жоғары элек- трлік өткізгіштік және жылу өткізгіштік, жеткілікті қаттылығы, дайын- дау технологиясының қарапайымдылығы, төмен құны. Кемшіліктерге балқудың төмен температурасын жатқызуға болады. Сонымен қатар, ау- ада жұмыс кезіндде мыстан жасалған түйіспелер жеткілікті үлкен басу күштерін талап ететін жоғары кедергісі болатын берік тотықтардың қабатымен жабылады. Мысты тотығудан қорғау үшін түйіспе беттері қалыңдығы 20 - 30 мкм күміс қабатымен электролитті тәсілмен жабыла- ды. Мыс тегіс және дөңгелеу шиналарды, жоғары кернеулі аппарат түй- іспелерін, түйістіргіштерді, автоматты сөндіргіштерді және басқаларын дайындау үшін пайдаланады. Мыстың төмен жылуға төзімділігінің сал- дарынан қуатты доғаның түзілуімен тізбекті сөндіретін және бір сағатқа қосудың көп саны болатын аппараттарда оны қолданудың қажет жоқ.Күміс. Күмістен түйіспелердің оң қасиеттері: жоғары электрлік және жылу өткізгіштігі, күміс тотығы қабықшасының шамалы механикалық беріктігі, нәтижесінде қабықша түйіспелі нүктені қыздыру кезінде тез бұзылады. Күмістен жасалған түйіспе төзімді, шамлы механикалық беріктігінің арқасында ол үшін аз басу жеткілікті. Төзімділік, аз өтпелі кедергі күмістен жасалған түйіспелердің тән сипаты болып табылады.Сол уақытта күмістің аз термотөзімділігі мен жеткіліксіз қаттылығы қуатты доғаның түзілуімен аппараттарда, сондай-ақ жиі қосу және сөн- діру кезінде жұмыс істейтін күміс түйіспелерін пайдалануға кедергі келтіреді.Күміс 20 А дейін ток кезінде түйістіргіштерде және реледе қолданы- лады. Үлкен токтағы аппараттарда (10 кА дейін) одан доғасыз жұмыс істейтін негізгі түйіспелерді дайындайды.Алюминий. Бұл материалдың жеткілікті жоғары электрлік өткіз- гіштігі және жылу өткізгіштігі болады. Ток өткізгіштің аз тығыздығы арқасында мыс өткізгіші сияқты осындай токқа есептелген алюминий- ден жасалған дөңгелек қима бөлігінің шамамен 4 %-ға аз массасы бола- ды. Бұл аппарат массасын төмендетуге мүмкіндік береді.Алюминийден жасалған түйіспелердің кемшіліктері: жоғары меха- никалық беріктігі және жоғары кедергісі бар қабықшаның белсенді ор- тада және ауада түзілуі, төмен жылуға төзімділік (алюминийдің балқу температурасы мыс пен күміске қарағанда аз), аз механикалық беріктігі. Сонымен қатар, мыспен алюминийдің түйіспесі кезінде қатты электро- химиялық коррозияға ұшырайтын жұп түзіледі. Осыған орай мысты алюминиймен қосу кезінде электрхимиялық жолмен мыстың жұқа қа- батымен жабу керек не екі металды күміспен жабу керек.Алюминий және оның қорытпалары (дюраль, силумин) негізінен аппараттардың құрылымдық детальдерін және шинаны дайындау үшін қолданылады.Вольфрам. Вольфрамнан жасалған түйіспелердің оң қасиеттері жоғары жылуға төзімділік, эрозияға, пісірімдеуге қарсы үлкен беріктік болып табылады. Вольфрамды түйіспелердің жоғары қаттылығы олар- ды жиі қосылулармен және сөндірулермен жұмыс істейтін аппараттар- да қолдануға мүмкіндік береді.Вольфрамнан жасалған түйіспелердің кемшіліктеріне жоғары шекті кедергі, аз жылу өткізгіштік, берік оксидті және сульфидті қабықша- лардың түзілуі жатады. Жоғары механикалық беріктікке және қабықша- ның түзілуіне байланысты вольфрамды түйіспелер үлкен қысуды талап етеді.Үлкен емес қысумен аз токтағы реледе алтын, платина, палладий және басқа коррозияға қарсы материалдар қолданылады.Металқыш материалдар. Қарастырылған металдардың қасиет- терін талдау олардың бірде біреуінің ажыраушы түйіспе материалына қойылатын барлық талаптарды толығымен қанағаттандырмайтынын көрсетеді.Түйіспелі материалдың негізгі қасиеттері – жоғары өткізгіштік және жылуға төзімділік – күміс пен вольфрам, мыс пен вольфрам қорытпа- ларының есебінен алынбайды, себебі көрсетілген қорытпа металдары түзілмейді. Түйіспелер үшін қажетті қасиеттерге ие материалдар ұн- тақты металлургия (металқыш) әдісімен алынады. Металқыш түйіспе- лерді дайындау кезінде металдардың физикалық қасиеттері сақталады. Жылуға төзімділік керамикаға вольфрам, молибден сияқты металдарды береді. Екінші компонент ретінде түйіспенің төмен өтпелі кедергісін алу үшін мыс немесе күміс қолданылады.Түйіспе материалында вольфрам неғұрлым көп болса, соғұрлым олардың жылуға төзімділігі, механикалық беріктігі, пісірімдеуге ке- дергісі жоғары болады. алайда түйіспелердің кедергісі неғұрлым артық болса, олардың өткізгіштігі аз болады. Әдетте вольфрамның құрамы 50% жоғары металқыш қысқа тұйықталудың үлкен токтарын сөндіретін ауыр жүктелген аппараттар үшін қолданылады.Төмен кернеулі аппараттарда күміс пен кадмий оксидінен жасалған металқыш аса кең таралды (CdO). Осы материалдың айрықша ерек- шелігі кадмий және оттегі жұбында CdO диссоциациясы болып табы- лады. Бөлінетін газ доғаның ионсыздануына ықпал ететін түйіспе беті бойынша тез ауысады.Күмістен және 10 % мыс оксидінен тұратын металқыш жақсы тозуға төзімділігіне ие.Күміс-никельді түйіспелер жақсы өңделеді, электрлік тозуға қарсы жоғары беріктікке ие, пайдалану кезінде төмен және тұрақты өтпелі ке- дергіні қамтамасыз етеді.Күміс-графитті және мыс-графитті түйіспелер пісірімдеуге қарсы жоғары төзімділік арқасында доға сөндіруші ретінде қолданылады. 4.Түйіспелер конструкциясы Кез келген электр аппаратының түйіспелі жүйесі оны тағайындауға байланысты орындалады. Құрылымы бойынша қатаң, ажырамайтын және үзілісті түйіспелер деп ерекшеленеді.Қатаң түйіспелер. Мұндай түйіспелер ток өткізгіш детальдердің қозғалмайтын қосылыстарына арналған (шиналы қосылыстар, кабель қосылыстары, тізбекке аппараттарды жалғау). Екі түйіспені пайдалану процесінде не болттармен не ыстық немесе суық пісіру көмегімен бай- ланысты.Құрастырар алдында шинаның мыс шиналарын болтты қосылысы кезінде тотықтае мұқият тазартады, техникалық вазелинмен майлайды. Құрастырғаннан кейін жалпы барлық түйіспе, әсіресе жіктері ылғалға төзімді лакпен немесе бояумен боялған. Түйіспелерді мұндай дайындау өтпелі кедергіні азайтады және уақыт өте оны тұрақты етеді. Жанаса- тын беттері қалайымен жабу (қалайылау) бастапқы кедергіні біршама арттырады, алайда қалайының иілімділігің арқасынжа жапыру ауданы- ның саны ұлғаяды. Түйіспе тығызырақ, ал түйіспенің кедергісі – өте тұрақты алынады.Жауапты детальдер үшін, әсіресе үлкен номиналды ток кезінде бет- терін күмістеу ұсынылады. Ауадағы алюминий қатты коррозияға ұшы- райды, нәтижесінде жанасатын беттерін тазарту вазелиннің қабатымен өтеді.Тазартудан кейін кір вазелин таза вазелинмен ауыстырылады және болттар көмегімен түйіспелер қосылады. Болтты қосылыстар өздерін әсіресе алюминий қосылыстары кезіндесенімді ұстайды, сондықтан, қазіргі уақытта алюминий түйіспелері суық немесе жылумен пісіру көмегімен қосылады.Қозғалмалы элементтердің ажырамайтын түйіспелі қосылы- стары. Мұндай қосылыстар қозғалмалы түйіспеден қозғалмайтын түй- іспеге беру немесе қозғалмалы түйіспенің әрекетімен шағын жылжуы болу үшін қолданылады. Көрсетілген типтің ең жай қосылысы икемді байланыс болып табылады. Қажетті иілімділікті алу үшін байланыс қа- лыңдығы 0,1 мм аспайтын мыс таспадан немесе диаметрі 0,1 мм мыс талшықтарынан тұратын көп талшықты өрілген өткізгіштен дайында- лады. Жұмыс кезінде икемді байланыс шұғыл майысуға ұшырамауы тиіс, болмаған жағдайда ол тез бұзылады. Қозғалмалы түйіспелердің үлкен жүрісі кезінде икемді байланыс ұзындығы елеулі алынады. Сон- дықтан мұндай түйіспелі қосылыс тек 0,25 мм аспайтын қозғалмалы элементті ауыстыру кезінде ғана қолданылады.Үлкен жүріс және үлкен номиналды ток кезінде қозғалмалы және роликті токалғыштар қолданылады. Қозғалмалы токалғыштың кемшілі- гі жетек механизмінен елеулі күштерді талап ететін үлкен үйкеліс күші болып табылады. Үйкелістің ең аз күшін роликті түйіспе береді. Жыл- жуы шамалы күштерді талап ететін роликті түйіспе жоғары кернеулі заманауи аппаратурада кең қолданысын тапты.Үзілісті түйіспелер. Аппараттардың түйіспелі жүйесі, әдетте ең алуан түрлі пішіні болатын қозғалмалы және қозғалмайтын түйіспелер- ден тұрады. Жанасатын беттерінің шамасына қарай түйіспелер нүктелі (2.6-сурет, а), сызықтық (2.6-сурет, б) және жазықтықты (2.6-сурет, в) деп бөлінеді.Жұмыс процесінде көптеген аппараттардың түйіспелері доға түзетін ең аз токқа І0 қарағанда үлкен токпен тізбекті ажыратады. Туындаған электр доғасы түйіспелердің тез тозуына ықпал етеді. Қозғалмайтын және қозғалмалы түйіспелер арасында сөндіру кезінде түзілетін доғаны сенімді сөндіру үшін белгілі бір қашықтық құру қажет. Толығымен сөн- дірулі жағдайда табылатын қозғалмайтын және қозғалмалы түйіспелер арасындағы қашықтық түйіспелердің айырығы деп аталады.Ажырамалы түйіспелердің құрылымы номиналды токпен, жұмыс істеу режимімен және аппаратты тағайындаумен анықталады. Түйіспе- лерді бекіту құрылымынан түйіспелі жанасу нүктесінің саны және түй- іспенің тұрақтылығы тәуелді.Бетінде еркін орнату мүмкіндігі болатын түйіспе жанасу нүктесінің ең жоғары санына ие. Мұндай түйіспе өздігінен орнатылатын деп аталады. Оның мысалы 2.7-суретте келтірілген. Қозғалмайтын түйіспе 1 және қозғалмалы көпірлі түйіспе 3 жанасу орнында күмістен немесе металқыштан орындалған шар тәрізді не цилиндрлік дәнекерлерге ие. Түйіспелерді басу серіппемен 4 жасалады. Түйіспелердің жанасуынан -сурет. Нүктелі (а), сызықтық (б) және жазықтықтық (в) электр түй- іспелі қосылыстар кейін аппарат жетегімен байлланысты қысқыш 5 түйіспенің 5 тығызда- луына (құлауына) тең шамада жоғары өз қозғалысын жалғастырады.Түйіспенің құлауы (тығыздалуы) егер қозғалмайтын түйіспені алып тастасақ, қозғалмалы түйіспе орналасатын қашықтық аталады.-суретте көрсетілген түйіспелерде тотық қабықшасы сүртілмейді, сондықтан мұндай жағдайларда түйіспелі материал ретінде мысты пай- далану ұсынылмайды.-суретте мыс түйіспесімен түйістіргіште кең қолданылатын до- малатумен саусақты жүйе көрсетілген. Түйіспелі тұтқыш 4 электр магнит якорімен байланысты. Аппаратты қосу кезінде ортасы О ради- ус доғасы О О бойынша ауысады (1-жағдай). 1 және 2 түйіспелердің жанасуы а нүктесінде өтеді (ІІ-жағдай). Ортасын О одан әрі жылжы- ту кезінде жанасуға b нүктесі келеді (ІІІ-жағдай). Түйіспе 2 бойынша түйіспе 1 домалату шамалы жылжумен өтеді, нәтижесінде түйіспедегі тотық қабықшасы кетеді. Түйіспелерді қосу кезінде жанасу бетінде бұ- дырлықтың болуынан доғаның түзілуімен алдында сөндірілген тізбекте түйіспелердің қосымша дірілі пайда болады, сондықтан домалату ша- малы болуы тиіс.Доғаны сөндіру кезінде түйіспелері қосулы жағдайда жанасатын b — b нүктелерінің балқуынан құтқаратын а — а нүктелері арасында туын- дайды. Осылайша, түйіспелерді екі бөлікке бөлуге болад: бір жағынан доғаны сөндіру, екінші жағынан – токтың ұзақ өтуі өтеді. 2.8-суретте көрсетілген түйіспелер үшін құлауды тікелей бақылау 5 қиындатылған- -сурет. Өздігінен орнатылатын қозғалмалы түйіспемен түйіспелі талшық:1 — қозғалмайтын түйіспе; 2 — дәне- керленген жалатпалар; 3 — қозғалмалы түйіспе; 4 — серіппе; 5 — қысқаш; δ — түйіспенің ашылып қалуы дықтан, оның шамасы туралы тұтқыш 4 пен түйіспелі қысқаш 3 ара- сында түзілетін саңылау бойынша талқылайды.Олардың қажетті басылуын қамтамасыз ететін түйіспелердің құла- уы барлық дерлік түйіспелі электр аппараттарында болады. Пайдалану процесінде түйіспелердің тозуы және жанып кетуі салдарынан құлай азаяды, бұл басу күшінің азаюына және түйіспелердің өтпелі кедер- гісінің өсуіне әкеледі. Сондықтан пайдалануда түйіспелердің құлауы дайындаушы зауытпен талап етілетін шектерде міндетті түрде табылуы және бақылануы тиіс.Бұл әсіресе түйіспелердің тозуы қарқынды жиі қосу және сөндіру (түйістіргіштер) режимінде жұмыс істейтін аппараттарға жатады. Құла- удың ұйғарынды азаюы дайындаушы зауытпен көрсетіледі. Әдетте, ол бастапқы мәннің 50 % құрайды. Бүйір көпірлі түйіспеде (2.7-суретті қа- раңыз) құлау әдетте 3-5 мм құрайды, қуатты сөндіргіштерде ол 8.10 мм дейін артады. -сурет. Қозғалмалы түйіспені домалатумен түйіспелі талшық:1, 2 — түйіспелер; 3 — түйіспелі қапсырма; 4 — тұтқыш; a, b — түйіспелердің жанасу нүктелері Жоғары вольтты май сөндіргіштерінде ашалық жүйе кеңінен қолда- нылады. Қозғалмалы түйіспе дөңгелек қима білігі түрінде, қозғалмай- тын – ламельден тұратын аша түрінде орындалады. Мұндай жүйенің төмен өтпелі кедергісі болады және ламельге түйіспелі қысымды шұғыл төмендетуге мүмкіндік береді. Бүйір түйіспеден ашалы түйіспеге өту кезінде пісіру жағдайында ламельге басу күші 1/n2 есе азаяды, мұндағы n — ламельдер саны.Үлкен номиналды токтар кезінде (2 000 А астамы) екі сатылы түй- іспелі жүйе қолданылады (2.9-сурет). Мұндай жүйелі аппараттың негізгі 1, 1' және доға сөндіргіші 2, 2' түйіспелері болады. Негізгі түйіспелердің заты мыстан орындалады, ал олардың жанасу беттері – қалыңдығы 20 мкм дейін электр құю тәсілімен жағылған қабат түрінде күмістен неме- се дәнекерленген күміс пластинкалардан орындалады. Доға сөндіруші түйіспелердің заты мыстан, доға сөндіруші түйіспелердің ұштықтары – жылуға төзімді материалдан (вольфрамнан немесе мысқышынан) дай- ындалады.Негізгі түйіспелердің кедергісі доға сөндірушілерге қарағанда едәуір аз болғандықтан, ұзақ токтың 75.85 %-ы негізгі түйіспелер арқылы өтеді. Сөндіру кезінде алдымен негізгі түйіспелер ажырайды және бар- лық ток доға сөндіргішке лақтырылады.Түйіспелер 2, 2' бас түйіспелер арасындағы қашықтық доға сөндір- гіш түйіспеде доғаны сөндіру процесінде туындайтын ең үлкен кернеуді ұстайтындай жеткілікті болған сәтте таралады. Бас түйіспелердегі үл- кен токтарды сөндіру кезінде доға туындайды. Істің мәнісі, оларды ажы- ратқаннан кейін барлық ток доға сөндіргіш жүйе арқылы өте бастайды және бас түйіспелерде кернеу пайда болабастайды. Доға сөндіргіш жүйенің R кедергісі және L индуктивтілігі болсын делік, ал осы жүйенің тізбегіндегі токтың өсу жыл- дамдығы dі /dt. Ьас түйіспелерде пайда болатын кернеу U = І R + L dі /dt бас r 2 2 2 2түйіспелер арасында аралықтың бұзылуыүшін жеткілікті болуы мүмкін. Бас түй- іспелердің жануын азайту үшін индук- тивтілікті азайтуға тырысу қажет L = L + L –2M, -сурет. Екі сатылы жүйенің құрылымы (а) және электр схемасы (б):1,1' — негізгі түйіспелер; 2, 2' — доға сөндіргіш түйіспелер мұндағы L —бас контурдың индуктивтілігі; М — бас және доға сөн- діруші контурлардың өзара индуктивтілігі.Екі сатылы түйіспелі жүйені қосу кезінде алдымен доға сөндір- гіш түйіспелер тұйықталады, ал одан кейін бас түйіспелердің күміс беттерінің балқуы мен доғаның болмауын қамтамасыз етеді. Мұндай құрылымдық шешімдердің қолайсыз үлкендігіне қарамастан, жоғары кернеулі сөндіргіштерде және автоматтарда тек өте үлкен ток кезінде қолданылады. Барлық қалған жағдайларда сәйкес материалды іріктеу- ге және бір түйіспелі жүйені айналып өтуге тырысады.Автоматиканың дамуы түйіспелерден жоғары сенімділікті және үл- кен тез әрекетті талап етеді. Осы талаптар бітеу түйіспелер – геркондар- ды қанағаттандырады (2.10-сурет). Темірникельді қорытпадан орын- далған герконның түйіспелері 1 және 2 сутегі немесе гелий қоспасы бар азот толтырылған шыны баллон 4 ішінде орналасқан. Токтың ора- уыш 3 арқылы өтуі кезінде түйіспелер 1 және 2 магнитті өріс әрекетімен тұйықталады. Орамдағы токты сөндіргеннен кейін түйіспелер серпімді пластина әрекетімен тұйықталады.Түйіспелерді басқару тұрақты магнит көмегімен жасалады, мұндай магнитті жақындастыру кезінде түйіспелердің қабысуы, жою кезінде – ажырауы өтеді. Бұл геркондағы жолдық сөндіргіштерді орындауға мүм- кіндік береді. Геркондар тек тұйықтаушы емес, сонымен бірге ажыра- тушы болады, сондай-ақ қайта қосылушы түйіспелер ағысы бар релені тез құруға мүмкіндік береді. Соңғы жағдайда магнитті қатты материал- дан жасалған магнитті өткізгіш түйіспеге 1 жанасады және басқарушы орамы болады. Сигнал беру кезінде магнит өткізгіш магниттеледі және түйіспелер ажыратылады. Түйіспелер арқылы сигналды шешкеннен кейін түйіспелерге тұйық күйде қалуға мүмкіндік беретін қалдық маг- нитті ағын өтеді. Оларды ажырату үшін кері полярлық импульсын беру және магнитті өткізгішті магниттеу керек.Геркон бетінің сенімді түйіспесін алу үшін алтын, родий неме- се күмістің жұқа қабатымен жабылады. Түйіспелерді орнату алдында жоғары температуға дейін қыздырылады, нәтижесінде олар зиянды тотықтар мен ластанудан босатылады. Түйіспелер қоршаған ортадан оқшауланғаны және инертті газ атмосферасында олардың сенімділігін оқшаулауы тиіс, (2 · 108)- (2 · 109) коммутация жасаушылар ауадағы -сурет. Герметикалық түйіспе (гер- кон):1, 2 — түйіспелер; 3 — орам; 4 — шыны баллон; І — орам тоғы қарапайым түйіспелерге қарағанда кемінде екі шамаға жоғары. Өзінің артықшылықтарының арқасында геркондар 10 кВ дейін жоғары кер- неу аппараттарында қолданылады. Геркондардың кемшіліктері қабысу кезінде түйіспелердің дірілі, жеткіліксіз соққыға төзімділігі болып та- былады. Дірілдің ұзақтығы көптеген жағдайларға тәуелді және 0,3.1,0 мс шегінде ауытқиды. 5.Коммутациялық аппараттардағы электр доғасының түзілуі Тоғы бар тізбекті ажырату және тұйықтау үшін арналған коммутаци- ялық электр аппараттарында бірқатар жағымсыз құбылыстарға әкелетін (газдың иондалуы, токтың кешігуі және басқалары) өтпелі процестер орын алады. Осы құбылыстар нәтижесінде жалынсыз разряд түрінде не доға түрінде әрекет ете алса, газдағы разряд болады .Коммутация процестерін талдуа және есептеу кезінде коммутация- ның келесі жалпы заңдарын ескеру қажет:индуктивті электр тізбектерінің коммутациясы кезінде тізбек тоғы- ның және магнитті ағынның тербелісімен өзгере алмайды (dі/dt ≠ ∞ және d Ψ/dt ≠ ∞);сыйымдылықты тізбектердің коммутациясы кезінде кернеу мен электр разрядының тербелісі өзгермейді (dU/dt ≠ ∞, dQ/dt ≠ ∞).Доға разряды тек үлкен ток кезінде ғана туындайды. Мысалы, ме- таллдар үшін мұндай ток шамамен 0,5 А құрайды. Электр аппаратта- рындағы доғаның орталық бөлігінің температурасы 6 000.18 000 К қол жеткізеді, катодтағы ток тығыздығы өте үлкен — 100.1 000 А/мм2. Ка- тодтағы кернеудің төмендеуі барлығы 10.20 В құрайды және іс жүзінде токқа тәуелді болмайды.Доға разрядта үш тән облысты ерекшелеуге болады: катод маңы, доға бағанасының маңайы және анод маңы. Осы аймақтардың әрқай- сында иондану және ионсыздандыру онда әрекет ететін жағдайларға байланысты әр түрлі өтеді. Себебі осы үш аймақ арқылы өтетін нәти- желі ток бірдей, олардың әрқайсында зарядтардың қажетті санының туындауын қамтамасыз ететін процестер өтеді.Катод маңы облысы аса шамалы кеңістікті алады. Оның ұзындығы–әдетте 10-6 м артық емес. Катодтаы электр өрісінің орта кернеулігі 10 В/м жетеді. Катод облысындағы токтың негізгі тасымалдаушылары ка- тодтан шығатын электрондар болып табылады. Катод маңында оң ион- дармен жасалатын оң көлемді заряд орналасқан. Оң көлемді заряд пен катод арасында катодтан шыққан электрондар қозғалатын электр өрісі туындайды. Электр өрісінің күштері электрондарға әсер етеді және олардың жылдамдықтарын ұлғайтады. Бейтарап бөлшекпен мұндай электронның соқтығысуы кезінде иондану өтуі мүмкін. Бейтарап атом- ды иондау үшін электрон белгілі бір энергияға ие болу тиіс.Иондану үшін жеткілікті W = U e (мұндағы e — электронның электр зарядының абсолютті мәні) энергиясын алу үшін электронға салу қажет кернеу U (айдаушы кернеу) иондалу потенциалы деп аталады. Газдар үшін бұл әлеует 24,58 В –дан (гелий) 13,8 В (сутегі) ауытқиды. Металл буларының едәуір аз иондану потенциалы болады (мысалы, мыс була- ры үшін ол 7,7 В тең). Оң иондар, электрондар сияқты электр өрісімен айдалады, алайда олармен алынатын жылдамдықтың үлкен массасына байланысты шамалы ғана. Бейтарап бөлшек туралы оң иондар соққысы кезінде электрон соққысына қарағанда энергия аз бөлінеді, сондықтан соққымен иондану негізінен электрондар есебінен өтеді.Катод маңы аймағындағы аз ұзақтыққа байланысты соққымен иондану үшін жеткілікті жылдамдық алмайды. Көбіне соққыдан кей- ін атом қозушы күйге өтеді (атом электроны ядродан қашық орбитаға өтеді). Қозғаушы атомның иондануы үшін ең аз энергия талап етіледі. Нәтижесінде, ионданудың қажетті потенциалы азаяды. Мұндай ионда- ну сатылы деп аталады. Сатылы иондану кезінде атом бойынша элек- трондардың көп есе соққысы қажет, яғни әрбір оң ионның түзілуі үшін ондаған электрондар талап етіледі. Сондықтан катод маңындағы ток оң иондардың болуына қарамастан электронды сипат алады. түзілетін электрондар катод маңында теріс көлемді заряд жасамайды, себебі олардың жылдамдығы ауыр оң иондардың жылдамдығынан едәуір ар- тық. Оң иондар катод кернеуімен құрылатын өрісте тарқатылады және катодты бастырмалатады. Осының арқасында катод температурасы кө- теріледі және электрод материалының булану температурасына жетеді. Жоғары температура кезінде күшті дәрежеде электрод температурасына тәуелді катодтың термоэлектронды эмиссия пайда болады. зерттеулер автоэлектронды эмиссия есебінен алынатыны туралы айтады.Иондардың негізгі көзі термиялық иондалу болып табылады. Үлкен температура кезінде бөлшек жылдамдығы бейтарап атомдағы соққы оның иондалуына әкелетін шамаға дейін өседі. Бөлшек массасы аз болған сайын оның қозғалыс жылдамдығы артық.Доғада өтетін процестерді талдау газ қысымы артық болған сайын, иондану дәрежесі соғұрлым төмен болатынын көрсетеді. Осыған орай көптеген доға сөндіргіш құрылғыларда доғаны сөндіруге ықпал ететін газдың жоғары қысымы жасалады. Атап өткеніміздей, иондануға тем- пратура өте қатты ықпал етеді. Сатылы ионданудан екі атомды газдар- дың үлкен саны үшін иондардың түзілу процесі 3 000-4 000 К темпе- ратура кезінде басталады. Осыған орай доға сөндіруші құрылғыларда доға бағанасындағы электродтардың металл буларына түсуіне кедергі келтіретін шараларды қабылдау қажет. Мұндай шараларға сақтанды- рғыштардың балқығыш ендірмесінің қималарын азайту, электродтар- дың температурасын төмендететін электродтар бойынша доғаның жыл- жуы, сонымен бірге олардың булануы және басқалары жатады.Иондану дәрежесі температурамен анықталатындықтан, барлық дерлік доға сөндіруші құрылғыларда доғадан не қозғалмалы ауамен не- месе газбен (ауа, май сөндіргіштері) салқындату есебінен не доға сөн- діргіш камераның қабырғаларына жылу берілісі есебінен жылу бөлуге ұмтылады.Ионданумен қатар доғалы бағанада қайта әрекет ету есебінен ион- сыздандыру процестері өтеді. Қайта әрекет ету – бұл қарама-қарсы таңба зарядтарымен иондардың қосылу нәтижесінде бөлшектердің бейтараптануы. Көлем бірлігінде заряд неғұрлым жоғары болса, қайта әрекет ету соғұрлым күшті болатыны анық. Доғада зарядтардың қайта әрекет ету дәрежесі газ, қысым және температура түріне тәуелді. Тем- ператураның төмендеу кезінде қайта әрекет ету дәрежесі қатты өседі.Бағанада ионсыздандыру диффиузия есебінен де өтеді. Доға бағана- сындағы зарядталған бөлшектердің саны бөлшектің жылу қозғалыста- ры салдарынан азаяды, доға бағанасының кедергісі ұлғаяды.Газ диффузиясының теориясынан бөлшектердің кему жылдамдығы олардың санына пропорционал екені белгілі: | dn/dt | = 2Dn/r2, (2.10) мұндағы | dn/dt | —диффузия есебінен бөлшектердің кему жылдам- дығының абсолютті мәні; D —диффузия коэффициенті; n — бір таңба- ның зарядталған бөлшектерінің саны; r — доға радиусы.Диффузия коэффициенті D = λv/3, мұндағы λ — ионның еркі жүрісінің ұзындығы; v — ион қозғалысының орта жылдамдығы. (2.10) өрнегін талдау заряталған бөлшектердің санының кему жылдамдығы доға радиусының азаюымен өсетінін көрсетеді, сондықтан доға сөн- діруші құрылғыларда тар саңылау принципі кеңінен қолданылады (доға жоғары жылу өткізгіштігімен доғары – тірек қабырғаларымен құрылған саңылауында жанады). Доғадағы иондалған процестердің нәтижелерін жиынтықтап жазуға болады: dn/dt = | dn/dt | –| dn/dt | - | dn/dt | , (2.11) мұндағы | dn/dt | , | dn/dt | —сәйкесінше қысым айырмасы мен терми- ялық иондану есебінен зарядтар санының өзгеруінің абсолютті мәндері.Кедергісі осы ток кезінде өзгеріссіз тұрақты жанатын доға үшін dn/ dt = 0, яғни динамикалық баланс орын алады: иондалған бөлшектердің өсу жылдамдығы олардың жоғалу жылдамдығына тең. Доғаны сөндіру жағдайында dn/dt < 0 болатыны белгілі. Иондану кезінде түзілетін за- рядтар саны ионсыздандыру кезінде жоғалатын зарядтар санынан аз. Үлкен токқа өту кезінде алдымен dn/dt > 0, одан кейін токтың осы мәні- не сәйкес келетін динамикалық баланс (dn/dt = 0) белгіленеді. Елеулі дәрежеде иондану және ионсыздану процестері доғалық ара- лық температурасымен анықталады. Соңғысы доғада бөлінетін жылу мен доғадан апарылатын жылу мөлшеріне тәуелді.Доғаның салқындауы сәуле шығару, жылу өткізгіштік және конвек- ция процестерінің нәтижесінде өтеді.Сәуле шығару есебінен ауада жанатын ашық доға жағдайында доға- да бөлінетін энергияның 15-30 % беріледі. Егер доға жабық доға сөндір- гіш құрылғыда жанса, сәуле шығарумен берілетін жылу үлесі аз болады.Газдың жылу өткізгіштігі есебінен жылуды бұру газ температура- сына тәуелді. Сонымен, сутегінің молекуласының 4000 К температу- ра кезінде атомға молекуласының диссоциирленеді. Бұл ретте доғадан жылудың үлкен саны бұрылады. Сырттай бұл процесс жылу өткіз- гіштіктің шұғыл ұлғаюы сияқты көрінеді. Газдың жылу өткізгіштігі оның мәніне қатты тәуелді. Мысалы, сутегінің орта жылу өткізгіштігі ауаға қарағанда 17 есе артық. Өзге тең жағдайлар кезінде өзінің жоғары жылу өткізгіштігінің арқасында сутегі доға бағанасының тез салқында- уына ықпал етеді. Сутегі атмосферасындағы сөндірілген ток ауада сөн- дірілетін тура сондай қысымға қарағанда 7,5 есе артық.Трансформаторлық майда доғаның жануы кезінде негізгі бөлігін су- тегі құрайтын газдар бөліп, соңғысы ыдырайды. Осы газдың атмосфе- расында тиімді доға сөндіру өтеді. Кейбір аппараттарда доға магнитті өрістің әрекетімен ауада үлкен жылдамдықпен ауысады, бұл конвекция есебінен доғаның салқындауына әкеледі. Жылу өткізгіштігімен қатыр жылу берілісінің бұл түрі доға үшін басым болып табылады.Доға бағанасынан электрондар ағыны оң электрод – анодқа ұмтыла- ды. Доғалы разряд кезінде анод электрондарды бейтараптандыратын оң иондарды таратады. Сондықтан анод маңында кернеудің анод маңын- дағы төмендеуі мен электр өрісі кернеулігінің артуын негіздейтін теріс көлемді заряд құрылады. Анод кернеудің шамалары анод, электрод ме- талы температурасына, токқа тәуелді және 5.10 В құрайды.Электрондар теріс көлемді зарядпен және анодпен түзілетін өрі- сте таратылады. Электрондармен алынған энергия анодқа беріледі. Электрондардың үлкен энергиясының арқасында әдетте катод темпе- ратурасынан жоғары өте жоғары температураға дейін қыздырылады. Электрондардың қуатты ағыны теріс көлемді зарядты құруға қатыса- тын электрондар анодтан кетеді. Зерттеулер анодтың жоғары темпера- турасы мен анод маңындағы аймақ доғалық разрядтың болу шартына және туындауына елеулі ықпал етпейтінін көрсетті. Анодтың міндеті доғалық бағанадан электронды ағынның қабылдауына әкеледі.Қатты ағынды доға үшін анод кернеуі оларды ескермейтіндей аз бо- лады.Доғада кернеудің U, электрлік өрістің E = dU/dx және көлемді за- рядтың σ = d 2U/dx2 бөлінуі 2.11-суретте берілген. Катодта кернеудің сурет. Электр доғасында кернеуді U (а), электр өрісінің кернеулігін E (б) және көлемді зарядтардың о (в) таралуы төмендеуі 10 - 20 В құрайды. Ол доға жанатын катод материалына және газ қасиеттеріне тәуелді. Кернеудің ка- тод маңындағы төмендеуі потенци- алы едәуір төмен катод металының буларын катод маңындағы кеңістікте болуы есебінен газдың иондалу по- тенциалы біршама аз.Доғалық бағана облысында оң және теріс көлемді зарядтар бір-бірі- нен теңдестіріледі және қорытқы заряд нөлге тең. Доғадағы кернеудің градиенті тұрақты болып қалады.Ауада еркін жанатын доға үшінол(2-3) · 103 В/м. Доға сөндіргішқұрылғыларда градиент (2-3) ·104 В/м жетіп, қатты өседі.Үлкен ток кезінде анодты кернеу азаяды, онда катод маңындағы кер- неу сияқты тұрақты болып қалады.Кейбір төмен кернеулі аппараттарда доға ұзындығы үлкен емес. Доға бағанасындағы кернеудің төмендеуі катодта және анодта кернеу- дің төмендеу сомасымен салыстырғанда аз. Мұндай доғалар қысқа деп аталады. Қысқа доғада сөндіру шарттары елеулі дәрежеде электродтар- да өтетін процестермен анықталады.Бұл ретте доғадан электродтардың жылу бұруы үлкен рөл ойнайды. Жоғары кернеулі аппараттарда доға бағанасында кернеудің құлауы кернеудің электрод маңындағы құлауына қарағанда едәуір артық. Мұн- дай доғалар ұзын деп аталады. Олардың тіршілік ету шарттары доғаның бағанасында процестермен анықталады. Ұзын доғаны қарастыру кезін-де электродта кернеудің құлауын елемеуге болады. 6.Тұрақты ток доғасы Доғаның маңызды сипаттамасы ондағы ток шамасынан кернеу тәу- елділігі болып табылады. Бұл сипаттама вольт-амперлік деп аталады. Токтың і өсуімен доға температурасы ұлғаяды, термиялық иондалу күшейеді, разрядтағы иондалған бөлшектер саны өседі және доғаның электрлік кедергісі гд төмендейді. Доғадағы кернеу Ua = Іrд. Токты ұлғайту кезінде доға кедергісі доғада кернеу тізбектегі токтың өсуіне қарамастан төмендейтіндей шұғыл азаяды. Белгіленген режимдегі ток- тың әрбір мәніне зарядталған бөлшектердің санынан өзінің динамика- лық балансы сәйкес келеді. Токтың үлкен мәні кезінде туындаған заряд- тардың саны ұлғаяды. Алайда бұл ретте жоғалатын зарядтар саны өседі, сондықтан токтың жаңа мәндері кезінде зарядталған бөлшектер санын өзгертудің нәтижелі жылдамдығы нөлге тең.Токтың бір мәнінен екінші мәніне өту кезінде доғаның жылу күйі тез арада өзгермейді. Доғалық аралық жылу энерциясына ие болады. Егер ток уақыт өте баяу өзгерсе, онда разрядтың жылу инерциясы әсер етпейді. Токтың әрбір мәніне доға кедергісінің немесе ондағы кернеудің бір мағыналы мәні сәйкес келеді.Оның баяу өзгерісі кезінде токтан доғадағы кернеудің тәуелділі- гі доғаның статикалық вольт-амперлік сипаттамасы деп атала- ды. Доғаның статикалық сипаттамасы электродтар (доға ұзындығы), электрод материалы және доға жанатын орта параметрі арасындағы қашықтыққа тәуелді. Доғадағы кернеуді U кернеудің электрод маңын- дағы төмендеу U және доға бағанасындағы кернеудің төмендеуінің со- масы ретінде қарастыруға болады: = U + El, (2.12)мұндағы Е — доға бағанасындағы электр өрісінің кернеулігі; l — доға ұзындығы.Е шамасы доға жанатын шарттарға және токқа тәуелді. Доғаның ста¬тикалық вольт-амперлік сипаттамалары 2.12-суретте көрсетілген. Доға ұзындығы артық болған сайын, оның статикалық воль-амперлік сипаттамасы жоғары табылады. Доға жа-натын орта қысымының өсуімен кернеу Е ұлғаяды және вольт-амперлік сипаттама- сы көтеріледі.Доғаны салқындату осы сипаттамаға едәуір әсер етеді. Доғаның салқындауы қарқынды болған сайын, одан қуат көп бөлінеді. Бұл ретте доғамен бөлінетін қуат өсуі тиіс. Берілген токта бұл доғадағы кер- неудің ұлғаюы есебінен мүмкін. Осылай- ша, салқындаудың өсуімен вольт-амперлік сипаттама көтеріледі. Осы арқылы аппа- раттардың доға сөндіруші құрылғыларын кең қолданады. -сурет. Оның алуан түрлі ұзындығы кезінде доғаның вольт-амперлік Схемасы өзгеріссіз ұзындығы болатын сипаттамалары (l > l > l ) -сурет. Доғамен электр тізбегіндегі кернеу балансы:а — тізбек схемасы; б — доғаның вольт-амперлік сипаттамасы және түзу U—іR доға болғанда 2.13, а-суретте келтірілген тізбектегі кернеу балансын қа- растырамыз. Оны келесі түрде жазуға болады:U = іR + Ldі/dt + U . (2.13)Стационарлық режимде тізбектегі ток өзгермейтіндей болатыны белгілі, яғни dі/dt = 0. 2.13, б-суретте доғаның вольт-амперлік сипатта- масымен бірге көлбеу түзу U – іR салынған.Схема масштабында ab кесіндінің і тоғы болғанда доғадағы керне- уге, cd кесіндісі — R резисторындағы кернеудің төмендеуіне, тең, cd кесіндісі Ldі/dt шамасына сәйкес келеді. 1 және 2 нүктелерінде Ldі/dt =0. Осы нүктелерде стационарлық режим ықтимал.Осы нүктесінің маңындағы кернеудің тепе-теңдігін толығырақ қара- стырамыз. Егер қандайда бір себептер бойынша қуат көзінің кернеуі U' мәніне дейін төмендесе, онда тепе-теңдік күйіндегі нүкте 2 2'-ге өтеді; бұл ретте ток шамасы U' – іR түзумен вольт-амперлік сипаттаманың қиылысымен анықталатын і ' мәнге дейін азаяды (2.13, б-суретте көр- сетілмеген). Енді қуат көзінің кернеуі бұрынғы мәніне U дейін қалпына келтіріледі делік, і ' ток кезінде шама U – іR > U , сондықтан Ldі/dt > 20. Осылайша, орауыштағы і дток кезінде индуктивтілік токты ұлғай- татын Ldі/dt оң кернеу туындайды (туынды уақыт келе өспелі шама- да оң). Процесс Ldі/dt кернеу нөлге тең болғанша, яғни біз 2 нүктесіне түскенше жалғасатын болады. Егер қандайда бір себептермен, мысалы қуат көзі кернеуінің өсуіне байланысты ток і '' > І тең болса, осыдан кейін қуат көзінің кернеуі ескі мәніне U оралады, онда индуктивтілік орауышында Ldі/dt < 0 кернеуі туындайды. Бұл ретте ток і '' ток і тең 2 2болғанша азаяды. Нүкте 2 тұрақты тепе-теңдік нүктесі болып табыла-ды: одан шыққан кезде осы нүктеге сәйкес келетін күйдегі тізбек орала- тын процестер туындайды.Енді нүкте 1 маңындағы токтың өзгеру процесін қарастырамыз. -сурет. Түрлі кедергілер R кезін- де (түрлі α бұрыштарында) және доғаның болуы кезінде (А кесіндісі DU = Ldі/dt < 0 сәйкес келеді) тізбек- тегі ток Тізбектегі ток і ' < І1 тең болсын делік. Бұл жағдайда индуктивтілік орауышында Ldі/dt < 0 кернеуі туындайтыны және тізбектегі ток доға сөнгенше кемитіні белгілі. Егер тізбектегі ток і ' > І тең болса, Ldі/dt > 0 кернеуі туындайды. Ток і мәніне дейін өседі. Осылайша, нүкте 1 тұрақ- сыз тепе-теңдік нүктесі болып табылады: одан шыққан кезде тізбектегі ток не І , не нөлге тең болады (доға сөнеді).Электр аппараттарын құру кезінде доға барынша қысқа уақытта сө- нетіндей барлық шараларды қабылдайды. Токтың барлық мәндерінде доғаны сөндіру үшін кернеу Ldі/dt нөлден аз болуы тиіс. Осы шарттар- ды орындау үшін, төмендегі болуы тиіс> U – ІR. (2.14)Бұл не вольт-амперлік сипаттаманы көтеру есебінен не тізбектегі ке- дергіні ұлғайту есебінен болуы мүмкін.Доғаның вольт-амперлік сипаттамасы доғаның ұзындығын ұлғайту, қарқынды салқындату, доға жанатын орта қысымын арттыру жолымен көтерілуі мүмкін. Тұйық түйіспе кезінде доға болмайды және тізбектегі ток І = U/R. Түйіспелердің ажырауы кезінде олардың арасында І тоғы бар доға туындайды. Егер доға ұзындығы және қуат көзі өзгеріссіз бол- са, онда тізбек кедергісін ұлғайту кезінде ондағы ток і мәнінен і мәні- не дейін азаятын болады (2.14-сурет). Кедергінің одан әрі өсуі кезінде> U – іR теңсіздігі сақталады, яғни доғаны сөндіру үшін жағдай жа- салады. Егер тізбек тоғының І өзгеріссіз мәні кезінде қуат көзінің кер- неуін U арттыру немесе кернеудің U өзгеріссіз мәні кезінде тізбек тоғын 1к ұлғайтса, онда түзу U – ІR жоғарыдан өтетін болады.Сонда доғаны сөндіру шарттарын сақтау үшін (2.14) доғаның вольт-амперлік сипаттамасын көтеру қажет. Осылайша, сөндірілетін токтың және қуат көзі кернеуінің өсуімен сөндіру шарттары қиында- тылады. 2.14-суретті талдау кедергінің R өзгеру есебінен кемінде І ток кезінде статистикалық сипаттаманы шешуге болатынын көрсетті. Аз токтар кезінде осы тәуелділікті шешу үшін жеткізу кернеуін ұлғайту қажет. Доғаның жану t ұзындығын анықтаймыз. ΔU = | Ldі/dt | деп бел- гілейміз. Біріктіруді жасап, аламыз 0 dіt = L∫д Ік ΔU,Осылайша, ΔU артық болған сайын, өте қалаулы болып табылатын доғаның жану ұзындығы аз болады. Алайда ΔU ұлғаюы доғаны сөндіру сәтінде түйіспедегі кернеудің өсуіне әкеледі.і = 0 сәтінде түйіспедегі кернеу доғаны сөндіру кернеуі деп аталады.і = 0 болғанда (2.13) теңдеуі келесі түрді қабылдайды Бұл жерден U = Ldі/dt + U . (2.15) гаш = U – Ldі/dt. (2.16) Алайда Ldі/dt < 0 болғандықтан, онда былай жазуға болады гаш = U + | Ldі/dt |. Осылайша, доғаны сөндіру сәтінде түйіспедегі кернеу индуктивтілік орауышындағы кернеу модулі плюс жеткізу кернеуіне тең. Қуат көзінің кернеуіне қатысты түйіспелерде кернеудің ұлғаюы ток кернеуінің ұлға- юы деп аталады. Индуктивтілік және токтың құлау жылдамдығы неғұр- лым көп болған сайын, соғұрлым ток кернеуінің ұлғаюы артық болады.Токтың төмендеу жылдамдығы dі/dt оның ионсыздандыру жылдам- дығына тәуелді. Сондықтан секундтың жүзінші үлесінде тұрақты ток- тың тізбегін сөндіретін тез әрекет ететін аппараттарда үлкен ток керне- уінің ұлғаюы туындауы мүмкін.Токтың төмендеу жылдамдығына тізбектің индуктивтілігі ықпал етеді. Оның шамасы неғұрлым артық болса, соғұрлым өзге тең жағдай- лар кезінде токтың төмендеу жылдамдығы аз болады. Ток кернеуінің ұлғаюы токтың күшею коэффициентімен сипатталады: гаш /U = 1 + | Ldі/dt |/U. (2.17) Түйіспеде туындайтын кернеу қуат көзінің кернеуін ондаған есе арттыра алады. Бұл ретте оқшаулау аппараттың өзі және олармен сөн- дірілетін тізбек сияқты қауіпті токтың күшеюіне ұшырайды. Доғаның жану ұзақтығын азайту үшін барлық токтарда Ldі/dt мәндері үлкен болғаны жөн. Сол уақытта токтың күшеюінің доға сөндіруші құрылғы- сында нөлге жуық токтар кезінде үлкен ток және кіші ток болғанда Ldі/ dt үлкен мәндерінің болуына ұмтылады. Егер тізбектегі ток баяу өзгер- се, онда і тоғына r кедергі сәйкес келеді, ал үлкен токқа і аз кедергі r сәйкес келеді (доға – қисықтың А статистикалық сипаттамасын 2.15-су- реттен қараңыз). Электр қондырғыларында ток жеткілікті тез ауысады. Доға бағанасының жылу инерциясының салдарынан доға кедергісінің өзгеруі токтың өзгеруінен артта қалады. Оның тез өзгеруі кезінде ток- тан доғадағы кернеудің тәуелділігі доғаның динамикалық вольт-ам- перлік сипаттамасы деп аталады. Токтың өсуі кезінде динамикалық сипаттама статистикалықтан жоғары жүреді (2.15-суреттегі В қисығы), себебі токтың тез өсуі кезінде доға кедергісі токтың өсуіне қараған- да баяу түседі. Токтың азаюы кезінде динамикалық сипаттама төмен жүреді (2.15-суреттегі С қисығы), себебі бұл режимде доға кедергісі токтың баяу өзгеруіне қарағанда аз.Динамикалық сипаттама доғадағы токтың өзгеру жылдамдығымен елеулі дәрежеде анықталады. Егер тізбекке доғаның тұрақты жылу уақытымен салыстырғанда шексіз аз уақыт ішінде өте үлкен кедергіні енгізсе, онда нөлге дейін токтың төмендеу уақытында доға кедергісі тұрақты болып қалады. Бұл жағдайда динамикалық сипаттама коор- дината басындағы (түзу D) 2 нүктеден жүретін түзу сызықтан тұрады, яғни доға өзін металл өткізгіш ретінде ұстайды, себебі доғадағы кернеу токқа пропорционал.Шынайы аппаратта түйіспелердің ажырауынан кейін олардың ара- сындағы қашықтық өзгереді, яғни доғаның өзгермелі ұзындығы бола- ды. Доғаның ұзындығын ұлғайту шамасы бойынша ток сыни мәнге І қол жеткізгенше түзумен U – іR тез өзгермелі статистикалық сипат- тамалардың қиылысу нүктелеріне сәйкес келетін мәндерді қабылдай- ды. Доға ұзындығын одан әрі ұлғайту кезінде оны сөндіру шарттары басталады. Статикалық сипаттамасы U – іR түзуге қатысты доғаның ұзындығы доғаның сыни ұзындығы деп аталады. Осы ұзындыққа қол жеткізгеннен кейін ток нөлге дейін тез азаяды, доға сөнеді. Үл- кен индуктивтілікпен тізбектегі токтың төмендеуі баяулайды, доғаның вольт-амперлік сипаттамасы түйіспелердің ажырауынан кейін бірден U–іR түзуден жоғары көтеріледі. Доғаны сөндіру сәтінде үлкен токтың күшеюі болуы мүмкін.Тәжірибе нәтижелері доға сөндіруші құрылғылары бар барлық ап- параттар үшін қуат көзінен доғаға түсетін энергия доға энергиясының барлық 3-5 % құрайды. Қалған бөлігі (97-95 %) сөндірілетін контурдың электромагнитті энергиясына келеді. Доғада бөлінетін энергия ішінара -сурет. Статистикалық және динамикалық вольт-амперлік сипаттамалар разряд температурасына кетеді, ішінара қоршаған кеңістікке беріледі. Доғаны сөндіру үшін разряд температурасы азаюы қажет, яғни доғаның энергетикалық балансы теріс болуы үшін: доғаға әкелінетін энергия мөлшері одан бұрылатын жылу мөлшерінен аз болуы тиіс.Үлкен индуктивтілікпен тізбекті сөндіру кезінде доғада ерекше- ленетін контурдың электромагнитті энергиясын салқындату есебінен одан бұру қажет. Тізбектің индуктивтілігі мен сөндірілетін ток неғұр- лым артық болса, соғұрлым тізбекті сөндіру қиын. 7.Магнитті өрістегі электр доғасы Электр доғасы токтың газ тәрізді өткізгіші болып табылады. Бұл өт- кізгіште металл өткізгіш сияқты өрістің индукциясына және доғадағы токқа пропорционал күшті жасап магнитті өріс әрекет етеді. Магнитті өріс доғаға әрекет ете отырып, оның ұзындығын ұлғайтады және доға элементтерінн кеңістікте орналастырады. Доға элементтерінің көлде- нең жылжуы доға бағанасындағы кернеудің градиентіне әкелетін ин- тенсивті салқындау құрады.Газ ортасында доғаның үлкен жылдамдықпен қозғалысы кезінде жеке параллель талшыққа доғаның қабаттасуы туындайды. Доға неғұр- лым ұзын болған сайын, оның қабатталуы соғұрлым күшті өтеді.Доға өте қозғалмалы өткізгіш болып табылады. Ток өткізгіш бөлікке әсер ететін күштер контурдың электромагнитті энергиясын ұлғайтуға ұмтылатыны белгілі. Энергия индуктивтілікке пропорционал болған- дықтан, онда доға жеке өрістің әрекетімен тармақты, ілмекті түзуге ұмтылады, себебі бұл ретте тізбектің индуктивтілігі артады. Доғаның көрсетілген қабілеті күшті көрінсе, соғұрлым оның ұзындығына артық.Ауада қозғалатын доға доға диаметріне, электродтар арасындағы қашықтыққа, газ тығыздығына және қозғалыс жылдамдығына байла- нысты ауаның аэродинамикалық кедергісін жеңіп шығады. Тәжірибе барлық жағдайда тіркелкі магнитті өрісте доға тұрақты жылдамдықпен қозғалатынын көрсетеді. Сондықтан, электродинамикалық күштер аэ- родинамикалық кедергінің күшімен теңдестіріледі. Тиімді салқындау- ды құру үшін доға магнитті өріс көмегімен жоғары жылу өткізгіштікке ие ыстыққа төзімді материалдан жасалған қабырғалары арасында тар саңылауға (доға диаметрі саңылау енінен артық) тартылатындай жаса- лады. Саңылау қабырғаларына жылу берілісін ұлғайтуға байланысты доға бағанасындағы кернеу градиенті электродтар арасында еркін жыл- житын доғаға қарағанда едәуір жоғары. Бұл сөндіру үшін қажетті доға ұзындығы мен сөндіру уақытын қысқартуға мүмкіндігін береді. 8.Белсенді тізбекті сөндіру кезінде ай- нымалы ток доғасын жағу және сөндіру про-цестері cosφ≈1 тізбекті қарастырамыз. Аппарат түйіспелері t уақыт осінде а нүктесіне сәйкес келетін сәтте ажырады делік (2.16-сурет). Түйіспелер арасында доға жанады. Кезеңнің жартысының соңында і токтың аза- юынан және доға сөндіргіш құрылғының әсерінен доға аралығының кедергілері мен ид доғадағы кернеудің көтерілуі байқалады. і токтың нөлге келуі кезінде (t осіндегі О нүкте) доғаға аз қуат келеді, оның тем- пературасы азаяды, бұл бір жағынан термиялық ионданудың баяулауы- на әкеледі, ал екінші жағынан ионсыздануға ықпал етеді. Мұның бар- лығы доғаны сөндіруге әкеледі. Доға сөнетін кернеу кернеу, немесе шек, сөндіру U гаш деп аталады. Жартылай кезеңнің соңына кернеудің шұғыл көтерілуі тізбектегі ток-тың нөл арқылы өзінің табиғи өтуіне дейін үзілуіне әкеледі. Доғаны сөндіргеннен кейін доға аралығы тез арада оқшаулаушыға айналмай- ды, себебі температура нөлге дейін төмендемейді. Доғаны сөндіру про- цесінде доға аралығы облысындағы зарядталған бөлшектер саны азая- ды, доғаны сөндіргеннен кейін аралық кедергісі күрт өседі.Бұл ретте аралықтың электрлік беріктігі, яғни оның электрлік бұ- зылуы өтетін кернеу өседі. Кернеу нөл арқылы өткеннен кейін қуат көзінің кернеуі таңбаны өзгертеді және синусоидтар заңы бойынша өсе бастайды. Аралықтың электрлік беріктігі нөлден емес, а нүктесіне сәйкес ке- летін мәндермен өседі (аралықтың бастапқы беріктігі). Бастапқы берік- -сурет. Айнымалы токтың белсенді тізбегін сөндіру процесін сипаттайтын қисықтар тік және беріктіктің одан әрі өсуі доға сөн- діретін құрылғының қасиеттеріне тәуелді: ол неғұрлым тиімді әрекет етсе, соғұрлым бастапқы беріктігі артық және соғұрлым электрлік беріктіктің өсуі ірі.Аралықтың электрлік беріктігін қал- пына келтіруге a b қисығы сәйкес ке- 1 1 летін жағдайды қарастырамыз. t сәтін- -сурет. Айнымалы ток кезінде доғаның вольт- амперлік сипаттамасы де аралықтағы кернеу қисығы беріктік қисығын қиып өтеді. Осы нүктеде доға қайтадан жаңады. Кернеу U тұтану кер- неуі деп аталады. Синусоидтың жартылай толқындарының бірінші жартысындағы ток өсетіндіктен, доғадағы кернеу азаяды. Ең жоғары мәндегі токтан өткеннен кейін доғадағы кернеу өседі, се- бебі ток азаяды. Осылайша доғадағы кернеу ершік тәрізді пішін алады. Күшті термиялық иондануға байланысты үлкен токтар кезінде доғаның жануының барлық жартылай кезеңінде кернеу өзгермейді. Тек жарты- лай кезеңнің басында және соңынжа тұтану және сөндіру шектері пайда болады.О’ нүктесінде доға қайтадан сөнеді және алдында сипатталғанға ұқ- сас процестер өтеді. Токтың нөлге келу сәтінде (О' нүктесінде) доғаның токсыз үзіліс соңында t температурамен салыстырғанда өте жоғары температурасы болады. Сондықтан доғаны сөндіру шегі тұтандыру шегінен үнемі аз.Уақыт осіне О' нүктесі сәйкес келетін сәтте түйіспелердің ажырау салдарынан доға ұзындығы өседі, бұл ретте доға сөндіруші құрылғы- ның әсерінен қарқындылық ұлғаяды (жылудың өте тиімді бұрылуы). Нәтижесінде аралықтың бастапқы беріктігі және доғаның осы сөндіру интервалында оның өсу құламалығы алдыңғыға қарағанда артық, сон- дықтан токсыз үзіліс t ' > t .1 1Алайда соңғы сөндіру сәтінде О' де доға қайтадан жаңады. Доға-ның өспелі ұзындығына байланысты түйіспелердің ажырау салдарынан доғадағы кернеу осы жартылай кезеңде алдыңғыға қарағанда жоғары. Соңғы сөну О'' нүктесінде өтеді.Аралықтың электрлік беріктігінің өсуіне а Ь2 қисығы сәйкес келетін жағдайда, доғаны сөндіру нөл арқылы токтың бірінші өтуі кезінде өтеді.Тіпті 50 Гц жиілік кезінде доғадағы ток жеткілікті тез өзгеретін- діктен, біз динамикалық вольт-амперлік сипаттамамен айналысамыз (2.17-сурет). 1 және 2 учаскелер жартылай кезеңнің бірінші жартысына, 3 және 4 — екінші жартысына жатады. Бақылау сұрақтары Электр түйіспелері дегеніміз не?Түйіспелердің деформациясы электрлік өтпелі кедергіге қалай әсер етеді?Электр аппараттарында түйіспелердің қандай типтері қолданыла- ды?Түйіспе температурасы неге тәуелді және олардың жұмысына қа- лай әсер етеді?Электр түйіспелерінің жұмыс режимін және олардың сипаттама- ларын атаңыз.Электр аппараттарында түйіспелердің тозуы немен негізделген?Электр түйіспелерін дайындау үшін қандай материалдар қолда- нылады және неліктен?Коммутациялық аппараттардағы электр доғасының түзілуі немен негізделеді?Түйіспелердің жұмысына электр доғасы қалай әсер етеді?Доғаны сөндіру кернеуі қандай кернеу деп аталады және ол қа- лай анықталады?Түйіспелер жұмысына электр доғасының зиянды ықпалын төмендету тәсілдерін атаңыз. 2.17-сурет. Айнымалы ток кезінде доғаның вольт-амперлік сипатта- масы 3-ТАРАУ ЭЛЕКТР АППАРАТТАРЫНДАҒЫ ЖЫЛУ ПРОЦЕСТЕРІ 1.Электрлік және магнитті тізбектердегішығындар Электр аппараттарында жұмыс істеу кезінде олармен тұтынылатын энергияның бөлігі жылу түрінде таралып, пайдасыз шығындалады. Шығындалған энергияны сипаттайтын қуат қуат шығындары немесе жай шығындар деп аталады.Электр аппараттарындағы шығындар негізгі және қосымша бо- лып бөлінеді. Негізгі шығындар аппаратурада өтетін электрмагнитті және механикалық процестердің нәтижесінде туындайды, ал қосымша шығындар шашырау, қыздыру және т.б, құбылыстармен негізделеді. Негізгі шығындар электрлік, механикалық және магнитті (соңғысы бо- латтағы шығындар деп айтылады) деп бөлінеді. Механикалық шығындар Р қозғалмалы бөліктердегі шығыннан және электр аппараттарының вентиляциясымен байланысты вентиля- циялық шығындардан тұрады. Бірқатар жағдайларда электр аппара- турасы ауамен емес, ал тұтқыр ортамен салқындатылады және сәйкес шығындар да вентиляциялық шығындарға жатады. Вентиляция шығындары Р аппараттың құрылымына және вен- тиляция түріне тәуелді. Егер вентиляция аппаратқа кіріктірме емес, ал жеке тұрған вентилятормен жүзеге асырылса, онда вентиляция шығын- дары вентилятор жетегімен тұтынылатын қуаттан тұрады.Кіріктірме орталықтан тепкіш вентиляторы бар өздігінен жел- детілетін аппараттарда ваттағы (Вт) вентиляция шығындары кейде эм- пирлік формула бойынша жуықтап есептелінеді вент = 1,75 Q v2, (3.1) мұндағы Q — аппарат арқылы айдалатын ауа мөлшері, м3/с; v — олар- дың сыртқы диаметрі бойынша вентиляциялық қанаттарының сы- зықтық жылдамдығы, м/с.Q –да v-ге пропорционал болғандықтан, онда (3.1) –өрнегінен шығындар Р үшінші дәрежелі айналу жиілігіне пропорционал екені шығады.Магнитті шығындар Р белсенді болатты магниттеуден туындайтын гистерезистегі шығындардан және тармақты токтағы шығындардан тұрады. Осы шығындарды есептеу үшін білік әрқайсысында магнитті индукция тұрақты бөліктерге бөлінеді.Магнитті шығындарға да негізгі ағыннан (полюс ағындары) тәуелді шығындар жатады және біліктердің тісті құрылымымен туындайды. Электр шығындарына Р орамдағы (мыстағы шығындар деп атала- тын), реттелмелі реостаттардағы және қозғалмалы түйіспелердің өтпелі кедергісіндегі шығындар жатады. Әрбір орамдағы электр шығындары Р = І 2R формуласы бойын- ша есептеледі. Орам кедергісі оның температурасына байланысты. Сондықтан 75 °С есептеу температурасы кезінде орамдағы шығынды анықтау А, Е, В орамдарын оқшаулау кластары үшін және 115 °С —F және Н кластары үшін арналған.Орамдағы шығындарды орамдағы ток тығыздығы j және орам мас- сасы (оқшаулаусыз) G арқылы көрсетуге болады. Шынымен де, ρі ІР = І 2R = І 2 = ( ρlγS)2 эл.об S S γ , мұндағы ρ — өткізгіш материалының шекті кедергісі; І — орамдар өт- кізгішінің жалпы ұзындығы; S — өткізгіш қимасының ауданы; γ — өт- кізгіш материалының тығыздығы. (І/S)2 = j2 және lSγ = G болғандықтан, онда Р = (ρ/γ) j2G. Мысалы, мыс үшін γ = 8,9 · 103 кг/м3, және 75 °С температура кезін- де ρ = (1/46) ·10-6 Ом · м. Егер ток тығыздығын j A/мм2 –де өрнектесек, онда аламыз эл.об = 2,44 j2G. (3.2) Осылайша, (3.2)-формуласы 75 °С температура кезінде және j, А/ мм2 тығыздығы кезінде массасы G, кг мыс орамында ваттағы шығындар анықталады.Жиынтық, немесе толық, шығындар Р£ барлық шығындардың сома- сын көрсетеді: Р = Р + Р + Р + Р , (3.3) Σ мех мг эл доб 2.Электр аппаратының пайдалы әсерінің коэффициенті Пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) пайдалы немесе берілетін қу- атқа Р тұтынылатын қуаттың Р қатынасы ретінде анықталады:η = P /P , (3.4) 2 1немесе (пайызбен)η(%) = (P /P ) 100. (3.5)2 1 3.1-сурет. Пайдалы әсер коэффициентінің кернеуге (пайдалы қуатқа P2) тәуелділігі Заманауи электр аппараттарының жоғары ПӘК болады. Қуаты мыңдаған киловольт-ампер трансформаторларда ПӘК 98- 99 % құрай- ды. Тек аз қуатты электр аппараттарында салыстырмалы төмен ПӘК болады. Қуаты 100 Вт дейін қуаты аз электр аппараттарында ол 30.40% құрайды.Қисық η = f(P ) алдымен кернеудің ұлғаюымен жоғары тез жүреді, одан кейін ПӘК ең жоғары мәнге жетеді (әдетте номиналдыға жуық кернеу кезінде) және үлкен кернеу кезінде азаяды (3.1-сурет). Соңғысы шығынның жеке түрлерінің (электр және қосымша) пайдалы қуатқа қа- рағанда тезірек өсетінімен түсіндіріледі.ПӘК анықтаудың тура және жанама әдістері қолданылады. (3.5) формулаға сәйкес Р және Р эксперименттік мәндері бойынша ПӘК анықтаудың тура әдісінде елеулі қателік жіберіледі. Бұл Р және Р жуық шамалар болып табылатынымен және оларды эксперименталды анықтау кезінде қателікке жол бермеу мүмкін еместігімен негізделеді. Механикалық қуатты өлшеу өте үлкен қиындық туғызады (алынған нәтижесінің қателігі өте жоғары).Сондықтан с η (%) > 70 % аппараттары үшін мемлекеттік стандарт эксперименттік деректері бойынша шығын сомасы P табылатын ПӘК анықтаудың жанама әдісін қолдануға ұсыныс жасайды. (3.4) формулаға қойып Р = Р –P , аламыз η = 1 - P /Р . (3.6) = Р + P алмастырып қоюды қолданып, формуланың басқа түрін аламыз: η = 1 – P /(Р + P ). (3.7) ∑ 2 ∑Жеке шығынды және шығын сомасын P∑ эксперименттік анықтау әдістері электр аппараттарының стандарттарында және оларды зерттеу және сынау бойынша нұсқаулықтарда сипатталады. Егер Р немесе Р қарағанда тіпті P едәуір аз дәлдікпен анықталса, (3.4) өрнегінің ор- нына (3.6) және (3.7) формулаларын қолдану кезінде ең дәл нәтижелер алынады. 3.Электр аппараттарындағы жылуберілісі Энергия шығындары электр аппараттарының бөліктерінің қызуы мен жылу бөлінісін тудырады. Қыздырылған бөліктерден жылудың қоршаған ортаға берілуі жылу өткізгіштік, сәуле шығару және конвек- ция жолымен өтеді.Электр аппараттарында жылу өткізгіштік жолымен жылу берілісі ең бастысы қатты заттардың (мыс, болат, оқшаулауыш) ішінде өтеді, сол уақытта газда (ауа, сутегі) және сұйықта (май, су) конвекциямен жылу берілісі болады.Егер екі параллель бетінің әрқайсының (мысалы, орамның және біліктің мыстары) ауданы S тең болса және сәйкесінше бірінші және екінші беттерінің T және температуралары тұрақты болса, онда, осы беттер арасында орта арқылы (аталмыш жағдайда — оқшаулау арқылы) уақыт бірлігіне жылу мөлшері беріледі Q = λ S(T – Tfl)/δ, (3.8) мұндағы λ —1 К температураның айырмасы (1 °С айырмасына экви- валентті) ұзындық бірлігіне тең беттері арасындағы қашықтық кезін- де аудан бірлігі арқылы берілетін жылу мөлшеріне сандық тең аралық ортаның жылу өткізгіштік коэффициенті; δ — беттері арасындағы қашықтық.Металдардың жылу өткізгіштігі жеткілікті зор. Мысалы, мыс үшін = 385 Вт/(К- м), ал электртехникалық болат үшін λ = 20- 45 Вт/(К- м). Электр оқшаулаушы материалдардың жылу өткізгіштігі керісінше аз. Себебі А класын оқшаулау үшін λ = 0,10.0,13 Вт/(К- м), ал В кла- сын оқшаулау үшін λ = 0,15.0,20 Вт/(К- м). Электр аппараттарының орамдары оқшаулауда температураның осы айырмасының салдарынан елеулі алынады, бұл орамның салқындатуын қиындатады және кернеу тоғы мен оның тығыздығын шектейді.А класты оқшаулауышы бар аппараттар үшін келесі параметрлер тән: жіктік оқшаулау қалыңдығы δ = 5 · 10-4 м, бұйым бетінің 1 м2 жылу ағыны q = Q/S = 2 500 Вт/м2. Егер λр = 0,125 Вт/(К· м) қабылдасақ, онда (3.8) өрнегіне сәйкес көрсетілген параметрлер кезінде оқшауламадағы температура айырмасы из t1 t2 = Qδλ S = qδλ 2 500 – 5-10-4/0,125 = 10 °С. Абсолютті қара зат үшін сәуле шығарумен жылу берілісі кезінде Стефан-Больцманның заңы әрекет етеді: q = α (Т4 – Т4 ), (3.9) лч лч t1А t2А мұндағы q —уақыт бірлігіндегі зат бетінің бірлігімен шығары- латын жылу мөлшері; алч — сәуле шығару коэффициенті; Т t1А t2А сәйкесінше сәуле шығаратын бетінің және қоршаған ортаның абсолютті температурасы.Тәжірибелі деректерге сәйкес абсолютты қара зат үшін αлч = = 5,65·10-8 Вт/(К4- м2). Шынайы заттардың беттері үшін, мысалы, оқшаула- мамен лакталған шойын және болат беттері үшін αлч 3-10 %-ға азаяды.Тәжірибелік мақсаттар үшін (3.9) өрнегін түрлендіруге болады: Т4 – Т4 = (Т – Т )(Т 3 + Т 2 Т + Т Т 2 + Т 3 ). (3.10) t1А t2А t1А t2А t1А t1А t2А t1А t2А t2А Электр аппараттары үшін Т t1А = 273 + Т және Т t2А = 273 + Т үлкен емес шектерде өзгереді, сондықтан (3.10) өрнегінің оң жағындағы екін- ші көбейткіш салыстырмалы аз өзгереді. Бірінші көбейткіш Т t1А t2А θ қоршаған ортаның температурасынан зат температурасының артуынкөрсетеді. Сондықтан (3.9) формуланы келесі түрде жазуға болады: q = λ θ, (3.11) лч лчмұндағы λлч — 1 К температураның артуы кезінде бетінің бірлігі- нен уақыт бірлігіне сәуле шығаратын жылу мөлшеріне тең сәуле шыға- рудың түрлендірілген коэффициенті (орта есеппен электр аппараттары үшін λлч = 6 Вт/(К- м2)).Уақыт бірлігіндегі S бетінен сәуле шығаратын жылудың толық мөл- шері, Q = λ Sθ. (3.12) лч лчҚыздырылған затпен жанасатын сұйық немесе газ бөлшектері қы- здырылады, жеңіл болады және осының салдарынан өз орнын өз кезе- гінде жоғарыға көтерілген әлі қыздырылмаған басқа бөлшектерге беріп жоғары көтеріледі. Бұл құбылыс арнайы әдістермен, мысалы вентиля- тор көмегімен ауамен салқындатылатын беттерін үрлеу жолымен құры- латын табиғи конвекция деп аталады.Алдымен табиғи конвекцияны қарастырамыз. Бет бірлігінен уақыт бірлігіне конвекциямен бұрылатын жылу мөлшері ал бетінің ауданымен S — кв кв θ, (3.13) кв кв Sθ, (3.14) мұндағы λ —1 К-ға температураны арттыру кезінде бет бірлігінен уақыт бірлігіне бұрылатын жылу мөлшеріне тең конвекциямен жылу беру; θ — қоршаған орта температурасынан салқындатылатын беттері температурасының артуы. Көріп отырғанымыздай, (3.13) және (314) формулалары сәйкесінше (3.11) және (3.12) формулаларына ұқсас.шамасы салқындатылатын бетінің мөлшеріне және пішініне,оның күйіне және т.б. тәуелді. Ауа конвекциясы жағдайында электр ап- параттары үшін орта есеппен λ = 8 Вт/(К- м2) деп қабылдауға болады. Трансформаторлық майда конвекциямен жылу берілісі (трансфор- матор орамынан) ауаға қарағанда 15-20 есе қарқындырақ жүзеге асы- рылады.(3.12) және (3.14) формуласына сәйкес сәуле шығару және конвек- ция жолымен бетінен берілетін жылу мөлшері Q = λ S θ, (3.15) мұндағы λ л-к Ауа үшін орта есеппен λ л-к = 14 Вт/(К- м2). (3.12), (3.14) және (3.15) қатынастары жасанды конвекция болмағанжағдайда, мысалы трансформатор багының үрленбейтін бетінде темпе- ратураның артуын есептеу үшін қолданылады.Түрлі беттері үшін сәуле шығарумен және конвекциямен жылу тара- ту шарттары электр аппараттарында әр түрлі. Заманауи желдетілетін ап- параттарда жасанды конвекция жолымен жылуды бұру сәуле шығарып жылу бөлуге басым болуы соншалықты, соңғысы әдетте ескерілмейді.Жылуды қарқынды бұру үшін әдетте электр аппараттарының ішкі, ал кейде сыртқы беттерін ауамен үрлеу қолданылады.Жасанды конвекция кезінде жылу берілісін күшейту үрлеудің бір- келкілігіне, үрленетін беттерінің пішініне және т.б, байланысты түрлі дәрежеде өтеді. Осы мәселені зерттеу электр аппараттарының және оның бөліктерінің құрылымдық алуан түрлілігімен, сондай-ақ аппарат- тың ішкі жолақтары мен каналдарында аэродинамикалық құбылыстар- дың қиындығымен күрделенеді.Тәжірибелер табиғи конвекция жағдайында үрленетін бетінен жылу берілісінің коэффициенті үшін жуық эмпирлік формуланы пайдалануға болатынын көрсетеді = λ' (1+C √v), (3.16) мұндағы λ' —жылу беру коэффициенті; C —ауамен бетін үрлеу- дің біркелкілік дәрежесіне байланысты эмпирлік коэффи¬циент; v — салқындатылатын бетіне қатысты ауа қозғалысының жылдамдығы. Если, мысалы, v = 25 м/с және C = 1,3 болса, онда (3.16) формула- сына сәйкес жылу берілісі 7,5 есе ұлғаяды және 60 Вт/(К- м2) құрайды. 4.Электр аппараттарындағы жұмыстың негізгі номиналды режимдері жәнетемператураның ықтимал артуы Пайдалану жағдайында электр аппараттарының жұмыс істеу ре- жимдері өте алуан түрлі. Аппараттар ұзақ уақыт бойы (мысалы электр станцияларында трансформаторлар) және салыстырмалы қысқа уақыт аралығында (реле, түйістіргіштер) толық жүктемемен жұмыс істей ала- ды.Заманауи құрылғыларда электр аппараттарының циклдік жұмыс ре- жимі өте жиі болады. Көптеген жағдайларда олар айнымалы жүктеме- мен жұмыс істейді.Алуан түрлі жұмыс режимдері кезінде электр аппараттары бірдей қызбайды. Материалдарды өте тиімді пайдалану тұрғысынан оны пай- даланудың шынайы жағдайларында электр аппаратының бөліктерін қыздыру мемлекеттік стандарттар бойынша ықтималдыққа жуық бола- тындай мақсатқа сай. Осы әрбір электр аппараты үшін нақты жағдай- ларды және оны пайдалану режимдерін ескере отырып, жобалау және дайындау керек. Алайда, тәжірибеде бұл мүмкін емес. Тіпті егер әрбір электр аппаратының жұмыс істеу шарттарын алдын көруге болады деп санасақ, дайындау кезінде осы шарттардың есебі бір типті электр аппа- раттарын жаппай өндіруді ұйымдастыруға мүмкіндік бермеді және олар өте қымбат.Сондықтан мемлекеттік стандарттарға сәйкес электр аппа- раттары үш негізгі жұмыс режимдері үшін дайындалады: ұзақ, қысқа мерзімдік және қайталама-қысқа мерзімдік.Электр аппаратының ұзақ номиналды жұмыс режимі ұзақтығы салқындатушы орнатының өзгеріссіз температурасы кезінде электр ап- паратының барлық бөліктерінің температурасының артуы іс жүзінде белгіленген мәндерге жететіндей өзгеріссіз номиналды жүктеме кезін- дегі жұмыс режимі аталады.Электр аппаратының қысқамерзімді номиналды жұмыс режимі өзгеріссіз номиналды жүктеме кезеңдерінде (салқындатушы ортаның өзгеріссіз температурасы кезінде) аппаратты сөндіру кезеңдерімен ке- зектесетін жұмыс режимі аталады. Бұл ретте жүктеме кезеңдері электр аппараттарының барлық бөліктерінің температурасының артуы бел- гіленген мәндерге жететіндей соншалықты ұзақ емес, ал тоқтау кезең- дері аппараттың барлық бөліктері іс жүзінде суық күйге өтетіндей ұзақ.Электр аппаратының қайталама-қысқа мерзімді номиналды жұмыс режимі деп қоршаған ортаның өзгеріссіз температурасы кезінде өз- геріссіз номиналды кернеудің қысқа мерзімді кезеңдер (жұмыс кезең- дері) аппаратты сөндірудің қысқа мерзімді кезеңдерімен (үзілістермен) кезектесетін жұмыс режимдері аталады.Жұмыс кезеңдері және үзілістер аппараттың жеке бөліктерінің тем- пературасының артуы белгіленген мәндерге қол жеткізе алатындай ұзақ емес.Қайталама-қысқа мерзімдік номиналды жұмыс режимі қосудың салыстырмалы ұзақтығымен (ҚҰ), яғни цикл ұзақтығына жұмыс ке- зеңінің ұзақтық қатынасымен (жұмыс кезеңі мен үзілістің жиынтық ұзақтығымен) сипатталады. Аталған үш негізгі номиналды жұмыс режимінен басқа мемлекеттік стандарттар жүктемесінің циклдік сипаты болатын тағы төрт қосымша номиналды жұмыс режимін қарастырады.Электр аппараттарының көпшілігі жұмыстың ұзақтық режимі үшін дайындалады. Электр аппараттарының дұрыс (дайындаушымен қара- стырылған) қызмет ету мерзімдерін қамтамасыз ету мақсатында олар- дың жеке бөліктерінің температурасы, әсіресе орамды оқшаулау темпе- ратурасы шектелуі тиіс. Аппараттың жеке бөліктерін T де оқшаулаудың жұмыс температу- расы тек кернеуге ғана емес, сонымен бірге қоршаған немесе салқын- датушы ортаның температурасына T тәуелді. Кернеуден аппараттың жеке бөліктерінің 0 температурасынан артуы ғана тәуелді. Аталған ша- малар арасында келесі тәуелділік болады: T = T + θ. t toАппараттардың жеке типтеріне стандарттар температураның шектіықтимал артуын 0доп нормалайды және қоршаған ортаның ең жоғары ұйғарынды температурасының мәнін бір уақытта анықтайды Т = 40 °C. Орамдағы температураның артуын анықтау тәсілдері олардың ең жоғары мәндерін табуға кепілдік бермейді, ал кедергі әдісі тек орам температурасының орташа артуын ғана анықтауға мүмкіндік береді. Сондықтан температураны және орам құрылымын өзгерту тәсіліне бай- ланысты стандарттарда Тлады. tдоп – дан 5...15 % аз 0доп мәндері анықта- Ең сенімді нәтижелер кедергі әдісі мен салынған термодетекторлар термометрін көрсетеді. Соңғысы оларды дайындау кезінде аппараттар- дың орауыштары арасында салынатын термопарлардан немесе кедергі термометрін көрсетеді.Кедергі термометрлері кедергінің өзгеруі бойынша температурасы анықталатын жұқа мыс сымынан дайындалады. Көрсетілген өлшеу әдістері үшін стандарттар T = 40 °C температу- расы кезінде орам температурасының келесі ықтимал артуын анықтай- ды: 60 °С — оқшаулау А класына арналған; 70 °С — E класына ар- налған, 80 °С — В класына арналған; 100 °С — F класына арналған; 125 °С — Н класына арналған. Егер қоршаған ортаның температурасы артық немесе 40 °С аз болса, онда стандарттар температураның ұйға- рынды артуларының белгілі бір өзгерістеріне рұқсат береді. Ұйғарынды қысқа мерзімдік токтың ұлғаюы стандарттармен нормаланады. 5.Алуан түрлі режимдер кезінде электр аппараттарының қызуы Ұзақ жұмыс режимі кезінде тамаша қатты зат ретінде аппаратты қыздыру 3.2, а-суретте, а температураның бастапқы артудың аппаратта болуы кезінде (θ ≠ 0) — 3.3-суреттегі қисық байқалады. Оқшаулаудың осы класындағы қыздыру процесінде 0^ = 0доп шарты сақталуы тиіс. Аппаратты салқындату 3.2, б-суреттегі қисыққа сәйкес келеді. 3.2-су- рет, 3.3-суретте Т нагр охл шамалар — сәйкесінше қыздыру мен салқын- датудың тұрақты уақыттары.Электр аппараттарын жобалау кезінде аппараттың жеке бөліктерінің температурасын анықтау мақсатында жылу есептеулері жасалады. Ұзақ жұмыс режимі үшін жылу есебі негізгі болып табылады, себебі онда қысқа мерзімдік және қайталама-қысқа мерзімдік жұмыс режимінде температураның артуын есептеу негізделеді.Электр аппараттардың жылу есептеуі жеткілікті күрделі. Температу- раны арттыру белгіленген мәндерге жеткенде ұзақ жұмыс режимдерін есептеу жүрісін ғана келтіреміз.Аппараттың белгілі бір шығындарының мәндері электрлік есеп- теулерден алынады. Құрылымдық схема бойынша салқындатылатын беттерімен берілетін жылу мөлшері мен жылу ағындарының бағытта- ры анықталады. Одан кейін жеке салқындатылатын беттерінде басқа салқындатушы ортаның немесе ауа жылдамдығын анықтайды және есептейді:орамды оқшаулау температурасының айырмасы θиз = T — (3.8) формуласы бойынша;білік температурасының айырмасы θ ша; —(3.8) формуласы бойын- салқындатушы ортаның температурасымен салқындатушы бетінің температурасын арттыру θ = θ —(3.14) формуласы бойынша.  -сурет. Идеал біртекті қатты заттың қызу (а) және салқындау (б) қисықтары -сурет. Температураның бастапқы артуы болғанда біртекті қатты дененің қыздыру қисығы Сонымен қатар, каналдар бойынша газ және сұйықтар қозғалы- сы кезінде салқындатушы ортаның өзінің орташа жылытылуы Δθескеріледі.Салқындатушы ортаның аппаратына түсетін температурадан орам температурасының артуы келесі сома түрінде табылады: об из п.о + Δθ охл . (3.17) 0об шамасы мәндердің ұйғарынды стандарттарынан аспауы тиіс.Қандай да бір беттерінде қоршаған ортаның жылдамдықтары, сон- дай-ақ жылу берілісінің сәйкес коэффициенттері аппаратта жылу ағын- дарының таралу картинасы мен күрделігіне байланысты тек жуық аэ- родинамикалық құбылыстарды анықтауға мүмкіндік береді. Сондықтан жылу есептеулері қажетті эксперименталды деректер болған кезде жет- кілікті дәл нәтижелер береді.Қысқа мерзімді жұмыс режимі кезінде аппараттың алуан түрлі бөліктерінің 0кр температурасының артуын анықтау үшін егер аппарат берілген қуат кезінде ұзақ жүмыс істесе, алдымен орын алатын тем- ператураның Өкр артуын алдында көрсетілген тәсілмен табады, сон- дай-ақ тұрақты қыздыру уақытын Тнагр анықтайды. Қысқа мерзімді режимнің tкр ұзақтығы арту режимінде қол жеткізілетін келесі формула бойынша есептейді= θ (1 – e-t/τ). (3.18)Өкр мәндері белгіленген шектерде салынуы тиіс. кр o болғанда және барлық режимдер үшін θ доп температурасы- ның ұйғарынды артуы бірдей болғандықтан, онда қысқа мерзімді ре- жим кезінде θ жол беруге болады, ұзақ жұмыс режиміне қарағанда – e-t/τ есе артық. Аппараттағы шығының ұйғарынды мәндерінен де соншалықты артық болуы мүмкін. Сондықтан аппараттардың аталмыш габаритті өлшемдері мен қысқа мерзімді жұмыс режимімен аппараттар- дың қуат материалдарының шығыны кезінде ұзақ жұмыс режимі бар аппараттардың қуаттары артық.Аппарат суық күйде табылып, қайталама қысқа мерзімді кернеу ре- жимінде жұмысты бастады делік. Жұмыс кезеңінің уақыты t , ал үзіліс уақыты — t болсын. Егер аталмыш қуаты бар ұзақ режимде жұмыс істеу кезінде артуы белгіленген θ температура мен тұрақты қыздыру уақыты Т нагр белгілі болса, бірінші жұмыс кезеңінде қыздыруға сызылуы мүмкін қыздыруқисығының І (3.4-сурет) 0 — 1 учаскесі сәйкес келсін.Одан кейін аппарат салқындай бастайтын уақытта үзіліс басталады. Салқындауға ІІ қисықтың 1' — 2' учаскесі сәйкес келеді. Бұл қисық егержәне тұрақты салқындау уақыты Тохл сызылуы мүмкін. Үзіліс уақы- тында желдету шарттары жұмыс кезеңіндегідей болса, онда Т охл нагр Егер де, мысалы, үзіліс уақытында аппарат желдетілмесе, онда Т охл Т . 1 нүктесімен 1' нүктесі сәйкес келетіндей өз-өзіне параллель ІІ қи-сықтың 1' — 2' учаскесін ауыстырып, бірінші жұмыс циклінің уақыты ішінде θ өзгеру қисығының 0 — 1 — 2 учаскесін аламыз.Екінші жұмыс кезеңінің уақытында жұмыстағы бірінші үзіліс соңында қол жеткізілген θ мәнінен басталатын І қисық учаскесі сәйкес келеді.Осылайша қайталама-қысқа мерзімдік режим кезінде аппарат- ты қыздырудың ІІІ тісті қисығын құруға болады. Ол жұмыс уақыты- ның t және үзілістің t сәйкес интервалдарына өз бетімен параллель жылжыған І және ІІ қисық учаскелерден тұрады.Біраз уақыт өткеннен кейін қайталама-қысқа мерзімдік жұмыстың температуралық режимі іс жүзінде орнатылады және қисықтың жалпы көтерілуі ІІІ токтатылады. Бұл ретте температураның көтерілуі θ -нен mіn –дейінгі шектерде ауытқиды. θ maxмәні ұзақ жұмыс режимі кезінде доп мәнінен аспауы тиіс. Сондықтан, қайталама-қысқа мерзімдік жұ- -сурет. Қайталама-қысқа жұмыс режимі кезінде қыздыру қисығын құру: І, ІІ — ұзақ жұмыс режимі кезінде сәйкесінше қыздыру және салқындау қисықта- ры; ІІІ — қайталама-қысқа мерзімдік жұмыс режимі кезінде қыздыру қисығы мыс режимінде аппараттардың габаритті өлшемдері мен вентиляция шарттарына θ /θ есе үлкен шығындар мен сәйкесінше үлкен қуатты ∞ maxжіберуге болады. Осылайша, ұзақ жұмыс режимі үшін арналған аппа-ратты қолдану кезінде, қайталама-қысқа мерзімді режимде оның қуа- тын ұлғайтуға болады, егер бұл басқа жұмыс шарттары бойынша, мы- салы, коммутация немесе асқын жүктемелік қабілеті бойынша ықтимал болса, ұлғайтуға болады.Енді қысқа тұйықталу режимін қарастырамыз. Қысқа тұйықталу кезінде елеулі термиялық әсерлерге ұшырайды. Әдетте, бұл апатты жұ- мыс режимі, сондықтан оның әрекет ету уақыты минималды ықтимал шектеледі. Электр аппараттарының көпшілігі үшін бұл уақыт t < 0,1 Тна-, яғни қоршаған ортамен жылу алмасусыз қыздыру уақытын арттыр-майды. Қысқа тұйықталу режимін электр аппараты бөліктерінің темпе- ратурасы ұзақ режимде ұйғарынды температурадан артатын мәндерге жеткенде қысқа мерзімдік жұмыс режимі ретінде қарастыруға болады. Қысқа мерзімді режимнің ұзақтығы әдетте үлкен болмағандықтан, бұл ретте ұзақ жұмыс режимінде температураны шектейтін басқа элемент- тердегі және оқшаулаудағы маңызды өзгерістер өтпейді.Аппарат беттерінен қоршаған ортаға жылу берілісін елемей, қысқа тұйықталу кезінде жылу балансының теңдеуін келесі түрде жазуға бо- лады:P (1 + αТ ) = cγdT / , (3.19)0 t t dt мұндағы Р —уақыттың бастапқы сәтінде t = 0 жылу көздерінің қуаты; α — кедергінің температуралық коэффициенті; с — материалдың шекті жылу сыйымдылығы; γ — материал тығыздығы.(3.19) теңдеуді келесі түрде беріпdT /dt = j2ρ (1 + α Т )/[γ с (1 + βТ )] (3.20)t о t о t(мұндағы β — жылу сыйымдылығының температуралық коэффици- енті), интеграциялаудан кейін Т = 0 °С болғанда аламыз j2t = (γ с /ρ ){[( α - β)/α2]1n(1 + αТ ) + βТ /α]}, (3.21) о о t t мұндағы с —материалдың T = 0 °С болғанда шекті жылу сыйым- дылығы; ρ —материалдың T = 0 °С болғанда шекті кедергісі. Әрбір α, β, ρ , с , γ материал үшін адиабатты қыздыру қисығы депо оаталатын тәуелділікті құруға болады.Әдетте мұндай қисықтар уақыттың бастапқы сәтіндегі температура = 0 °С үшін келтіріледі. Егер Т ≠ 0 °С және j t берілген мәні бойын- ша қысқа тұйықталу тоғымен аппарат өткізгіштігінің температурасын табу талап етілсе, онда келесі түрде өтеді. Адиабатты қыздыру қисығы бойынша аталмыш температура Тн үшін j2t мәні табылады (3.5-сурет). Одан кейін j2t мәнінен абцисса осінде өткізгіштің соңғы температурасы табылады. -сурет. Адиабатты қыздыру қисығы Адиабатты қыздыру қисығы тура және кері есептерді шешуге мүмкіндік береді, яғни j 2t мәні бойынша өткізгіш темпера- турасын табады және керісінше ток тығы- здығының квадрат импульсының ұйғарын- ды мәнін табады.Электр машиналарының және аппарат- тарының одан әрі жұмыс істеуге кедергі келтіретін зақымдаусыз ұстау, берілгенұзақтықа токтардың ток өткізгіш бөліктері бойынша өтетін термиялық әсер ету қабілеті термиялық беріктік деп аталады. Оның сандық си- паттамасы белгілі бір уақыт аралығында өтетін термиялық беріктік тоғы болып табылады. Қысқа тұйықталу уақытын және өткізгіш мате- риалын, сондай-ақ қысқа мерзімдік қыздырудың ұйғарынды темпера- турасын біліп, аппараттың термиялық беріктік тоғының тығыздығын анықтайды. Одан әрі екі міндеттердің бірін шешеді: өткізгіштің белгілі көлденең қимасы бойынша термиялық беріктік тоғын анықтайды не- месе термиялық беріктіктің берілген тоғы бойынша ток өткізгіш бөлік- тердің қажетті көлденең қимасын табады.Қысқа тұйықталудың есептік уақыты стандартталған және 10, 5 және 1 с тең қабылданған. Осымен сәйкес термиялық беріктіктің он, бес және бір секундтық токтары ерекшеленеді. Қысқа тұйықтаудың есептеу уақыты стандарталған және 10, 5 және 1 с тең қабылданған. Осыған сәйкес термиялық төзімділіктің он, бес және бір секундтық ток- тары ерекшеленеді.Токтардың қысқа тұйықталу уақыты және тығыздығы өзара байла- нысты:2 = j2 t .Сондықтан термиялық беріктік токтарын есептеу формуласын алу оңай:І 2 = 5І 2 = 10І2 .1 5 10Термиялық төзімділіктің қажет етілетін тоғы мен өткізгіштің көл- денең қимасын біліп, адиабатты қыздыру қисығының көмегімен қысқа мерзімді қыздырудың ұйғарынды температурасы тұрғысынан осы тер- миялық төзімділік өткізгішін қанағаттандыратынын тексеруге болады. Бақылау сұрақтары Электр аппараттарындағы энергия шығындарының жіктеуішін беріңіз.Электр аппараттарындағы энергия шығындарын төмендету тәсіл- дерін атаңыз.Электр аппараттарының ПӘК неге тәуелді және ол қандай әді- стермен анықталады?Электр аппараттарында салқындатудың қандай тәсілдері қолда- нылады?Электр аппараттарының температуралық жұмыс істеу режим- дерін атаңыз.Электр аппараттары орамының температурасы қандай әдістермен табылады?Электр аппаратының ең жоғары ұйғарынды температурасы қалай анықталады? 4-ТАРАУ РЕЗИСТОРЛАР ЖӘНЕ САҚТАНДЫРҒЫШТАР 4.1. Резисторлар және резисторларжәшіктері Резистор — тізбектегі токты және кернеуді реттеу немесе шектеу үшін арналған жеке элемент (немесе электр аппаратының бөлігі). Ре- зисторлар электрлік кедергісі жоғары материалдардан дайындалады. Резисторлар жеке құрылымлық элементтер түрінде қаңқасыз, қызулы қаңқасында, жиекті, шойын құйылған немесе болап қалыпты болуы мүмкін. Белгілі бір схема бойынша жиналған және бірыңғай құрылым- дық түйінге жиналған бірнеше элементтер резисторлар жәшігі деп аталады.Диэлектрлік беріктігі жеткілікті ыстыққа төзімді материалдан жа- салған цилиндр немесе түтікше түрінде қызулы қаңқасындағы рези- стор (фарфор, стеатит, шамот және басқалары) 4.1-суретте көрсетілген. Цилиндрдегі 1 сымдардың орамы 2 құрылымлың қаттылығын қамтама- сыз етеді және цилиндрдің жылу сыйымдылығы есебінен элементтің жалпы жылу сыйымдылығын арттырады. Цилиндрдің бұранда тәрізді науашасы, тереңдігі және салынатын сымдардың диаметріне байланы- сты қадамы болады. диаметрі 0,3 - 2,0 мм сымды қолданады. Кедергі сатыларынан сыртқа шығарылған өткізгіштер қамытшалардың 3 көме- гімен орындалады. Цилиндрдегі осьтік тесік резисторды жәшікке бекіту үшін арналған (цилиндр білікке кигізіледі). Цилиндр технологиясының шарттары бойынша резисторлардың аз қуатына шағын өлшемде дайын- далады (105 Вт дейін).Шағын диаметрлі сымдар үшін науашасыз цилиндрлер қолданыла- ды. Жылу берілісін жақсарту және сымдарды жылжудан сақтау үшін  -сурет. Қызулы қаңқадағы резистор:1 — цилиндр; 2 — сымдар; 3 — бекіту қамытшасы оны эмальдың немесе шынының қабатымен үстінен жабады. Мұндай құрылымды резисторлардың 5-тен 150 Вт дейін қуаты және 1 Омнан 50 кОм-ға дейін кедергісі болады. олар иілімді немесе қатты өткізгіштері бар, реттелмейтін немесе реттелмелі болуы мүмкін.Жиекті резисторлардың мысалдары 4.2-суретте көрсетілген. Мұн- дай резисторлардың қаңқасы (жиегі) бүйір қабырғасында фарфор не- месе стеатит оқшаулағышы 2 бекітілген болат пластинасы 1 болады. Оқшаулағышы сымды немесе кедергі таспасы 4 салынатын тереңдігі болады. Таспа не жалпағынан (константин) не қырынан (фехраль) са- лынады. Кедергі сатыларының сыртқа шығарылған өткізгіштері қамыт- шалар 3 немесе дәнекерленген мыс ұштықтары 5 түрінде орындалады. Пластинаның 1 бекітуге арналған ойықтары болады. жәшіктегі эле- менттерді құрастыру үшін оқшауланған біліктер қолданылады. Қажетті сипаттамалар (кедергі, ток) параллель-жүйелі топтарға жеке элемент- тердің сәйкес қосылысын алады. константаннан резисторлар 35 А дейін токтарда (резистор қуаты – 350 Вт), фехральден жасалған резисторлар – үлкен токта орындалады. Фехральды резисторлардан жасалған жәшік- тер үлкен қуатта (үш мың киловаттан бірнеше мың киловаттқа дейін) дайындалады.Шойыннан құйылған және болат қалыпты резисторлар бекітуге арналған тартпасы бар иректелген элементтерден орындалады (4.3-су- рет). Жұқа пластиналарға пластина шеттерін ию жолымен немесе оқ- -сурет. Жиекті резисторлар:1 — болат пластина; 2 — оқшаулағыш; 3 — бекіту қамытшасы;4 — кедергі таспасы; 5 — ұштық -сурет. Кедергінің шойын- нан құйылған элементі токқа дайындалады. шауланған қырлар көмегімен қаттылық беріледі.Резисторлар оқшауланған білікте пакет түрінде жәшіктерде жиналады. Қосылыстардың қажетті схемасы оқша- улаушы және металл қашықтық шайба- ның сәйкес орналасуымен алады. Жеке резисторлар 250- 300 А дейін токта, ал жәшіктер – 1 000 А және одан артық Резисторларды дайындау үшін қолданылатын материалдар жоғары шекті электр кедергісіне, балқу температурасына, механикалық берік- тікке және коррозиялық беріктікке ие, сондай-ақ өңделуі жақсы, әрі құны төмен. Көптеген жағдайларда материалдың кедергісінің мүмкін- дігінше аз температуралық коэффициенті болуы талап етіледі.Таза металдар әдетте төмен шекті кедергіге ие, сондықтан резистор- ларды дайындау үшін оларды сирек қолданады. Әдетте мыс-никель, марганец-мыс, хромникель, темірхром қорытпалары, сондай-ақ құйма шойын және болат қолданылады. Графит, мұнай қожы, карборунд және басқа ұқсас материалдар арнайы резисторларды дайындауға арналады.Резисторлар ұзақ (реттеуші, жүктемелік), қайтамалама-қысқа мерзімдік (іске қосу, тежеуші және және т.д.) және қысқа мерзімді (раз- рядты, іске қосу, тежеуші және т.б.) жұмыс режимдері үшін қолданы- лады. Резисторлардың жүктемелік қабілеті жылу есептеулері негізінде жұмыс режиміне сәйкес анықталады.Ұзақ режим кезінде жүктемелік қабілеті келесі формула бойынша анықталадыP = K Fτ, (4.1)мұндағы F — жылу беру бетінің ауданы; τ — қоршаған орта температу- расынан резистор температурасының артуы.Кейбір резисторлар үшін жылу берілісі коэффициентінің мәні K4.1-кестеде келтірілген.Сымның ұйғарынды жүктемесін немесе кедергі таспасын ұйғарын- ды ток немесе ток тығыздығы бойынша бағалау қолайлы. Сым үшінP = RІ 2 = ρ l І 2 = ρ 4l І 2S πd2 (4.2) F = 10πdl, (4.3)мұндағы l, d — сәйкесінше сымның ұзындығы және диаметрі.l мәндері (4.3) формулаға метрде, d мәндері — миллиметрде қойы- лады, нәтижесі (F мәні) квадрат сантиметрде алынады (бұл жерде кө- бейткіш 10). Резисторлар элементіК , Вт/(см2 • K)тЖылу берілісінің бетіКонстантан, реотан сымынан жасалған шиыршықтар немесе сымнан жасалған таспалар немесе тік күйіндегі басқа мыс- никель қорытпасының таспалары0,002Сымның немесе таспаның жалпы бетіНауашаға салынған константан немесе нихромды сымнан жасалған орамы бар түтікті эмальданған элементтер, фарфор цилиндрлер0,0021- 0,0023Түтіктің сыртқы бетіКонстантан немеес нихромды сымнан не таспадан жасалған орамы бар жиекті элементтер0,001 -0,0014Сымның толық бетіШойын шиыршықтар0,001.0,0013Элементтің толық беті P және F үшін өрнектерді (4.1) теңдеуіне қойып, аламызІ = πd √2,5 К τd/ρ; (4.4) J = І 4√2,5К τd/(pd) Таспа үшін S. т (4.5) P = ρ l І 2bh ; (4.6) F = 2(β + h)10l ≈ 20hl. (4.7)Соңғы жорамал таспа қалыңдығы b оның енімен һ салыстырғанда аз болуы мүмкін.(4.1) теңдеуіне ұқсас алмастыруларды орындап, аламыз:І ≈ h√ 20К τd/ρ; (4.8) j = √20К τd/(pd). (4.9)Қайталама-қысқа мерзімді және қысқа мерзімді режимдер үшін жүктемелік қабілетті анықтау кезінде қаңқаның сыйымдылығын еске- ру керек.Қызулы қаңқадағы элементтер үшін тұрақты қыздыру уақыты β c G + c G T = к к к о о К F (4.10) мұндағы c , G —шекті жылу сыйымдылығы және қаңқа массасы; c , —шекті жылу сыйымдылығы және сым (орам) массасы.Сымнан жылу бұруға қаңқаның қатысуын ескеретін коэффициент βқысқа мерзімдік режим кезінде 0,3-0,4, ұзақ мерзімдік режим кезінде — 0,8-0,9 құрайды. 4.2.Балқығыш сақтандырғыштардың міндеттері және жұмыс істеу принциптері Сақтандырғыш — бұл белгілі бір мәннен артаын ток әрекетімен осы ток өткізгіш бөліктер үшін арнайы қарастырылған бұзылулар арқылы қорғалатын тізбекті сөндіру үшін арналған коммутациялық электр аппараты.Құрылымның көпшілігінде тізбекті сөндіру қорғалатын тізбек тоғымен тікелей қыздырылатын балқығыш ендірмені балқыту жолымен жүзеге асырылады. Тізбекті сөндіргеннен кейін жанып кеткен ендірмені жарамдыға ауыстыру қажет. Бұл қолмен немесе автоматты жасалады. Соңғы жағдайда барлық сақтандырғыш ауыстырылады.Сақтандырғыштар электр желілерімен бір уақытта пайда болды. Құрылғының және қызмет көрсетудің қарапайымдылығы, шағын өл- шемдері, жоғары сөндіруші қабілеті, және азғантай сомасы оның өте кең қолданысын қамтамасыз етті. Төмен кернеулі сақтандырғыштар бірнеше миллиамперден мыңдаған амперге дейін токта және 660 В дей- ін кернеуде дайындалады, ал жоғары кернеулі сақтандырғыштар – 35 кВ дейін және жоғары кернеуде дайындалады.Сақтандырғыштардың құрылымдары алуан түрлі, алайда олардың барлығының келесі негізгі элементтері болады: корпус немесе салмақ түсіруші деталь, балқығыш ендірме, түйіспелі қосқыш құрылғы немесе доға сөндіргіш орта.Сақтандырғыштың маңызды сипаттамасы балқығыш ендірменің токтан жану уақытының тәуелділігі – уақыт-ток сипаттамасы болып та- былады (4.4-сурет).Сақтандырғыштың жұмысы бір-бірінен күрт ерекшеленетін екі ре- жимде өтеді: қалыпты жағдайларда және токтың күшею және қысқа тұйықталу жағдайында. Бірінші жағдайда ендірменің қызуының он- дағы барлық бөлінетін жылудың қоршаған ортаға берілетін, белгіленген процесінің сипаты болады. Бұл ретте ендірме және сақтандырғыштың барлық детальдері орнатылған температураға дейін қыздырылады.Бұл температура ұйғарынды мәндерден аспауы тиіс. Ұзақ жұмыс кезінде балқымалы ендірме есептелген ток балқыма ендірменің номи- налды тоғы І ном деп аталады. Ол сақтандырғыштың өзінің номиналды тоғынан ерекшеленуі мүмкін. Әдетте бірдей сақтандырғышқа түрліноминалды токтардағы балқымалы ендірмелерді қоюға болады. Онда көрсетілген сақтандырғыштың номиналды тоғы сақтандырғыштың осы құрылымы үшін арналған балқымалы ендірменің номиналды тоғының ең үлкеніне тең.Жүктеме тоғын арттыру кезінде ендірме температурасы және сақтан- дырғыштың басқа детальдері өседі. Ендірме ұзақ уақыт бойы жанбай- тын ең үлкен ток балқымалы ток І деп аталады. Оның мәні ендірме қимасының өлшемдеріне, оның пішініне, материалы мен ұзындығына, сондай-ақ сақтандырғыштың құрылымына, қоршаған температура мен      -сурет. ПН-2 сериялы сақтандырғыштың уақыт-ток сипаттамасы бірқаттар басқа факторларға тәуелді.Балқымалы токтың мәні әдетте нормаланады. Калибрлеу кезінде минималды балқымалы ток беріледі, мысалы І ∞mіn = (1,3- 1,4) І ном , бұл ретте балқымалы ендірме 1,2 сағат ішінде жанбауы тиіс және ендірмесісағат ішінде балқуы тиіс және максималды балқымалы ток, мысалы ∞max = 1,61ном. Балқымалы ток (І >> І ) асатын токтар кезінде балқы- малы ендірме қысқа мерзім ішінде жанып бітуі тиіс. Токтың өсуімееендірменің балқу уақытының тез қысқаруына қол жеткізу үшін екі жол- мен жүреді:балқымалы ендірмеге арнайы пішін береді;металлургиялық әсерді қолданады.Бірінші жағдайда ендірмені жеке учаскелерде оның қимасын азай- татын кесіктермен пластинкалар түрінде орындайды (4.5-сурет). Осы сығылған учаскелерде кең учаскелерге қарағанда жылу көп бөлінеді. Номиналды ток кезінде артық жылу ендірме материалының жылу өт- кізгіштігі салдарынан ең кең бөліктерге таралып үлгереді және барлық ендірменің іс жүзінде бір температурасы болады. Токтың күшеюі кезін- де (І ≈ І∞max) тар учаскелерді қыздыру тез өтеді, себебі жылудың бөлігі кең учаскелерге бұрылып үлгереді. Балқымалы ендірме бір ең ыстық орында балқиды (ажыраудың ықтимал орны 4.5-суретте штрихты сы- зықтармен көрсетілген). Қысқа тұйықталу кезінде (І >> І ) тар учаске- лерді қыздыру іс жүзінде олардан жылуды бұрумен ескермеуге бола- тындай қарқынды жүреді. Балқымалы ендірме бірнеше немесе бірден барлық тар орындарда бір уақытта жанады.Көптеген құрылымдарда балқымалы ендірмеге қысқа тұйықта- лу тоғы кезінде туындайтын электродинамикалық күштер ол балқып үлгергенге дейін ендірмені ажырататын пішін береді. 4.6, а-суретте ажырау орны шеңберлермен белгіленген. Бұл учаскелер ең аз қимамен орындалады. Шамадан тыс токтар кезінде электрдинамикалық күштер аз және балқымалы ендірме ажырамайды, тар орында балқиды. 4.6, б-суретте көрсетілген құрылымда шамадан тыс және қысқа тұйықталу кезінде тізбекті өте тез сөндіру осы учаскелердің балқуы өткенге дей- ін тар учаскелерде металды жұмсарту кезінде ендірмені 1 ажырататын серіппелер 2 есебінен қол жеткізіледі.Металлургиялық әсер көптеген тез балқитын металдардың (қалайы, қорғасын және басқалары) балқыған күйде кейбір баяу балқитын метал-лдарды ерітуге қабілетті болуымен тұжырымдалады.Осылайша алынған ерітінді бастапқы материалдарға қараған- да өзге сипаттамаларға ие (мысалы, -сурет. Фигуралы балқымалы ендірме үлкен электрлік кедергілерге және төмен балқу температурасына). Көр-  -сурет. Жеделдетілген ажыраумен балқымалы ендірме пішіндерінің мысалдары (а, б):1 — балқымалы ендірме; 2 — серіппе; F — ажыратушы күш сетілген құбылыс бірқатар параллель сымдардан жасалған ендірмесі бар сақтандырғыштарда қолданылады.Шамадан тыс жұмсалу кезінде ендірменің балқуын жеделдету және сымда оны балқыту кезінде барлық ендірменің ортақ температурасын төмендету үшін шағын қалайы шариктер дәнекерленеді. Ендірменің температурасы қалайының балқу температурасына жеткенде шамадан тыс ток кезінде шарик балқиды және ол дәнекерленген металл бөлігін ерітеді. Ендірменің кедергісін жергілікті ұлғайту және ол орындалатын металдың балқу температурасын төмендету жүреді. Номиналды режим- де шарик іс жүзінде ендірмені қыздыру температурасына әсер етпейді.Бұл талап етілетін уақыт-ток сипаттамаларын алу тәсілі мысалы, өте қалың сымдар үшін 2 мм дейін диаметрмен шаригі бар және диаметрі 0,3 мм сымның диаметрі 1 мм шарик кезінде жұқа ендірмені қолданады. Ендірменің өсуі кезінде металлургиялық әсердің ықпалы тез төмендей- ді және іс жүзінде әсер етпейді.Шамадан тыс токтар мен қысқа тұйықталулар кезінде ендірменің жанып кетуін жеделдетудің қарастырылған тәсілдері балқымалы сақтандырғыштардың бір өте маңызды қасиеті – олардың ток шектеуші әрекетін негіздейді. Балқымалы ендірме қысқа тұйықтау кезінде токтың белгіленген мәнге жетіп үлгергенше біршама ерте жанады. Осылай- ша, қысқа тұйықталу тоғы 2-5 есе шектеледі, бұл электродинамикалық күштердің бұзушы әрекеттерін төмендетеді. Мысалы, қысқа тұйықта- лудың белгіленген тоғы егер балқымалы ендірме 8 кА тоғы кезінде жанып кетпесе, қысқа тұйықталу тоғы ендірменің жануы арқасында 3 еседен артық, тізбектегі электродинамикалық күштер – 9 еседен артық шектеулі болып қалса, 25 кА жетуі мүмкін. Металл әсерді пайдалану- мен балқымалы ендірменің ток шектеуші әрекеті ток шектеудің басқа әрекеттеріне қарағанда төмен.Балқымалы ендірменің жануынан кейін туындайтын электр доға- сын сөндіру мүмкіндігінше тез сөндірілуі тиіс. Доғаны сөндіру уақыты сақтандырғыштың құрылымына және сөндірудің қабылданған тәсіліне тәуелді. Балқымалы сақтандырғышты балқымалы ендірмені ауысты- рғаннан кейін оның одан әрі жарамды жұмысына кедергі келтіретін деформациясыз немесе қандайда бір бұзылуларсыз сөндіруге болады, сақтандырғышты сөндірудің шекті тоғы деп аталады.Толтырғышсыз жабық патрондары бар заманауи сақтандырғыштар- да доға пайда болу салдарынан патронда туындайтын жану өнімдерінің жоғары қысымының есебінен, ал толтырғыш болғанда – толтырғыштың тар көлемінде доғамен туындайтын жоғары қысымды және толтырғыш доғасын қарқынды салқындату есебінен сөнеді. Бұл ретте доғаны сөн- діру сақтандырғыш патронының шектеулі көлемінде өтеді. Патрон ше- гінен тыс не доға жалыны, не иондалған газдар лақтырылмайды.Ендірменің ток шектеуші әрекетімен бірлесіп доға сөндірудің зама- науи жүйесі балқымалы ендірменің шектелмеген сөндіруші қабілетіне әкеледі. Бұл сақтандырғыштардың қысқа тұйықталудың үлкен токта- рын қалағанынша сөндіруді білдірмейді. Шектелмеген сөндіруші қа- білетін былай түсінген дұрыс: балқымалы сақтандырғыштар қысқа тұйықталудың белгіленген тоғына өте үлкен мәндерде қол жеткізуге болатын тізбектер қорғау үшін қолданылады (заманауи ірі энергия қон- дырғыларында 200- 500 кА мәндерін болжамдауға болады).Балқымалы ендірмелер қорғасыннан, қалайысы бар қорғасын қорт- пасынан, мырыштан, мыстан, күмістен және т.б. дайындалады. Тез балқитын металдардан жасадған ендірмелер (қорғасын, мырыш – балқу температурасы 200-420 °С) сақтандырғыштың өзінің жоғары емес тем- пературасын алуға мүмкіндік береді. Мырыш ендірмелері кең таралған. Мырыш буларының доғаны сөндіруге ықпал ететін ионданудың салы- стырмалы жоғары әлеуеті болады. Мыстан және күмістен жасалатын ендірмелер аз қима алады, алайда олардың кемшілігі жоғары балқу тем- пературасы болып табылады, бұл сақтандырғыш детальдердің қатты қызуына және тез бұзылуына шамадан тыс токтар кезінде әкеледі. Мыс балқымалы ендірмелердің коррозияға қарсы жабыны болуы міндетті; болмаған жағдайда тотығу оның уақытылы емес жануына және ендірме қимасының біртіндеп азаюына әкеледі.Параллель балқымалы ендірмені қолдану (үлкен токтар кезінде) ендірменің тура сондай көлденең қимасы кезінде салқындаудың үлкен бетін алуға мүмкіндік береді. Бұл ендірмені салқындату жағдайын жақ- сартады және толтырғышы бар сақтандырғышта) толтырғыш көлемін жақсы қолдануға мүмкіндік береді. 3.Төмен кернеулі сақтандырғыштардың конструкциясы ПР-2 сериялы толтырғышы жоқ жабық құрастырмалы патрондары бар сақтандырғыштар (4.7-сурет, а, б) 220 және 500 В кернеуде 15-.1000 А патрондардың номиналды тоғын және 6 -. 1000 А балқымалы ендір- мені дайындайды.Габаритті өлшемдері мен номиналды токтарға байланысты олардың сөндіруші қабілеті 1,2.20,0 кА құрайды.Сақтандырғыш екі түйіспелі тіректен және ішінде бір немесе екі (ток мәніне байланысты) балқымалы ендірмелер орналасатын бір па- троннан тұрады. Балқымалы ендірмелер (4.7-сурет, в) табақ мырыштан дайындалады. Тіректер шаппа түйіспелері бар ток өткізгіш бөліктер мен бекіткіш деталь жиынтығынан тұрады. 15- 63 А тоғында сақтан- дырғышты түйіспелі басу түйіспе тіректерінің қапсырмасы; 100-350 А токтағы сақтандырғыштарда — болат сақиналы немесе пластинкалы серіппе; 630-1 000 А токтарда — түйіспелі тіреуіште белгіленген пласт- масса тұтқышы бар бұранда есебінен құрылады.Патрон (4.7, а, б-суретті қараңыз) екі жағынан балқымалы ендірме- ге 2 арналған кесігі болатын жез төлкелер 3 бұралған фибр түтіктен 1 тұрады. Төлкеде 63 А дейін токтағы сақтандырғыштарда патронның түйіспелі бөліктері болып табылатын жез қалпақшалары 4 бұралған. 100-..1 000 А токтағы сақтандырғыштарда түйіспелі бөліктер мыс пы- -сурет. ПР-2 сериялы сақтандырғыштар:а, б — сәйкесінше 15 - 63 А және 100 - 1000 А номиналды токқа патрондар; в — балқымалы ендірменің пішіндері; 1 — фибрлі түтік; 2 — балқымалы ендірме; 3 — төлке; 4 — қақпақша; 5 — шайба; 6 — мыс пышағы шақтары 6 болып табылады. Пышақтардың бұрылысының алдын алу үшін пышақ жігі болатын астарлық шайба 5 қарастырылған.Ендірменің жануы кезінде туындайтын доға түтік қабырғасынан 1 қатты газ генерациясын тудырады, түтіктегі қысым тез өседі, бұл доға- ны қарқынды сөндіруге әкеледі.ПД және ПДС сериялы сақтандырғыштар (4.8-сурет) 350 В дейін кернеумен тұрақты токтың және 380 В дейін кернеумен 50 Гц жиілікпен айнымалы токтың тізбектерін қорғау үшін есептелген. ПД сериялы сақтандырғыштар 1 - 630 А токта жеті үлгілік өлшемдер; ПДС сериялы–1 - 350 А токта алты үлгілік өлшемдер дайындайды және басқалары- ның жоғары механикалық беріктігі болады. ПДС сақтандырғыштар ПД сақтандырғыштарынан олардың корпусы фарфордан емес, стеатиттен орындалуымен ерекшеленеді. Екі серияның сақтандырғышының негіз- гі бөліктері фарфор немесе стеативтті негізі 12 бар түйіспелі гильза 9 және ендірме болып табылады. Соңғысы түйіспелі гильзаға 9 бұрала- тын бастиекпен 2 бекітіледі. Түйіспелі гильзаға сыртқы қосылыстардың түйіспелі тірегі 10 ішке айналдырылады. 63 А дейін токтағы сақтанды- рғышта басқа сыртқы түйіспе 13 жапсыру немесе дәнекереу жолымен ток өткізгішке бекітіледі, үлкен токты сақтандырғыштарда ол болтты қосылыстар түрінде орындалады. Түйіспелі гильза гетинаксті шайба- мен 11 ток өткізгіш шинадан оқшауланады. Серіппелі сақина 7 өздігі- -сурет. Шыны тесік:1 — шыныланған тесік; 2 — бастиек; 3—көз; 4 — қалпақшалар; 5 — цилиндр; 6—балқымалы ендірмелер; 7 — серіппелі сақина; 8 — кварц құмы; 9 — түйіспелі гильза; 10 — түйіспелі тірек; 11 — шайба; 12 — негіз; 13 — сыртқы түйіспе нен бұралатын бастиектің алдын алады.Ендірме бүйірлерінде түйіспелі қақпақшалар 4 бекітілген жалаңаш фарфор цилиндрден 5 тұрады. Қалпақшалары арасында бақылаушы алюминий көзімен 9 байланысты бақылау сымы мен балқымалы ендір- мелер орналасқан. Цилиндр 5 кварц құмымен 8 толтырылған.Сақтандырғышпен қорғалатын тізбектегі ток ұйғарындыдан асқан- да, бақылау сымы балқымалы ендірмемен бірге жанады және бақылау көзі шыныланған тесікпен 1 кеңістікке орналасатын серіппемен лақты- рылады. Бақылау көзі шыныланған тесік 1 арқылы көрінеді. Көздің ор- наласуы бойынша балқымалы ендірменің жарамдылығы туралы талқы- лайды. Доғаны сөндіру толтырғыштың тар каналдарында қарқынды салқындау және жоғары газ қысымы есетінен жүзеге асырылады. Қа- растырылған сақтандырғыштардың сөндіруші қабілеті —15 кА дейін.ПН-2 сериялы сақтандырғыштар (4.9-сурет) 500 В айнымалы токқа және 440 В тұрақты токқа дейін күш кернеулерін қорғау үшін арналған. Олар 100, 250, 400 және 630 А номиналды токтарда орындалады және ток шектеуші әрекетке және жоғары ажыратқыш қабілетке ие.Корпус 1 әрбір бүйірінен төрт бұрандалы саңылаулары бар, ішінде дөңгелек және сыртынан шаршы зерленген фарфор түтіктен тұрады. түтікке шаппа түйіспелі өткізгіштердің 3 шайбасына электртүйіспелі нүктелі дәнекермен пісірілген балқымалы ендірмесі бар түйін енгізіл- ген. Түтіктің әрбір бүйірінен түйіспелі түйін қақпаққа 4 бұрандалармен бекітіледі. Асбестті астарлары бар қақпақтар корпусқа бұралады және оны герметикалық жабады.Түтіктің ішкі жолағы оның барлық ұзындығы бойынша ендірмемен қоршалған таза және құрғақ кварц құмымен 6 толтырылған. 120- 180°С температурада қыздырылған және жуылған тұз қышқылының екі пайыздық ерітіндісімен өңделген, түйіршігінің диаметрі 0,2 - 0,3 мм болатын, кемінде 98 % аспайтын кварц құрамымен құм қолданылады. Корпусты бітеу құмды дымқылданудан қорғайды. -сурет. ПН-2 сериялы сақтандырғыш:1 — корпус; 2 — балқымалы ендірме; 3 — сыртқа шығарылған өткізгіштер; 4 — қақпақ; 5 — асбестті төсем; 6 — кварц құмы; 7 — тесу; 8 — қалайы шарик Балқымалы ендірме қалыңдығы 0,15 .. 0,35 мм және ені 4 мм дейін бір немесе бірнеше мыс таспаларынан орындалады. Тесу 7 кемінде 6 мм ұзындықта ендірменің қимасын 2 есеге азайтады. Жұқа параллель таспаларды қолдану осы номиналды ток үшін балқымалы ендірменің қимасын, сонымен бірге доғадағы металл буларының санын төмендету- ге мүмкіндік берді.Соңғы жағдай доғаны сөндіруді жеңілдетеді. Параллель каналдарда бірнеше доғаның туындауы толтырғыштың үлкен көлеміне доға энерги- ясының шашырауына қатысуға мүмкіндік береді, доғаның сөндірілуін жеңілдетеді.Сақтандырғыштың қызуын аз шамадан тыс жүктемелер кезінде төмендету үшін металлургиялық әсер қолданылады. Ендірменің әрбір таспасына қалайы шарик 8 дәнекерленеді. Қалайы шарик дәнекерлен- ген орындағы таспа металының балқу температурасы 475 °С жетеді. Сақтандырғыш детальдерінің температурасының артуы норма шегін- де табылады. Сөндіруші қабілеті 50 кА-дан (100 А токтағы сақтанды- рғышта) 100 кА дейін (630 А токтағы сақтандырғышта) құрайды.Патроны жабық және НПБ-2 сериялы толтырғышы бар тез әрекет ететін сақтандырғыштар 40-тан 630 А дейін номиналды токта шыға- рылады және жартылай өткізгіш күш шұрасымен электр құрылғыла- рын қорғау үшін арналған. Сақтандырғыштың ампер-секундтық сипат- тамасы шұраның ампер-секундтық сипаттамаларынан төмен жатыр. Сақтандырғыштар айнымалы ток жағынан (номиналды кернеу 380 В) және түзетілген ток жағынан орнатылуы мүмкін.Бұл сериялы сақтандырғыштар балқымалы ендірменің құрылы- мымен ПН-2 сериялы сақтандырғыштардан ерекшеленеді. Балқымалы ендірме күміс таспадан дайындалады және сақтандырғыштың қорға- ныш сипаттамасына сәйкес есептелген қимасы болады. 4.Жоғары кернеулі сақтандырғыштардың конструкциясы Жоғары керенулі сақтандырғыштардың жұмыс істеу принциптері мен міндеттері төмен кернеулі сақтандырғыштардыкіндей. Жоғары кернеулі сақтандырғыштарды құру кезіндегі негізгі қиындық доғаны сөндірумен байланысты. Заманауи құрылымдарда негізінен газдардың жоғары қысымы кезінде сөндіруді (ұсақ түйіршікті толтырғышы бар сақтандырғыштар) және автогаз немеес сұйықпен үрлеу көмегімен сөн- діру қолданылады.ПК және ПКТ сериялы ұсақ түйіршікті толтырғыштары бар сақтан- дырғыштар 3; 6,3; 10 және 35 кВ кернеуде және сәйкесінше 400, 300, 200 және 40 А номиналды токта орындалады. Күш сақтандырғыштары- ның ең үлкен сөндіруші қабілеті 200 МВ-А құрайды. Кернеудің өлшеу трансформаторларының тізбектерін қорғау үшін қолданылатын аз ток- тағы ПКТ сериялы сақтандырғыштарда ол 1 000 МВ · А және одан ар- тыққа жетеді. Мұндай жоғары сөндіруші қабілеті ток шектеуші әсерінің арқасында қамтамасыз етіледі.Қысқа тұйықталу тоғын күш сақтандырғыштарымен сөндірудің толық уақыты — 0,005-0,007 с. Сақтандырғыштар ішкі және сыртқы орнату үшін арналған.ПК сериялы сақтандырғыш (4.10-сурет) болан негізде 3 оқшау- лағыштар 2 және патрон 4 көмегімен бекітілген түйіспелік тіреуден 1 тұрады. Патронның (4.11-сурет) жез қақпақтарының ұшымен армату- раланған оқшаулауышы корпусы 3 болады. Патрон ішінде балқымалы ерітінді орналасады. Барлық көлем кварц құмымен 5 толтырылған. Сақтандырғыштың іске қосылуы туралы якорь сигнал береді, оның ұстаушы болат сілтегіш ендірмесі 6 жанғаннан кейін арнайы серіппе- мен итеріледі.Шағын токтардағы сақтандырғыштарда балқымалы ендірме кера- микалық білікке 4 оралған жұқа сымдар түрінде орындалады (4.11-су- рет, а). Үлкен токтағы сақтандырғыштарда балқымалы ендірме жеке шиыршықты қабатталған сымдар түрін-де қолданылады (4.11-сурет, б). Сымдар мыс, күмістелген не константандық бо- лады. Мұндай құрылым шектеулі ұзын- дықтағы патронда жеткілікті ұзын ендір- мені орнатуға ұмтылуымен негізделеді. Бұл сақтандырғыщтар үшін балқымалы ендірменің (миллиметрде) ұзындығы зерттеулерге сәйкес l = 160 + 70ином, мұндағы ином — номиналды кернеу, кВ.Балқымалы ендірменің сымдарын бұрау орнында шамалы жүктелім кезінде сақтандырғыш температурасын төменде- ту үшін қалайы шариктер дәнекерленеді. 7,5 А және төмен токтағы сақтанды- рғыштарда ендірменің артық күш жұм- сауын 4 шектеу үшін айнымалы қимамен орындайды. Жеке учаскелердің жануы- ның түрлі уақыты сөндіру кезінде артық күш жұмсаудың төмендеуіне әкеледі.Доғаның автогазбен, газ және сұй- ықпен сөндірілетін сақтандырғыштары мыс (ток өткізуші) және болат (ұстаушы) -сурет. ПК сериялы сақтандырғыштардың жалпы түрі:1 — тірек; 2 — оқшаулағыш;3 —негіз; 4 — патрон сурет. ПК сериялы сақтанды- рғыштардың патрондары:а — керамикалық білікте балқыма ен- дірмемен; б — шиыршықты сым түрінде балқыма ендірмемен; 1 — қақпақтар; 2 — қақпақтар; 3 — корпустар; 4 — керамика- лық білік; 5 — кварц құмы; 6 — сілтеуіш ендірме; 7 — сілтеуіш якорьлері; 8 — ісе қосылғаннан кейін сілтеуіштің жағдайы;9 — тірек; 10 — қалайы шариктер бөліктерден тұратын қысқа балқымалы ендірмемен орындалады. Ендір- мені балқытқаннан (жанып кетуінен) кейін (алдымен тыс, одан кейін болат бөліктер) доғалық аралық серіппе немесе түзілетін газ қысымы- ның көмегімен ұзартылады. Доға доға сөндіруші немеес газ тудырушы ортада созылады және газбен немесе сұйықпен үрлеу әрекетімен сөнеді.ПСН типті атқыш сақтандырғышта (4.12-сурет) патроннан иілімді байланысты 2 тарту түйіспелі ұштықпен 1 байланысты пышақ серіп- песімен жүзеге асырылады. Газ түзуші түтікке 3 тартылған доға ондағы қысымды шұғыл арттырады және өте қарқынды бойлық автоүрлеу құрады. Нәтижесінде икемді байланыс патроннан лақтырылады, доға серпінді сөнеді. Сөну қыздырылған заг шығарындыларымен, жарық және дыбыс эффекттермен ілеседі.Доғаны сұйықпен сөндірумен сақтандырғышта (4.13-сурет) серіппе -сурет. Доғаны автогазбен сөндірумен сақтандырғыш:1 — ұштық; 2 — өткізгіш; 3 — трубка; 4 — қақпақ; 5, 6 — балқымалы ендірмелер  -сурет. Доғаны сұйықтық сөндірумен сақтандырғыштар:1 — икемді байланыс; 2 — ұстаушы бөлігі; 3 — мыс ендірмесі; 4 — піспек; 5 — тесік; 6 — серіппе 6 доғалы аралықты созып, піспекті 4 тартады және піспекпен барлық көлемді толтыратын сұйықты тесік 5 арқылы итереді. Қарқынды құры- латын бойлық үрлеу доғаны сенімді сөндіреді.Автогазбен және сұйықпен сөндіру 1 500 МВ-А дейін сөндіруші қа- білетімен 110 - 220 кВ кернеуде сақтандырғыштарды құруға мүмкіндік береді. Бақылау сұрақтары Резисторлардың құрылым нұсқаларын атаңыз.Резистордың жүктемелік қабілеті дегеніміз не?Сақтандырғыштардың жұмыс істеу принципі және міндеттері қандай?Сақтандырғыштардың жұмыс режимдерін атаңыз.Жоғары кернеулі сақтандырғыштардың конструкциясының ерек- шелігі немен тұжырымдалады?Сақтандырғыштың жанып кетуі кезінде сөндіру қалай жүзеге асырылады? 5-ТАРАУ СӨНДІРГІШТЕР ЖӘНЕ АЖЫРАТҚЫШТАР 1.Айырғылар және ауыстырып-қосқыштар Айырғылар және ауыстырып-қосқыштар электр тізбектерін қолмен тікелей немесе қашықтан тұйықтау, ажырату немесе қайта қосу үшін арналған. Олар шамалы токтарды сөндіруге есептелген және сәйкес доға сөндіретін құрылғылардың болуы кезінде (1,00- 1,25)І ты сөндіруге рұқсат беріледі. ном дейін ток- Айырғылар және ауыстырып-қосқыштар 100 А-дан және жоғары токта орындалады. Тұрақты токтың осы құрылғыларының жеке серия- лары 10 кВ дейін токта шығарылады. Аз токта да (5 - 10 А) айырғылар дайындалады. Айырғылар және ауыстырып-қосқыштар бір, екі және үш полюсті болады. Олардың негізгі элементтері қозғалмайтын шаппа түйіспелер 2 (5.1-сурет), басқа қозғалмайтын түйіспелерде (тіректерде5)топсалы бекітілген қозғалмалы түйіспелер (пышақтар) 4, доға сөн- діргіш құрылғы 3 және жетек болып табылады. Оқшаулауыш негіздерде 6-11 айырғылар монтаждалады. Айырғы құрылымы артынан немесе ал- дынан қосылуды қарастырады. 5.1, а, в-суреттің сол бөліктерінде айы- рғылардың жалпы схемалары, оң бөлікте – олардың түйіспелі топтары көрсетілген.Жетек орталық тұтқыштар 1 (5.1,б-сурет), б) бүйір тұтқыштар 1 (5.1,а-сурет), а) тұтқыштар жүйесі 9,10 арқылы (5.1,в-сурет) арқылы ор- талық тұтқыштар, білік 7 арқылы жүзеге асырылады.Айырғылардың маңызды бөлігі түйіспелер болып табылады. Басым көпшілігінде бұл аппараттарда шаппа түйіспелер қолданыс табады. Аз токтағы айырғыларда түйіспелі басу сорғыш материалдың серіппелі қасиеттерінің есебінен, ал 100 А және жоғары токтарда – болат серіп- пелер есебінен қамтамасыз етіледі. Басуды ұлғайтумен өтпелі кедергі төмендейді, алайда басу күші үшін шектеуші фактор болып табылатын үйкелістен түйіспелердің тозуы ұлғаяды.Аз токтар кезінде тұрақты токтың доғасын сөндіру (75 А дейін) жи- нақталмайтын пышақтарымен оның механикалық созылуы өтеді. Үл- кен токтар кезінде сөндіру негізінен ток контурының электродинамика- лық күштерінің (айырғы, доға детальдері) әрекетімен доғаны жылжыту есебінен жүзеге асырылады. Пышақ ұзындығының азаюы айырғының   5)1.-сурет. Ажыратқыштардың құрылымы:а — бүйір тұтқышы және доға сөндіргіш камерасы бар ажыратқыш; б, в — ор- талық тұтқыш жетегі және доға сөндіргіш түйіспелері бар ажыратқыштар; 1 — тұтқыштар, 2 — қозғалмайтын түйіспе; 3 — доға сөндіргіш құрылғы; 4 — пы- шақтар; 5 — тіректер; 6, 11 — негіздер; 7 — білік; 8 — серіппе; 9, 10 — тұтқыштар жүйесі; 12 — доға сөндіргіш түйіспелерсөндіруші қабілетін арттыратын электрдинамикалық күштердің және магнитті өріс кернеулігінің өсуіне әкеледі.75 А дейін токты сенімді сөндіру қамтамасыз етілетін пышақтың ұзындығы рационалды болып табылады.Кернеуі 220 В бір фазалық ток кезінде және кернеуі 380 және 500 В үш фазалы ток кезінде электр доғасын сөндіру негізінен нөл арқылы өту кезі орын алатын катод маңы құбылыстары есебінен жүзеге асырыла- ды. Шамамен 2 мм түйіспелер арасында қашықтық кезінде доға сенімді сөнеді. Осыған байланысты өтпелі токты айырғылардағы пышақ ұзын- дығын доғаны сөндіру шарттарынан емес, механикалық шарттарға бай- ланысты таңдау керек.Аз көлемді таратқыш жәшіктерде немесе жабық таратушы құрылғы- ларда айырғыларды монтаждау кезінде доға өлшемдерін шектеу мәселе- сі өзекті болып табылады. Доғаны сөндіргеннен кейін қалған иондалған газдар корпустағы немесе ток өткізгіш бөліктер арасында аралықтар туғызбауы керек.Мұндай жағдайларда айырғылар алуан түрлі доға сөндіруші каме- ралармен жабдықталады.Зерттеулер мен тәжірибе көрсеткендей, өзінің номиналды токтары шегінде сенімді коммутациялық қабілетке ие аз габаритті айырғыларды және ауыстырып-қосқыштарды құру үшін доға сөндіргіш камераларды қолдану қажет. Доға сөндіруші торы бар камера тиімді деп саналады.Доға сөндіргіш түйіспелер 12 100 А жоғары ток кезінде тұрақты ток айырғыларында және түйіспелерінің ажырау жылдамдығы және олар- дың саңылауы доғаны сөндіру шарттарына елеулі әсер етпейтін барлық айырғыларда қолданылады. Соңғысымен сөндіріліп доға сөндіргіш түйіспелер негізгі пышақтардың күюінен қорғау үшін арналады.Үлкен токтардағы (1000А жоғары) айырғылар блоктардың сәйкес санын жинау жолымен бірнеше параллель пышақтармен орындала- ды. Блоктық құрылымдаудың мұндай қабілетінің артықшылығы тек бір блокты өңдеу қажеттілігі болып табылады. Айнымалы ток кезінде олардың арасындағы ток жеке пластиналардың жақындығы салдарынан біркелкі бөлінбейтінін ескеру керек. Айырғының номиналды тоғы бұл ретте пластиналар санына пропорционал емес, баяу өседі. Мысалы, 1 000 А үш параллель элементтер кезінде айырғының әрбір номиналдытоғы 2 500 А болады. 2.Төмен вольтты сөндіргіштер Төмен вольтты сөндіргіштер апатты режимдер кезінде электр тізбек- терінің (мысалы, қысқа тұйықталу, шамадан тыс жүктелім, кернеудің мүмкін емес төмендеуі немесе жоғалуы, ток бағытының өзгеруі және т.б.) кезінде электр тізбектерін автоматты қорғау (сөндіру) үшін, сон- дай-ақ осы тізбектердің жиі емес жедел коммутациялары үшін арналған.Сөндіргіштердің құрылымы, параметрлері мен қорғаныш функци- ялары алуан түрлі. Сөндірудің тез әрекеті, яғни жеке уақыты бойынша оларды қалыпты (сөндіруге уақытты кешіктірумен) және ток шектеуші деп бөлінеді. Тез әрекет деп сөндіргіштердің құрылымдаудың негізгі принциптері анықталады. Өрісті бәсеңдету сөндіргіштерін жеке топқа бөлу керек.Сөндірудің жеке уақыты деп бақыланатын параметр (біздің жағдай- да І тізбектегі ток) түйіспелер ажырауының басталу сәтіне дейін оған белгіленген мәнінен асқан уақытты (ендірме— І ) (бақылау пара- метрінің осы сәтте І откл мәні болады) немесе түйіспелер ажырауының басталу сәтіне дейін сөндіруге импульсты беру уақыты t (5.2-сурет) деп түсіндіріледі. 5)2.-сурет. Қалыпты (а) және ток шектеуші (б) автоматты сөндіргіштермен қысқа тұйықтау кезінде сөндіру процесін сипаттайтын қисық тізбектер Бұл уақыт сөндіргіштің ілінісу құрылғысының құрылымына және ілінісу тәсілінен, сондай-ақ қозғалмалы жүйе массасынан, сөндіруші серіппенің күштерінен және оны жылжыту жолдарынан түйіспелердің ажырау сәтіне дейін тәуелді. Сөндіргішті сөндірудің толық уақыты деп негізінен доға сөндіргіш құрылғының тиімділігіне тәуелді доғаны сөн- діру уақыты t плюс жеке сөндіру уақыты түсіндіріледі. Номиналды токқа және құрылымына тәуелді қалыпты сөндіргіштерді сөндірудің жеке уақыты 0,02-0,10 с құрайды.Сөндірер алдында іске қосылатын импульсты алғаннан кейін уақыт- ты ұсталымымен сөндіргіштер уақыт ұсталымын жасайды. Мұндай сөндіргіштер апат орнына жуық участкені сөндіретін іріктемелі қорғау үшін қажет (5.3-сурет). Бұл түрлі уақыт ұсталымы есебінен қол жет- кізіледі (t < t < t < t ). Ток шектеуші сөндіргіштерді сөндіру уақыты 0,005 с аспауы тиіс. Жеке құрылымдарда ол 0,001 с құрайды. Бұл сөндіргіштер ток шекте- уші әсерге ие және қысқа тұйықталудың кез келген іс жүзіндегі ықти- мал токтарымен тізбектерді қорғау үшін қолданылады. Мысалы, 0,08 с сөндіру уақытымен автоматты сөндіргішке 4,5 · 106 А/с тоғының өсіру- дің бастапқы жылдамдығы кезінде қысқа тұйықталудың белгіленген тоғы бар тізбекте 280 кА сөндіруге тура келеді, ал t = 0,04 cөндірілетін тоғымен 160 кА тең.Магнитті өрісті сөндіру сөндіргіштері ірі электр машиналарын қоздыру тізбегінде қолданылады. Егер машина ішінде оқшаулаудың бұзылу нәтижесінде қысқа тұйықталу туындаса, онда апат салдарын шектеуге мүмкіндік беретін жалғыз тәсіл қоздыру орамының магнитті өрістің нөліне тез келтіру болып табылады. ¬Бұл міндетті магнитті өрісті бәсеңдететін сөндіргіштер де орындай- ды. Сөндіргіштердің міндетіне және тез әрекет етуіне қарамастан олар- дың құрамына келесі негізгі элементтер кіреді: басты түйіспелі жүйе (басты түйіспелер), доға сөндіргіш жүйе, жетек, ағытушы құрылғы, ағытқыштар және қосымша түйіспелер.Б а с т ы т ү й і с п е л і ж ү й е — оның негізгі параметрлерін анықтайтын сөндіргіштің маңызды элементі. Ол:қыздырмай және тотықпай, номиналды ток кезінде ұзақ жұмыс ре- жимін қамтамасыз етуі;зақымданбай заманауи өнеркәсіп қондырғыларында 75 - 100 кА, қысқа желілері бар жеке энергия сыйымдылықты өндіріс кезінде 150 - 200 кА жететін қысқа тұйықталудың үлкен тоғын сөндіруге және қосуға қабілетті болуы тиіс.Осыған орай жоғары сөндіруші қабілетімен орта және үлкен ток- тарға сөндіргіштерде мысалы негізгі және доға сөндіруші түйіспелер- ден тұратын көп сатылы түйіспелі жүйелер қолданылады.Металлқышты пайдалану үлкен токта заманауи сөндіргіштерде екі сатылы, ал шағын және орта (630 А дейін) токтарда сөндіргіштерде – бір сатылы (көпірлі, тұтқышты) түйіспелі жүйелерді қолдануға мүмкін- дік береді.Орта және үлкен токтарға түйіспелі жүйелер электрдинамикалық  5)3.-сурет. Іріктемелі қорғаныс схемасы күштерді өтеумен орындалады. Электродинамикалық өтеу принципін ең тиімді санау керек. Теңелтуші күш (электрдинамикалық күштер си- яқты) ток квадратына пропорционал өседі және жүйені теңелтуші күш лақтырушы күштен үнемі асып түсетіндей орындауға болады. Электро- магнитті өтем үлкен ток кезінде тиімсіз болады, себебі магнитті жүй- ені қанықтыру кезінде (10 - 25 кА тоғы кезінде) теңелтуші күш токтың ұлғаюымен аз өседі, сол уақытта лақтырушы күш ретінде ток квадраты- на пропорционал ұлғаюын жалғастырады. Жеке жағдайдарда түйіспе- дегі ток шектеуші күш сөндіргіштің ток шектеуші әсерін (тез әрекетін) алу үшін қолданылады. Сөндіргіштің кинематикалық жүйесін электр- динамикалық күштердің әрекетімен түйіспені лақтыру уақытында түй- іспелі жүйелердің ажыруы өтетіндей және түйіспелер ыдырайтындай орындайды. Түйіспелерді қайта тұйықтау өтпейді.Түйіспелі жүйелердің номиналды токтарын арттыру сұйықпен, атап айтқанда, сумен салқындату есебінен, ал сөндіргіштердің номиналды токтарын арттыру – параллель түйіспелі жүйелерді қолдану жолымен ықтимал.Д о ғ а с ө н д і р г і ш жүйе шектеулі көлемде қысқа тұйықталу- дың үлкен токтарының сөндірілуін қамтамасыз етуі тиіс. Туындайтын электрдинамикалық күштердің әрекетімен доға тез созылады және сө- неді, алайда оның жалыны өте үлкен кеңістігін алады. Доға сөндіргіш құрылғының міндеті доға өлшемдерін шектеуінде және аз көлемде оның сөндірілуін қамтамасыз етуінде. Осыған орай тар саңылаулары бар камера мен доға сөндіргіш торлары бар камера кең таралған. Зама- науи құрылымда жалын сөндіретін тор плюс доға сөндіретін торы бар камера, жалын сөндіретін тор плюс тар саңылаудағы доға сөндіретін торы бар камера және т.б. сияқты құрамдастырылған құрылғылардың түзілуіне әкелетін жалын сөндіргіш торлар кеңінен қолданысын табады.Ж е т е к қандай да бір команда бойынша (оператор, автоматты басқару жүйелері және басқалары) сөндіргішті сөндіру үшін арналған. Сөндіргіштер қол немесе қозғаушы жетекті және сонымен берге басқа болады. Қозғаушы жетек деп оператордың бұлшықет күштерінен басқа, кез келген энергия көзімен (электр магнитпен электр қозғалтқышымен, пневматикалық, гидравликалық жүйелермен және т.б.) жасалатын күштерді қолданатын жетек түсіндіріледі. Сөндіргішті сөндіру ағы- тушы құрылғыларды ажыратудан кейін серіппелермен жүзеге асырыла- ды. Ағытушы құрылғы:қорғалатын тізбектегі жұмыстың қалыпты емес режимі кезінде тұтқыштың қосулы күйінде сөндіргіш түйіспелерін ұстау мүмкіндігін жою үшін;операторға, жетек түрі мен массасына тәуелді емес түйіспелерді ағыту жылдамдығын, сәттік сөндіруді қамтамасыз ету үшін арналған.А ғ ы т у ш ы қ ұ р ы л ғ ы сөндіруші серіппелермен қосылған қозғалмалы түйіспе жүйесімен қосу жетегін біріктіретін топсалы бай- ланысты тұтқыштардың жүйесін көрсетеді. Құрылғының жұмыс істеу принципін 5.4-сурет түсіндіреді.«Қайырулы» күйінде (5.4-сурет, а) түйіспелер 7 және 8 тұйықталған, ал фигуралы тұтқыш 9 білікті 5 cөндіретін ілініспен 4 қойылған. Мұн- дай жағдай тұтқыштарды 1 оңға бұру кезінде алынады. Тұтқыштарды 1 оңға бұру кезінде сөндіруші серіппе 2 сынғыш тұтқыштарды 3 және 6 тұтқыштағы 9 топсаның О тіреуіне дейін өлі күй арқылы аударады. Бұл ретте түйіспелер 7 және 8 тұйықталады, сөндіргіш «қосулы» күйге өтеді (5.4-сурет, б).Қорғалатын тізбектегі жұмыстың қалыпты емес жағдайлардың туындай жағдайында сәйкес ажыратқыш сөндіруші білікті 5 бұрады және оны фигуралы тұҚорғалатын тізбектегі қалыпты емес жұмыс жағдайының туындау жағдайында сәйкес ажыратқыш сөндіруші білікті 5 бұрайды және оны фигуралы тұтқышпен 9 оны ажыраудан шығарады. Сөндіруші серіппе- лер әрекетімен фигуралы тұтқыш бұрылады және сынғыш тұтқыштар 3 және 6 өлі күй арқылы оңға бұрылады. Сөндіруші серіппе тұтқыштар- ды «сындырады» және түйіспелерді 7 және 8 ажыратады, сөндіргіш«автоматты сөндірілген» күйде қалады (5,4-сурет, в). Қайта қосу үшін тұтқышты оңға бұру және сөндіруші білікпен фигуралы тұтқышты 1 ілініске енгізу қажет.Ажыратушы құрылғылардың құрылымы өте алуан түрлі, алайда олардың әрекеті сипатталғандарға ұқсас. Схемалы ағытушы құрылғы екі ажыратылған тұтқыштар түрінде сипатталады.Автоматты сөндіргіштердегі сөндіруші және түйіспелі серіппе- лер ондаған және жүздеген ньютондарға күштерді дамытады, алай-  5)4.-сурет. «Қайырулы» (а), «қосулы» (б), автоматты сөндірулі» жағдайла- рында автоматты сөндіргіштің ағытушы құрылғыларының схемалары:1 — тұтқыш; 2 — серіппе; 3, 6 — сынғыш тұтқыштар; 4 — ілініс; 5 —білік; 7, 8 — түйіспелер; 9 — фигуралы тұтқыш  5)5.-сурет. Ең жоғары ток ағытқыштар (а) мен ең төмен ағытқыштар (б) схемалары:1 — ток өткізгіш шина; 2 — серіппе; 3 — ағытушы құрылғы; 4 — якорь; 5 — ысырма да ажыратушы құрылғылардың тұтқыштар жүйесі ажырату үшін ша- малы күштер талап етілетіндей құрылады. Бұл сезімталдығы жоғары дәрежемен жеңіл а ғ ы т қ ы ш т а р д ы ң болуына мүмкіндік береді. Ағытқыштар қорғалатын тізбектің берілген параметрін бақылайды және ажырау механизміне әрекет етіп, осы параметрдің мәндерн бел- гіленгеннен сөндіру кезінде сөндіргішті сөндіреді. Олар соңғы немесе оған бейімделген құрылымның элементтерін қолданумен сөндіргішке кіріктірме реледен немесе реле элементтерінен тұрады.Соңғы уақытта жартылай өткізгіш реле және олардың элементтер базасында ағытқыштар көп қолданыс табады. Бұл ретте ағытқыштар- дың бақылаушы және салыстырушы органдары ажырау механизміне әсер ететін тәуелсіз электр магнитті ажыратқышқа (атқарушы орган) шығысымен жартылай өткізгіш элементтерде орындалады. Орындауға байланысты ағытқыштардың келесі түрлерін ажыратады:токтық барынша лездік немесе баяу әрекеттер (соңғылары жүкте- мені ағытқыштар ретінде қолданылады);ең төмен (белгілі бір деңгейден төмен кернеуді төмендету кезінде сөндіргішті сөндіру үшін) және тәуелсіз (оларға сәйкес кернеуді беру кезінде іске қосылатын сөндіргіштің қашықтан сөндіру үшін) кернеу- лер;ток бағыттарын өзгерту кезінде іске қосылатын кері ток;токтың мәніне және оның өту уақытына байланысты іске қосыла- тын жылу (әдетте жүктемеден қорғау үшін қолданылады);бірқатар факторларды үйлестіру кезінде іске қосылатын құрамда- стырылған.Тез әрекет ететін токтық барынша ажыратқышпен сөндіргіштің сых- басы 5.5, а-суретте көрсетілген. Сөндіргіш полюсінің ток өткізгіш щи- насы біліктен және якорьден 4 түратын магнитті өткізгішті қамтиды. Ток белгілі бір мәннен жоғары болғанда, электрмагниттің тартқыш күші серіппелердің 2 күшін арттырады, якорь білікке тартылады және сол арқылы ағытушы құрылғыны босатып сөндіруші білікті бұрады. Іске қосылу тоғы серіппелердің 2 созылу күштерінің өзгеруін реттейді.Кернеудің ең төмен ажыратқышы (5.5, б-сурет) біліктен, якорьден 4 және бақыланушы кернеуге әкелетін орауыштан тұратын электромаг- ниті болады. Қалыпты режимде якорь тартылады.Бақыланатын кернеу белгілі бір мәннен (ендірмеден) төмен болған- да, якорь реттеуші (сөндіруші) серіппелер 2 әрекетімен түседі, және іл- мек 5 арқылы ағытушы құрылғыға әсер етіп сөндіргішті сөндіреді.Магнитті жүйе ағытқыштар номиналды кернеу кезінде орауыштың МҚК якорьды созу үшін жеткіліксіз, алайда оны ұстау үшін жеткілікті. Сөндіргішті қосуға дайындар кезінде якорь сөндіргіш білігімен байла-нысты тұтқыштар көмегімен білікке тартылады. 3.Жоғары вольтты сөндіргіштер Жоғары вольтты сөндіргіштер номиналды жұмыс режимінде жоға- ры кернеу тізбектерінің жедел тұйықталуы және ажыруы және апатты режим кезінде (артық жүктелім, қысқа тұйықталу және т.б.) осы тізбек- терді автоматты ажырату үшін арналған. Қысқа тұйықталу кезінде тіз- бекті автоматты және жеткілікті тез сөндіру қысқа тұйықталудың үлкен токтарының әрекеттерінен қымбат электр жабдықтарының бұзылуы- ның және зақымдануының алдын алатын сөндіргіштің негізгі және ең жауапты операциялары, сондай-ақ энергия жүйесінің қалыпты жұмыс істеуінің ықтимал бұзылулары болып табылады.Сөндіргіштер 50 М В –А-дан 40 000 МВ-А дейін сөндіру қуаты кезінде 3-тен 750 кВ дейін номиналды кернеуде, 50 А-дан 20 кА дейін номиналды токта орындалады.Сөндіргіш құрылымын анықтаушы негізгі фактор доғаны сөндіру тәсілі болып табылады. Осыдан бұл сөндіргіштер келесі негізгі топ- тарға бөлінеді:1)май сөндіргіштері — доғаны сөндіру майда өтеді. Бұл топқа тек доға сөндіргіш ортасы болатын майдың аз көлемді аз май сөндіргіштері және ток өткізгіш бөліктері болып табылатын майдың үлкен көлемі бо- латын бак сөндіргіштері кіреді;2)ауа сөндіргіштері — доғаны сөндіру арнайы көзден алынатын сығылған ауа ағынымен жүзеге асырылады;3)ауа автопневматикалық сөндіргіштер — доғаны сөндіру үшін қа- жетті сығылған ауа сөндіруші серіппелер энергиясының есебінен құры- лады; 4)автогаз сөндіргіштері — доғаны сөндіру электр доғасының жоға- ры температурасының әрекетімен камера қабырғасынан бөлінетін газ- дармен жүзеге асырылады;5)сығылған элегазы бар сөндіргіштер— доғаны сөндіру алты фтор- лы күкірт ортасында өтеді;6)электромагнитті сөндіргіштер — доғаны сөндіру алуан түрлі ка- мераларда магнитті үрлеу көмегімен жүзеге асырылады;7)вакуумдық сөндіргіштер — доғаны сөндіру вакуумда өтеді. Аталған топтардың әрқайсының сөндіргішімен олардың қолдану ая-сын анықтайтын кемшіліктері ме өз артықшылықтары тән.Бірінші екі топтағы сөндіргіштер кернеудің, токтың және сөндіру қуатының барлық шкаласында орындалады. Олар ішкі және сыртқы қондырғы үшін дайындалады. Қалған бес топтың сөндіргіштерінің сөн- дірудің салыстырмалы аз қуаты (50-300 MB · А), токтары (300-600 А дейін) және кернеуі (6-15 кВ дейін) болады. ерекшелік жеке құрылымда- ры 35 - 220 кВ кернеуде, сонымен бірге сөндірудің аз қуаттарымен орындалатын сығылған элегазы бар сөндіргіштер мен вакуумдық сөн- діргіштер құрайды. Соңғы бес топтың сөндіргіштері көбіне кернеудің сөндіргіштері және кернеудің жұмыс токтарымен тізбектің қосылуын және сөндірілуін жүзеге асыратын және қысқа тұйықталу токтарын сөндіруге арналмаған аппараттары ретінде қолданылады.Әрбір топтың сөндіргіштері бөлінеді:әрекет ету уақыты бойынша — тез әрекет ететін, жеделдетілген әрекетте және тез әрекет етпейтін;фазалар саны бойынша - бір фазалық және үш фазалық;фазаға тізбектің ажырау орнының саны бойынша — бір, екі және көп есе ажырауы бар сөндіргіштерде;жетегі бар құрылымдық байланыс бойынша – жеке етегі бар және кіріктірме жетегі бар сөндіргіштерде. Екі жағдайда да жетек не қолмен, не қозғалтқыш сөндірумен болуы мүмкін;орнату түрі бойынша— ішкі және сыртқы орнатуға арналған, сон- дай-ақ жарылыс қаупі бар ортаға арналған сөндіргіштерде;автоматты қайтамала қосудың (АҚҚ) болуы бойынша — бір дүр- кін, бірнеше дүркін, фаза бойынша және тез әрекет ететін қайталама қосу (ТӘҚҚ) сөндіргіштерінде;тарату құрылғыларының схемаларында орындалатын функциялар бойынша – генераторлық және таратушы (соңғылары фидерлік және кіші станциялық деп бөлінеді).Генераторлы сөндіргіштер номиналды токтардың (бірнеше ондаған мың амперге дейін) және сөндіру қуатының (ондаған мың мегавольт-ам- пер) үлкен мәндерімен, кернеудің (6. 20 кВ) және сөндіру уақыты (0,1-2 с) салыстырмалы шағын мәндерімен сипатталады.Тарату (фидерлік) сөндіргіштер номиналды токтардың (300-. 600 А) және сөндіру қуаттарының (100 - 300 МВ·А) генераторлық аз мән- дерімен, АПВ болуымен және сөндірудің біршама аз уақыттымен ерек- шеленеді.Кіші станциялық сөндіргіштер жоғары номиналды кернеумен (110 - 150 кВ), сөндірудің үлкен қуатымен, тез әрекет етуімен (сөндіру уақыты–0,008 - 0,010 с) және бір дүркін, бірнеше дүркін және фаза бойынша әрекеттердің АПВ болуымен сипатталады.Номиналды кернеу мен токтан басқа жоғары вольтты сөндір- гіштердің сипаттамасы үшін келесі параметрлер қолданылады: қосу тоғы І вкл —сөндіргіш сөндіру тоғымен түйіспелерді келесі пісірусіз қосуға қабілетті токтың ең үлкен амплитудалы мәні; сөндірудің номиналды І откл.ном және шекті Іпред токтар, яғни сәй- кесінше номиналды және төмен кернеу кезінде зақымдамай сөндіругеқабілетті сөндіргіш;келесі формула бойынга үш фазалы сөндіру кезінде анықталатын сөндірудің номиналды қуаты Р откл = √3U ном откл.ном динамикалық тұрақтылық тоғы І дин —түйіспелерді лақтырмай және зақымдамай сөндіргішті өткізуге қабілетті токтың максималдымәні; белгілі бір уақытта әрекет ететін термиялық төзімділік тоғы Ісөндіргіші зақымдамай өткізуге қабілетті ток; терм қосу уақыты, жеке сөндіру уақыты және толық сөндіру уақыты. Мысал үшін май бак сөндіргіштерін қарастырамыз. Олар 50-.25 000MB ·А сөндіру қуаты кезінде номиналды ток (50 - 20000 А) және кернеу (3 -. 750 кВ) барлық шкалада орындалады. 3.20 кВ кернеуде мұндай сөн- діргіштер қолмен, қашықтан және автоматты басқарумен бір бакті (бір бакте үш фаза) және АПВ, 35 кВ және одан жоғары кернеуде –бірне- ше дүркін әрекетті АПВ және БАПВ және қашықтан немесе автоматты басқарумен және сыртқы орнату үшін үш бакті (жеке бактегі әрбір фаза) дайындалады.Майлы бак сөндіргіші майы бар бакте орналасқан түйіспелі және доға сөндіргіш жүйеден және бак ішінде табылатын жетектен тұрады.Бактердің дөңгелек, эллипстік немеес тура бұрышты қимасы бола- ды. Бірінші екі жағдайда бактың беріктігі аса жоғары, алайда көлемі аз, соңғысында беріктігі де, көлемі де аз. Қазіргі уақытта шағын көлем- де оның жоғары беріктігін қамтамасыз ететін бактің жасымық тәрізді пішіні қолданыста.Бакке трансформатор майы белгілі бір деңгейге дейін құйылады. Бак қақпағы мен май бетінің арасында біршама еркін көлемі қалуы тиіс (әдетте бак көлемінің 20- 30 %) — газ бұрушы түтік арқылы қоршаған кеңістікпен біріктірілген ауа буферлік таяныш. Мұндай таяныш сөндір- гішті сөндіру кезінде бак қабырғасында әрекет ететін қысымды азай- тады, бактен май шығарындыларын жояды және шамадан тыс қысым кезінде жарылыстан сөндіргішті сақтайды.Түйіспелердің ажырау орнында май деңгейінің биіктігі майдың ыды- рауы кезінде бөлінетін ыстық газды ауа таянышына лақтыруды сөндіру уақытында жою сөндіру уақытында жоятындай болуы тиіс. Осы газ- дардың олқылығы жарылғыш қоспаның (шатырлақ газ) түзілуіне және сөндіргіштің жарылуына әкелуі мүмкін. Түйіспелердің ажырау орнын- да май деңгейінің биіктігі номиналды кернеумен және сөндірілетін қу- атпен анықталады. Мысалы, сөндірілетін қуаты 200- 400 MB · А 6-10 кВ кернеудегі сөндіргіште ол 300 - 600 мм, ал 3 500 MB · А сөндірілетін қуатпен 220 кВ кернеудегі сөндіргіште 2 300 - 2 500 мм құрайды.Бүйір және айырлы түйіспелер кең таралған.3 -. 6 кВ кернеу кезінде және аз сөндірілетін қуат кезінде майдағы ажырау кідірісі қолданылады; 10 кВ дейін кернеуде және 100 MB · A дейін сөндіру қуаты кезінде — қарапайым доға сөндіргіш каме¬ра- лар; 35 кВ және жоғары кернеу кезінде — бірнеше дүркін ажыраумен бойлық, көлденең немесе бойлық-көлденең үрлеумен доға сөндіргіш құрылғылар. 4.Ажыратқыштар, бөлгіштер және қысқа тұйықтағыштар Ажыратқыштар — бұл жүктеме тоғының болмауы кезінде кернеу астындағы электр тізбектерінің учаскелерін қосу және сөндіру үшін ар- налған аппараттар. Олар тізбектің қандай да бір учаскесін токсыздан- дыру үшін, сондай-ақ қажетті схеманы таңдау және ауыстырып-қосуды орындау үшін барлық жоғары вольтты қондырғыларда қолданылады. Әдетте ажыратқыштары бар барлық операциялар токсызданған тізбек- тер кезінде жасалады. Қауіпсіздік техникасының элементі ретінде ажы- ратқыш осы мақсаттар үшін сөндірусіз ажыратқыштар қолданылатын төмен вольтты қондырғыларда қолданылады.Ажыратқыштар токтар мен кернеудің барлық шкаласында ішкі және сыртқы орнату үшін дайындалады. Олар жалпы жиекте үш полюсті (әдетте 35 кВ дейін кернеу кезінде) және бір полюсті орындауда (өте жоғары кернеу кезінде) жасалады. 35 кВ жоғары кернеу кезінде фазалар арасында талап етілетін қашықтықтар жеткілікті зор және ортақ жиек шамадан тыс үлкен және ауыр болады.Ажыратқыштың негізгі элементтері оның түйіспелері болып табы- лады. Олар номиналды режимде, сондай-ақ қысқа тұйықталудың өтпелі токтары мен жүктелім кезінде сенімді жұмыс істеуі тиіс. Оқшаулаудың қызуы, динамикалық және термиялық төзімділігі, электрлік және меха- никалық беріктігі ажыратқыштардың еептелуі және құрылымдауының басты мәселелері болып табылады. Ажыратқыштарда жоғары түйіспелі басулар қолданылады. Үлкен ток кезінде түйіспелер бірнеше (сегізге дейін) параллель пластинаны орындайды, тік бұрышты, швеллерлік және дөңгелек қималы пластиналарды орындайды. Жоғары электрди- намикалық тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін электрмагнитті және электрдинамикалық компенсаторлар кең қолданылады («құлыптар» деп жиі аталады).Ажыратқыштар қолмен істелетін, электр қозғалтқыш немесе пнев- матикалық жетекпен жабдықталады. 35 кВ дейін кернеу кезінде аз ток- тарда ажыратқыштар оқшаулау штангасының көмегімен қолмен басқа- рылады. 3 000 А дейін номиналды ток кезінде қолмен тұтқыш жетек; 3 000 А жоғары ток кезінде – қолмен бұрамдықты жетек өте кең тарал- ды. Электр қозғалтқыш және пневматикалық жетектер қолмен басқару қиын немесе мүмкін емес болғанда, сондай-ақ қашықтан немесе авто- маттандырылған басқару кезінде ауыр ажыратқыштармен басқару үшін қолданылады.Ірі апатқа және жазатайым оқиғаларға әкелуі мүмкін токпен ажы- ратқыштардың ажырауына жол бермеу үшін ажыратқыш үнемі сөн- діргішпен бұғатталады. Бұғаттау тек сөндірулі сөндіргіш кезінде ажы- ратқышпен операция жасауға жол береді. Орындау бойынша бұғаттау механикалық, механикалық-құлыпты немесе басқаша болады.Ажыратқыш құрылымының негізгі айырмашылығы қозғалмалы түйіспенің қозғалыс сипатынан тұрады.Ішкі орнату үшін жарғыш типті ажыратқыштарды орындау мы- салы 5.6-суретте келтірілген. Бір және үш полюсті орындауда ұқсас құрылымдар 35 кВ дейін кернеуде және 6 кА дейін токта шығарылады.Ажыратқыштар полюсі тірек оқшаулауыштарында 8 бекітілген өт- кізгіштермен қозғалмайтын түйіспелерден тұрады. Қозғалмалы түйіспе (пышақ) 3 қозғалмайтын түйіспені қамтитын және осьте 3 айналатын екі тік бұрышты пластинадан тұрады. Ось мойынтірекке 4 бекітілген. Түйіспелі басу оське топсалы бекітілген болат пластиналар 5 арқылы әрекет ететін серіппелерді 7 қамтамасыз етеді.Сөндірулі күйдегі пластиналар арасындағы минималды қашықтығы қашықтық төлкесімен бекітіледі. Қозғалмалы түйіспе жетекпен қосу үшін айырмен 6 жабдықталған. Барлық полюстер бір болат плитада не- месе жиекте монтаждалады және ортақ жетегі болады.Болат пластиналар 5 бір уақытта қысқа тұйықталу тоғы кезінде электрдинамикалық күштердің электрмагнитті компенсаторы болып табылады. Қозғалмалы түйіспені қамтитын магнитті ағын көрсетілген пластиналар арқылы тұйықталып, оларды тартуға тырысады. Егер пла- стинаны тартатын электр магнитті күштер F тең болса, онда қозғалма- 5)6.-сурет. Ішкі орнатуға арналған ажыратқыш (6- 10 кВ, 400- 600 А):1 — қозғалмайтын түйіспе; 2 — қозғалмалы түйіспе (пышақ); 3 — ось; 4 — мой- ынтірек; 5 — болат пластиналар; 6 — айыр; 7 — серіппелер; 8 — оқшаулағыш лы түйіспе пластинасын қозғалмайтын түйіспе пластинасына қысатын қосымша күштер F = F b/a.Бөлгіш — бұл онда ток болмаған сәтте, яғни желінің қоректен- діруші соңында орнатылған сөндіргішпен құрылатын АПВ токсыз үзілісі кезеңінде электр тізбегінің зақымданған учаскелерін қорғаныш құрылғының әрекетімен тез автоматты сөндіретін аппарат. Егер қара-пайым ажыратқышта сөндіру жылдамдығы аз болса, онда бөлгіштегі сөндіру процесі 0,5- 1,0 с созылады. Бөлгіштің құрылымы- ның негізінде тартқышында сығылған күйде (іске қосылған) күйде ілгекпен ұсталынатын сөндіруші серіппе орналасатын ажыратқыш салынған. Ажыратушы электромагнитке кер- неу беру кезінде серіппе босайды, нәтижесін- де бөлгіш іске қосылады.Қысқа тұйықтағыш — бұл ондағы бұзылу кезінде электр тізбектерінің тез ав- томатты қысқа тұйықталу құрылғысының әрекетімен құру үшін арналған аппарат. Құрылымдық қысқа тұйықтағыш тез әрекет ететін жетегі бар ажыратқыштан тұрады. Қазіргі уақытта ең перспективалы элегаздық қысқа тұйықтағыш болып табылады (5.7-су- 5)7.-сурет. Элегаздық қысқа тұйықтағыш (110 кВ):1 — фарфорлы цилиндр; 2, 3 — түйіспелер; 4 — сильфон; 5 — тарту күші  5)8.-сурет. Тек сөндіргіштермен (а) және бөлгіштермен және қысқа тұй- ықтағыштар бар тізбектерді орналастыру схемалары (б):В — В — сөндіргіштер; Т — трансформатор; О — бөлгіш; К — қысқа тұй- 1 3 р зықтағыш рет). Оның түйіспелері 2 және 3 фарфор цилиндрде 1 орналасқан. Ци- линдр ішіндегі элегаз қысымы 0,5 МПа құрайды. Қозғалмалы түйіспе жетегі тартқышпен 5 жүзеге асырылады. Сильфон 4 іске қосылу уақы- ты қарапайым қысқа тұйықтаушыларға қарағанда 4-5 есе аз аппараттың бітелуін қамтамасыз етеді. Жоғары вольтты кіші станцияларда кіріс сөндіргіші В қысқа тұй- ықтауышпен К үйлесімде бөлгішпен О алмастырылады (5.8-сурет). Мұндай ауыстыру оның сенімділігін нашарлатпай, қорғаныш қонды- рғысын айтарлықтай жеңілдетуге және арзандатуға мүмкіндік береді. , а-суретте көрсетілген схема кезінде трансформатор Т бұзылу жағдайында сөндіргішпен В сөндіріледі. 5.8, б-суретте көрсетіллген схема кезінде қорғау құрылғысының сигналы бойынша жерде металл қысқа тұйықталуды құрып, қысқа тұйықтауышты К іске қосады. Бұл желі басындағы сөндіргіштің В іске қосылуына әкеледі. Токсыз үзіліс уақытында автоматты қайталама қосу ақаулы трансформаторды сөн- діріп бөлгішке О тұйықталады. Сөндіргіш В қалған трансформаторлар- да қуат көзін қалпына келтіріп қайта қосылады.Бөлгіштен ол АПВ циклінің токсыз үзілісі уақытында тізбекті то- лығымен сөндіруге үлгеретіндей тез әрекетті талап етеді. 5.Реакторлар және электр тоғын ажыратушылар Реактор — бұл апатты режимдер кезінде желідегі кернеуді ұстау және қысқа тұйықталу токтарын шектеу үшін арналған өзгеріссіз ин- дуктивті орауыш.Әдетте қуат көзіне (генераторға) тұтынушылардың бірнеше желілері қосылады, сондықтан 1г >> Тр.Сондықтан, реактордың реактивті кедергісі Хр >> Хг және желіде қысқа тұйықталу жағдайында ток реактор параметрлерімен ғана шек- теледі. Реактор сенімді аппарат болып табылады және желі аппаратура- сын таңдау осы реактордың кедергісімен анықталатын қысқа тұйықталу тоғы бойынша реактордың кедергісімен анықталатын қысқа тұйықталу тоғы бойынша жасалады, бұл таратушы құрылғыны едәуір жеңілдетеді және арзандатады. Қысқа тұйықталу кезінде іс жүзінде барлық кернеу реактордың индуктивті кедергісіне түседі, сондықтан шинадағы кернеу номиналдыға жуық алынады.Электр тоғын ажыратушылар электр машиналарында және аппа- раттарда оқшаулау кідірісін тудыруы мүмкін артық жүктемеден (мыса- лы, жай разрядтары кезінде) электр қондырғысын қорғау үшін қолда- нылады. Электр тоғын ажыратушы қысқа уақытта қауіпті кернеу пайда болатын тізбекті учаске жерімен жалғайды және сол арқылы электр қондырғысын сақтайды.Кіші станцияларда вентильді (вилитті) электр тоғын ажыратушылар кең таралған (5.9-сурет). Вилит — бұл керне-уді арттыру кезінде кедергіні шұғыл төмендету қасиетіне ие болатын кермикалық құрам. Кер- неуді төмендеткеннен кейін вилитті дисктердің кедергісі қалпына келтіріледі және жердегі тіз- бек үзіледі. -сурет. 10 кВ кернеуге вилитті электр тоғын ажыратушылар:1 — желіге қосуға арналған қысқыш; 2 — серіппе; 3— ұшқынды аралықтар; 4 — валит дисктерінің блогы; 5 — фарфор қаптамасы; 6 — тығыздау; 7 — жерге тұйықтаушы қысқыш Бақылау сұрақтары Таратушы құрылғылардағы электр тізбектерінде ажыратқыштар мен ауыстырып-қосқыштардың міндеті қандай?Электр тізбектерінде автоматты сөндіргіштер не үшін орнатыла- ды?Ажыратқыштарда және сөндіргіштерде электр доғасын сөндіру қалай жүзеге асырылады?Қандай элементтер төмен вольтты және жоғары вольтты сөндір- гіштерден тұрады?Сөндіргіштердің негізгі сипаттамаларын атаңыз.Қандай электр аппараттары ажыратқыштар және бөлгіштер деп аталады; олардың айырмашылығы неде?Қысқа тұйықтағыштар не үшін қолданылады?Реакторлар мен электр тоғынан ажыратқыштардың функцияла- ры қандай? 6-ТАРАУ БАСҚАРУ АППАРАТТАРЫ 1.Басқару батырмалары Қарапайым басқару аппараты немесе команда аппараты басқару ба- тырмасы болып табылады. Ол негізгі тізбекті коммутациялайтын түй- істіргіштерді электромагнит тізбектерін тұйықтау және ажырату жо- лымен электр қозғалтқыштарын іске қосу, токтату және реверс сияқты алуан түрлі схемаларда қолданады.Батырманың негізгі бөлігі қимасы 6.1-суретте көрсетілген батырма- лық элемент болып табылады. Жұмыс сенімділігін арттыру үшін түй- іспелер күмістен жасалады. Айнымалы ток кезінде доға 500 В дейін кернеу мен 3 А ток кезінде екі ажыраудың болуының арқасында жақсы сөнеді. Тұрақты ток кезінде доға нашар сөнеді: 440 В кернеу кезінде элемент 0,15 А дейін ғана токты сөндіреді. Батырма айнымалы токтың электромагниттерін қосатындықтан, түйіспелер 60 А жететін түйістір- гіш орамының іске қосу тоғын тұйық күйде сенімді өткізуі тиіс. Басқару схемаларын тізбекті сөндіру батырмамен емес, онымен жүйелі қосулы қуатты аппаратпен жасайтындай жобалаған жөн.Егер сағатына қосылу жиілігі үлкен белгілі бір бағдарлама бойынша басқарудың бірнеше тізбектерін ауыстырып-қосуды қажет болса, онда команда контроллерлер қолданылады. -сурет. Батырмалық элемент:1 — батырма; 2 — серіппе; 3 — қозғалмайтын түйіспе; 4 — қозғалмалы түйіспелер Реттелмейтін жұдырықшалы команда контроллерлері кең таралды. 6.2-суретте тұрақты токтың команда контроллерінің қимасы көрсетіл- ген. Оның әрекет ету принципі жұдырықшалы күш контроллерінің әре- кет ету принципіне ұқсас. Көпірлі түйіспені сөндіру 2 кезінде доғаның сөнуін жеңілдететін екі ажырау құрылады. Түйіспелердің жұдырықша- лы жетегі, түйіспеден тұтқыштың 4 айналу орталығына дейін елеулі қашықтығы, түйіспелердің үлкен ерітіндісі батырмалы элементпен са- лыстырғанда сөндіру тоғын шамамен 4 есе ұлғайтуға мүмкіндік береді. Команда контроллері білігінің күйі тұтқышты бекіткіш және серіппелер 1 көмегімен бекітіледі. Түйіспелердің тұйықталу және ажырау сәттері жұдырықша бейініне 5 тәуелді. Команда контроллердің білігін айнал- дыру кезінде өз кезегінде қозғалтқыштың күш тізбектеріндегі коммута- цияны жүзеге асыратын сәйкес күш түйіспелерімен басқару өтеді.Аппараттың іске қосу сәтін өте дәл реттеу қажеттілігі болған жағдайда команда контоллердің реттелмелі жұдырықшалы командасын қолданады. Мұндай контроллер элементінің құрылысы мен әрекет ету принципін қарастырамыз.Болат білікте 1 (6.3-сурет) оқшаулау материалынан жасалған диск 3 бекітілген. Диск шеңбері бойынша жұдырықшалар 2 және 7 бекітілетін саңылаулар орналасқан. 2.Команда контроллерлер Шығыршықта 9 жұдырықшаны 7 жүгірту кезінде түйіспелі тұтқыш 8 сағат тіліне қарсы бұрылады және қозғалмайтын түйіспе 4 және 5 көпірлі түйіспемен 6 тұйықталады. Бір уақытта қайтымды серіппе 10 сығылады. Тұтқыш 8 тұтқыш 8 құйыршығының жігінде серіппемен 13 ұсталынатын ілмекпен 12 қосулы күйде бекітіледі.Дискті 3 одан әрі айналдыру кезінде жұдырықша 2 шығыршықтың 9 үстінде орналасқан ысырмаға 12 жүреді және оны тұтқышпен 8 іліні- стен шығарады. Серіппелер 10 әрекетімен түйіспелердің ажырауы өтеді.Мұндай механизмнің үлкен артықшылығы сөндіргіш білігінің ай- налу жиілігінен түйіспелердің ажырау жылдамдығы тәуелсіздік болып табылады. Бұл білікті айналдырудың аз жиілігі кезінде жол сөндіргіші ретінде реттелінетін команда контроллерін пайдалану мүмкіндігін бе- реді.Түйіспелердің ілінісу және ажырау сәті үлкен дәлдікпен кең шек- терде реттеледі. Дөрекі реттеу жұдырықшаны дисктегі сәйкес күйге орнатумен жүзеге асырылады (орнату дәлдігі — 18°). Жұдырықшада дәлірек реттеу үшін жұдырықшаны бекіту үшін дисктегі 3 саңылау ор- тасына қатысты екі жағынан 10- 30’ жұдырықшаны жылжытуға мүм-  -сурет. Команда контроллер:1 — серіппе; 2 — көпірлі түйіспе; 3 — қозғалмайтын түйіспе; 4 — тұтқыш; 5 — жұдырықша кіндік беретін бекітудің сопақ тесігі орындалады. Бұл ±25’ орнату дәл- дігін қамтамасыз етеді.Реттелінетін команда контроллері үш қосушы және үш сөндіруші жұдырықшаға дейін әрбір дискте орнатуға мүмкіндік береді. Контроллер тізбектер саны 4-тен 12 дейін өзгеруі мүмкін. Тізбек- тердің үлкен саны электр жетегі автоматикасының аса күрделі схемала- рын басқару мүмкіндігін береді. -сурет. Реттелінетін команда контроллері:1 — білік; 2, 7 — жұдырықшалар; 3 — диск; 4, 5 — қозғалмайтын түйіспе; 6 —көпірлі түйіспе; 8 — тұтқыш; 9, 11 — аунақшалар; 10, 13 — серіппелер; 12 — ысы- рма Команда контроллерінің жетегі арнайы күкірт қозғалтқышымен жү- зеге асырылады, бұл команда контроллермен қашықтан басқаруды жа- сауға мүмкіндік береді. 3.Жолдық сөндіргіштер және микросөндіргіштер Жолдық сөндіргіштер басқарушы органның немесе аппараттың жағдайына байланысты шағын тоғы бар тізбектердің түйіспелерін тұйықтау немесе ажырату үшін арналған. Жол сөндіргіштерінің жеке жағдайы басқарылатын машина органдарын соңғы күйдегі тізбектерін коммутациялау үшін арналған соңғы сөндіргіштер болып табылады.Жолдық сөндіргіштер түйіспе жетектерінің тәсіліне байланысты ба- тырмалы, тұтқышты және айналдырғы деп бөлінеді.Батырмалы жол сөндіргішінде машинаның бақыланатын органы ба- тырмалы элементтің сояуышына әсер етеді (6.1-суретті қараңыз). Осы сөндіргіштің ерекшелігі бақылаушы органның жылдамдығы сияқты жылдамдықпен түйіспелердің ажырауы және тұйықталуы болып та- былады. Токтың шағын шамасы кезінде доғаны сөндіру механикалық созылу есебінен өтеді және түйіспелердің аз ерітіндісі кезінде ол мүл- дем сөнбеуі мүмкін. Сондықтан штоктың кемінде 0,4 м/мин қозғалысы кезінде бақылаушы органның кез келген жылдамдығы кезінде қажетті жылдамдықты қамтамасыз ететін тез әрекет етуші түйіспелермен сөн- діргіштерді қолдану керек.Егер машинаны токтату талап етілсе немесе жоғары дәлдікпен (0,3-0,7 мм) сәйкес ауыстырып-қосуды жасау талап етілсе, онда микроауы- стырып-қосқыштар қолданылады. Мұндай аппараттың схемалық қима- сы 6.4-суретте келтірілген.Ауыстырып-қосқыштың ортақ нүктеден бір тұйықтаушы және бір ажыратушы түйіспелері болады. Қозғалмайтын түйіспе 1 және 2 -сурет. Жолдық микроауыстырып-қосқыш:1, 2 — қозғалмайтын түйіспе; 3 — корпус; 4 — қозғалмалы түйіспе; 5, 6 —серіп- пелердің фигуралы және тегіс бөліктері; 7 — сояуыш пластмасса корпуста 3 бекітілген. Қозғалмалы түйіспе 4 тегіс 6 және фигуралы 5 бөліктен тұратын арнайы серіппелер соңында табылады. 6.4-суретте көрсетілген күйде серіппе жоғары түйіспедегі 2 қысымды жасайды. Штокқа 7 басу кезінде серіппелердің деформациясы өтеді және түйіспенің ең шеткі күйіне жіберілуі өте тез жасалады (0,01 -0,02 с ішінде), бұл тізбектің сенімді сөндірілуін қамтамасыз етеді. Шток жүрісі миллиметрдің оныншы үлесін құрайды. ВКМ-ВЗГ сериялы ми- кросөндіргіштер 220 В тұрақты кернеу және 380 В айнымалы кернеу кезінде 2,5 А токты сөндіреді.Егер үлкен жүріс кезінде тізбектегі сенімді ауыстырып-қосу қамта- масыз ету қажет етілсе, тұтқышты ауыстырып-қосқыштар қолданыла- ды.Олардың бірінің схемасы 6.5-суретте көрсетілген. Бақылаушы орган тұтқыш 2 соңында бекітілген шығыршыққа 1 әсер етеді. Тұтқыштың екінші ұшында тұтқыш осінің бойында жылжитын серіппеленген шығыршық 12 табылады. 6.5-суретте көрсетілген күйде түйіспелер 7 және 8 тұйықталған. Бұл механизм күйі ысырмамен 6 сенімді бекітіл- ген. Шығыршыққа 7 сыртқы әсер ету кезінде тұтқыш1 сағат тіліне қарсы бұрылады. Бұл ретте шығыршық 12 тарелкені 11 және онымен байланысты түйіспелерді 8 және 9 бұрады, нәтижесінде түйіспелер 7 және 8 ажыратылады, ал түйіспелер 9 және 10 тұйықта- лады.Түйіспелердің тұйықталуы және ажырауы шығыршық 1 қозғалысы- ның жылдамдығына байланысты емес үлкен жылдамдықпен өтеді. Бұл тұрақты токтың 220 В дейін кернеу кезінде 6 А дейін токтысөндіру мұмкіндігін береді. Сөндір- гіштің шығыршыққа 1 әсері токтаған- нан кейін бастапқы күйіне оралуы серіппемен 5 қамтамасызз етіледі.Жоғары дәлдікті тізбектердің үл- кен санын ауыстырып-қосуды жасау қажеттілігі болғанда жолдық сөндір- гіш ретінле реттелмелі команда кон- троллері қолданылады. Оның білігін механизмнің басқарушы білігімен не тікелей не басқарушы біліктің және жұдырықшалы шайбаны айналдыру -сурет. Тұтқышты жолдық ауысты- рып-қосқыш:1, 12 — аунақшалар; 2 — тұтқыш; 3 — ось;4, 5 — серіппелер; 6 — ысырма; 7- 10 — түй- іспелер; 11 — қақпақ жиілігің қажетті арақатынасын қамтамасыз ететін редуктор арқылы қо- сады.Қазіргі уақытта өнеркәсіп магнитті датчикті және жартылай өткіз- гіш релені не тұрақты магнитпен басқарылатын герконды қолданатын түйіспесіз жолдық сөндіргіштерді шығарады.Электр жетегімен және аппараттармен басқару тізбегінде УП типті әмбебап ауыстырып-қосқыштар кеңінен қолданылады. Мұндай ауы- стырып-қосқыш секцияларының құрылғысы 6.6-суретте көрсетілген. Әрбір секцияның екі түйіспелі қосылыстары (ажырауы) болады. Тізбек сымының бір ажырауын қолдану жағдайында қозғалмайтын түйіспеге 2 және қозғалмалы түйіспемен 4 байланысты қысқышқа 6 қосады. Білікті 8 айналдыру кезінде қозғалмалы түйіспенің 4 түйіспелі тұтқышына 5 әсер ететін жұдырықша 9 бұрылады, нәтижесінде түйіспелердің 2 және 4 тұйықталуы өтеді.Сөндірілетін токтың және жеткізу кернеуінің сәйкес мәндері кезінде екі ажырау қолданылады. Ауыр жағдайларда екі көршілес секцияның түйіспелері жүйелі қосылады. Бұл ретте жүйелі қосылған төрт ажырау алынады.Ауыстырып-қосқыштың номиналды тоғы – 20 А. Бақыланатын тіз- бектер (секциялар) саны 2-ден 16 дейін өзгеруі мүмкін.Жоғары сөндіруші қабілетінің, тізбектердің үлкен санының және УП ауыстырып-қосқыштардың коммутациялық жағдайларының арқасында 500 В дейін кернеу кезінде 5 кВт дейін қуатпен электр қозғалтқышта- рын іске қосу және реверстеу үшін кең қолданылады. -сурет. Әмбебап ауыстырып-қосқыш секциясы:1, 4 — қозғалмалы түйіспелер; 2 — қозғалмайтын түйіспе; 3 — тірек; 5 — тұтқыш;6 — қысқыштар; 7 — негіз; 8 — білік; 9 — жұдырықша 4.Әмбебап ауыстырып-қосқыштар Бұл ауыстырып-қосқыштарды олардың орам орауышын ауысты- рып-қосу жолымен асинхронды қозғалтқыштарды айналдыру жиілігін және бағыттарды өзгерту үшін қолдану тиімді.Электр магнитті жетегі болатын автоматтарды, сондай-ақ сөндір- гіштерді қолдану кезінде алдымен схема іске қосуға дайындалатын (дыбыстық сигнализация, жыпылықтаушы шамдар және т.б. іске қо- сылады), одан кейін аппараттың қосылуы өтетін бірқатар тұтас комму- тациялық операцияларды өткізуге болады. Мұндай жағдайларда түй- іспелі жүйесі пакет сөндіргішіндегі түйіспелі жүйеге ұқсас басқарудың ауыстырып-қосқыштарын қолданады.УП типті ауыстырып-қосқыштан айырмашылығы басқарудың ауы- стырып қосқышында белгіленген және белгіленбеген күйлері болады, ол білікке оператор әрекет етуін токтатқан кезде автоматты түрде айна- лады. Ауыстырып-қосқыштың басқару тұтқыштарының екі белгіленген (көлденең және тік) және екі бекітілмеген (сағат тілі бойынша тік 45° және сағат тіліне қарсы көлденең 45°) күйлері болады.Ауыстырып-қосқыштың коммутациялық күйінің диаграммасы 6.1-кесте түрінде берілген.«Сөндірулі» (О) күйіндегі ауыстырып-қосқыш көлденең күйде табылады. Бұл ретте 1, 4, 5, 8 және 14 тізбектері болады. Аппаратты тұтқышқа қосу үшін алдымен «Алдын ала қосу» (В) күйіне ауыстыра- ды. Бұл ретте 2, 3 және 7, 9 тізбектер тұйықталады. Одан кейін тұтқыш сағат тілі бойынша 45° (В күйіне) бұрылады. Бұл ретте 6, 11, 13 тіз- бектер тұйықталады, 2 және 9 тізбектер тұйық болып қалады. Аппа- ратты тұтқышқа қосқаннан кейін босатылады және ол автоматты түрде тік күйіне – «Қосулы» күйіне (В) оралады (3,7 тізбектер тұйықталады, 2,9 және 13 тізбектері тұйықталған болып қалады). Тұтқышты сөндіру кезінде алдымен көлденең күйге – «Алдын ала сөндірулі» күйіне (О1) ауыстырылады, одан кейін «Сөндіру (О ) күйіне сағат тіліне қарсы 45° бұрылады. Одан әрі тұтқышты босатады және ол көлденең күйге – О күйіне оралады. 5.Пакеттік сөндіргіштер және ауыстырып-қосқыштар Пакеттік сөндіргіштер және ауыстырып-қосқыштар қуаты көп емес тізбектерде жиі емес коммутациялар үшін арналған көп сатылы аппа- раттар болып табылады (ток 400 А дейін, тұрақты кернеу 220 В және айныламы кернеу 380 В). Пакеттік сөндіргіштер таратушы құрылғы- 6.1-кесте Басқару ауыстырып- қосқышының жағдайыЖағдайды шартты белгілеу Кілт тұтқышының жағдайы Тізбек жағдайы1234567891011121314 Сөндірулі О X — — X X — — X — — — — — X Алдын ала қосу B1 — X X — — — X — X — — — — Қосу В2 — X — — — X — — X — X — X — Қосулы В — X X — — — X — X — — — X Алдын ала сөндіру O1 X — — X X — — X — — — — X — Сөндіру О2 X — — — X V — — — X — X — X ларда және автоматиканың әлсіз тізбектерінде қолданылады. Олар электр қозғалтқыштарын іске қосу және реверстеу, үш фазалық қозғал- тқыштардың орам қосылыстарын «жұлдызшадан» «үшбұрышқа» ауы- стырып-қосу үшін қолданылады. Мұндай аппараттар сақина түрінде бірдей пакеттерден тұрады және өзара жүктемелік қабілетімен ерекше- ленеді.Ауыстырып-қосылаты тізбектер саны пакеттік сөндіргіштің схема- сын және құрылымын анықтайды (6.7-сурет).ПВМ сериялы сөндіргіш (6.8-сурет) пакеттер 1 мен жетек меха- низмінің орнына жеке байланыстардан тұрады. Пакет бір полюс сөн- діргішін түзеді. Әрбір полюстің екі түйіспелі қосылыстары (ажыраула- ры) болады. Қозғалмайтын түйіспе 2 жезден жасалған сом пластинадан тұрады. Қозғалмалы түйіспе (пышақ) 3 сөндіргіштің квадрат оқшау- ланған білігіне отырғызылады және онымен бірге айналады. Түйіспе- лерді басу қозғалмалы түйіспелер 3 сорғышының серпімді қасиет- терінің есебінен құрылады.Қозғалмалы түйіспеге фибрлі пластинадан жасалған жақтар 4 (әр- бір жағынан екі-екіден) бекітілген. Жақ жұптарының арасындағы қашықтық қозғалмайтын түйіспе қозғалысы жетек механизмінің көме- гімен жүзеге асырылады. Тұтқыштарды айналдыру кезінде алдымен серіппе тартылады, ол одан кейін түйіспені жылжытудың қажетті жыл- дамдығын қамтамасыз етеді.Қозғалмалы және қозғалмайтын түйіспелерді ажырату кезінде доға екі ажырауда жанады. Бұл жағдай катод маңындағы электр беріктігі есебінен айнымалы токтың доғасын сенімді сөндіруді қамтамасыз етеді. Доға нөл арқылы айнымалы токты бірінші өтуі кезінде сөнеді. Тұрақты токтың доғасын сөндіру оның фибрлі жақтар арасындағы кеңістікте жануының арқасында қамтамасыз етіледі. Фибрден жасалған доғаның  -сурет. Үш желінің біріне кернеуді қосатын ПК2 ауыстырып-қосқышы- ның схемасы жанасуы газдың бөлінісін тудырады. Пакеттің ішкі жолағы жеткілікті бітеу болғандықтан онда қысым көтеріледі, бұл вольт-амперлік сипат- тамалардың көтерілуіне және нәтижесінде доғаның сәтті сөндірілуіне әкеледі.Екі полюсті схема кезінде тізбек міндетті түрде екі полюсті сөндір- гішпен сөндірілуі тиіс.ПВМ сериялы сөндіргіштің кемшіліктері тозуға төзімділігінің аз болуы (20 · 103 ауыстырып-қосуға дейін) және жетек механизмінің сенімсіздігі болып табылады. ПКВ сериялы жұдырықшалы пакет сөн- діргіші ең жетілген болып табылады (6.9-сурет). Оның білігіне 1 жұды- рықшалар 3 бекітілген (бір пакетке бір-бірден). Әрбір тізбектің көпірлі түйіспе 6 және қозғалмайтын түйіспе 2 түзетін екі ажырауы болады. Білікті айналдыру кезінде жұдырықша бұрылады және сояуыш 4 оның тереңдігіне түседі. Бұл ретте тізбек тұйықталады. Түйіспелерді басу бо- лат серіппемен 5 қамтамасыз етіледі. Тозуға төзімділігін арттыру үшін металл қыш түйіспелер қолданылады. ПВМ сенімділігі аз жетек орны- на команда контроллерінің бекіткіш құрылымы бойынша ұқсас жағдай- ды бекіткіш қолданылады (6.2-суретті қараңыз). ПКВ сериялы сөндір-  -сурет. ПВМ сериялы пакеттік сөндіргіш:1 — пакет; 2 — қозғалмайтын түйіспе;3 — қозғалмалы түйіспе; 4 — жақ -сурет. ПКВ сериялы пакеттік жұдырықшалы сөндіргіш:1 — білік; 2 — қозғалмайтын түйіспе;3 — жұдырықша; 4 — шток; 5 — серіп- пе; 6 — көпірлі түйіспе гіштің ең үлкен тоғы — 160 А; электрлік тозуға төзімділігі — (1 -2) ·105 коммутациялық цикл.Пакеттік сөндіргіштер және ауыстырып-қосқыштар ажыратқыштар- мен салыстырғанда үлкен артықшылықтарға ие.Олар монтаждау кезінде қолайлы, аз габаритті өлшемдері, жоғары дірілге және соққыға төзімді болады. Доға жалын мен газ шығарын- дыларынсыз тұйық көлемде сөнеді, түйіспелі жүйе бір уақытта тізбек- тердің үлкен санын басқаруға мүмкіндік береді. Бақылау сұрақтары Команда контроллерінің құрылғысы мен әрекет ету принциптерін түсіндіріңіз.Жолдық сөндіргіштер қалай орнатылады және не үшін арналған?УП типті әмбебап ауыстырып-қосқыштар қандай жағдайларда қолданылады, олардың құрылғысы қандай?Пакеттік сөндіргіштер және ауыстырып-қосқыштар неден тұра- ды, олардың алуан түрліліктері қандай, міндеті мен құрылғысы қандай?ПВМ сериялы сөндіргіштерде доғаны сөндіру қалай қамтамасыз етіледі?Ажыратқыштар алдында сөндіргіштердің қандай артықшылықта- ры болады? 7-ТАРАУ ЭЛЕКТР АППАРАТТАРЫНЫҢ ЭЛЕКТРМАГНИТТІК МЕХАНИЗМДЕРІ 1.Тұрақты ток электромагнитін тартқышкүштер Электромагниттік механизмдер көптеген электрлік аппараттарды әрекетке келтіру үшін қолданылады. Электрмагниттердің конструкци- ясы әртүрлі.Олардың кейбіреулері 7.1-суретте көрсетілген.Электрмагниттің қосылуы кезінде оның якорі ауысады. Δх учаскесін- дегі якорьдың жүру әрекетіне әсер ететін орташа күш,F = ΔA = – ΔA = – ΔA ср Δх Δδ δ – δонда ΔA — Δх якорьдың ауысуынан жасалатын электрмагниттің меха- никалық жұмысы; Δδ — саңылаудың кішіреюі, Δδ = – Δх; δ , δ —якорь 2 1мен біліктің арасындағы шеткі және бастапқы саңылаулар. -сурет. Электрмагниттердің схемасы:а — айналу якорьмен; б — түзу жүрісті якорьмен; 1 — қапсырма; 2 — якорь; 3орауыш; 4 — білік Электрмагниттің үдеу күшін есептеу үшін dx якорінің аздаған ауы- суында жасалатын механикалық жұмысты анықтап, одан алынған мәнді dδ = – dx саңылаудың өзгерісіне бөлу керек:= dA ср dδ (7.1)F күші саңылаудың азаю жағына қарай қозғалады.Якорьдың әрбір қарапайым ауысуында аталған участкідегі оның dAмәнін, орташа күшін анықтауға болатыны анық.Бірқатар электрмагниттер бірқалыпты токтар орамында бірдей ор- натылған І мәнінде жұмыс жасайды. Мұндай жағдайда 7.2-суретте көр- сетілген қисықтар процесі орын алады.Электромагниттің жұмыс саңылауының ток орамындағы шамасы өзгеріссіз 5 мәнісіндегі F тартылу күші электрмагниттің статика- лық тартылу сипаттамасы деп аталады. Саңылау үшін δ болады 1ср + δ1 2 күшті мына формула бойынша табуға 2 m m SF = і Ψ Oab – δ , мұнда m — токтың осі бойынша масштабы, А/мм; m — тасқын ілінісі іосінің масштабы, Вб/мм; SҰқсас күш анықталады: Ψ—фигура ауданы Oab, мм2. m m S F = і Ψ Obc – δ ,δ + δ орташа саңылаулар кезінде дамитын δ 2 32ср 2 . Дайын электрмагнит үшін оның статикалық мінездемесі оңай алы-нуы мүмкін. Электромагниттің ауа саңылауына магнитсіз төсеу қояды, одан кейін электромагнитке кернеу береді.Динамометр көмегімен электрмагниттің тартымдық күшіне қарсы әсер ететін күшті якорь біліктен үзіліп қалғанша үнемі арттырып оты- -сурет. Токтың тасқын ілінісі тәуелділігі- нен, электромагниттің статикалық тартылу сипаттамасын анықтау рады. Бұл үзілгендегі күш төсеу қалыңдығының саңылау кезіндегі ста- тикалық күшіне тең. Бұдан кейін төсемдер қалыңдығын өзгертіп, саңы- лаудың жаңа мәнінде тәжірибені қайталайды.Электрмагниттің даму күші магнит өрісінің қолданыс бетіндегі по- люстеріне әсерінің анализі негізінде Максвелл формуласының көме- гімен шешілуі мүмкін. Егер өріс жұмыс саңылауында бірқалыпты және плюстер қанықпаған болса, онда Максвелл формуласы бір саңылауда мынадай түрде беріледі 1F = B S =2μ 2δ2μ S (7.2) мұнда μ —магнитті тұрақты, 4π · 10-7 Гн/м тең; B —саңылаудағы магнитті индукция; S — саңылаудың көлденең қимасының ауданы; Φ— саңылаудағы магнитті түйдек.Энергияны сақтау заңынан магнит өрісінен қарапайым ауысу кезін- де алынған якорьдің энергиясы якорьдің атқарылған механикалық жұ- мысының сомасына және магнит қорының артылуына тең:іd Ψ = Fdx + dW ,мұнда іd Ψ — өрісте якорьдың қозғалуынан алынған элементарлық энергия; Fdx — якорьдің элементарлық механикалық жасалу жұмысы;dW — магниттік энергияның көбейісі.d Ψ dWF = – і – м (7.3) теңдеуден dx dx (7.3) dx = – dδ және W = і Ψ/2 болғандығын ескере отырып (сызықтық маг- ниттік тізбекке) аламызF = – і d Ψ + і d Ψ + Ψ dі.dδ 2dδ 2dδ (7.4)Статикалық тартымдық сипаттамалары үшін dі/dδ = 0, өйткені ток тізбегінде өзгермейді.ОндаF = і d Ψ2dδ (7.4)Электромагнитті клапанның (7.1-суретті қараңыз) тасқын ілінісі жұ- мыс ағыны мен ағынның шашырауына байланысты: Ψ = Ψ + Ψ .δ oӨйткені тізбек сызықты (қаныққаннан жарамсыз болды) онда Ψ тасқын ілінісі Φ негізделген жұмыс ағынымен мынадай формула бой- ынша анықталады Ψ = Φ w = Іw2G , δ δ δ онда w — орауыштағы орам саны; G —жұмыс саңылауындағы өткіз- гіштік.Шашырау ағынына негізделген тасқын ілінісі мынадай формула бойынша анықталады lΨ = F ∫ w Іw x2gdx = Іw2 gІ δ 0 І І 3онда І — электромагнит білігінің ұзындығы; x — жармадан нүктеге дей-інгі тасқын ілінісі анықталатын арақашықтық Ψ ; g — меншікті магнит-тік өткізгіш.Ψ сомасына (7.5) формуласына өрнек қоя отырып, мынаны аламыз: 1F = – dG(Іw)2[ δ + d(gІ)] 2 dδ dδӨйткені өткізгішегі шашырау саңылаудағы δ-ке байланысты емес, онда электромагниттегі арту күші d(gІ)/dδ = 0 1F = – dG(Іw)2 Егер G 2 dδ (7.6)= f(δ) аналитикалық тәуелділік белгілі болса, онда dG /dδ дифференциалды табады. (7.6) өрнегіне dG /dδ мәніне саңылаудың ке- рек δ мәнін табады. Егер G -ті магнит өрісінің сызықтық графигін құру арқылы анықтаса, онда алдымен G якорьдің бірқатар күйіне есептеу жүргізіледі, одан кейін G = f(δ) тәуелді графигін құрып, графикалық дифференциалды орындайды.Электрмагнитті клапанға жеткілікті аз саңылау кезіндеμ S онда 0δ 2δ 1 μ SF = (Іw)2 S 10-7= π (Іw)2 4 δ2 δ2 (7.7)(7.7) теңдеуінен электромагниттегі даму күші МҚК квадрат орамы- на, полюс ауданы мен кері саңылаудың ұзындық квадраты пропорцио- нал. Есептеу жолымен алынған F = f(δ) тәуелді кестесі өзгеріссіз МҚК 7.3-суретте (қисық 7) ұсынылған.Көріп отырғанымыздай, δ азайту өлшеміне қарай F күрт өседі, ал δ= 0 жағдайында шексіз үлкен мәнді қабылдайды. Шындығында 5 нөлге жақындағанда, магниттік тізбекте магнит өрісі өсіп, магнит өткізгішін- де магнит потенцалының құлауы ұлғаяды, бұған қоса МҚК-ның бөлігі ғана ауа саңылауына қойылады. (7.7) формуласын шығару кезінде біз барлық МҚК ауа саңылауына қойылған деп есептедік.7.3-суретте 2 қисық эксперименталды түрде алынған F = f(δ) тәуел- дік графигін білдіреді. 1 және 2 қисықтарды салыстыру көрсеткендей, үлкен саңылауларда ағын жүйесі аз және біліктегі магнит потенциалы- ның төмендеуінде оны елемеуге болатын болса, есептік және экспери- менттік қисық дерлік сәйкес келеді. Электромагниттегі артушы саңыла- удағы күш аз болғанда, түпкі мәні Fr алады.1 және 2 қисықтардың айырмашылығын Максвеллдің (7.2) фор- муласын қолдану арқылы түсіндіруге болады. δ = 0 болғанда барлық МҚК магнит ағынының тізбек бойынша жүргізуіне жұмсалады, әрі ағын оның магнит барлық МДС жұмсалады жүргізу магнит ағынының тізбегі бойынша, әрі ағын оның магниттік кедергісі арқылы анықтала- ды. Егер шашырау ағынын елемей, оны қабылдасақ,онда магнит тізбегі барлығында өзгеріссіз қимада болып, өрістің кернеуіH = Іwl , болады, онда l —магнит өткізгіш білігінің ұзындығы. Өрістің индукциясын қисық магниттеу арқылы, ал күшті (7.2) фор- муласы арқылы табады. Ағынның соңғы мәні болғандықтан, онда күшсоңғы мәні жетеді.Көптеген зерттеулер қаныққан электромагниттегі күшті есептеуүшін (7.6) формуласын қолдануға болатынын көрсетті, бірақ Іw орнына магнит потенциалының жұмыс саңылауындағы құлауын (Іw) Бұл жағдайда формула мынадай түрде беріледі қоямыз. (Іw) мәнін магнит тізбегін есептеуде табады. 1F = – d G(Іw)2 2 δ δ2 , (7.8)Өйткені (7.2) Максвелл формуласы плюстер арасындағы нақты индукцияны ескереді, сондай-ақ ол егер саңылау өрісте біркелкі және вектор индукциясы полюс бетіне перпендикуляр болса аз δ-те де қол- данылуы мүмкін.F(δ) саңылау күші мен М(α) бұрылыс бұрышы моментінің тәуел- ділігінен нысанның полюстері және конструктивті орындауын өзгерту арқылы кең шегінде өзгертуге болады (7.4-сурет). Электромагнит түр- лерін таңдау қарсы іс-әрекет жасау күші мен қарсы іс-әрекет жасау мо- -сурет. Электрмагнит күшінің статика- лық сипаттамасы:1 — есептеу жолымен алынған қисық;2 — эксперименталды қисық -сурет. Түрлі магнит жүйелерінің күш сипаттамалары ментінің тәуелділігіне байланысты.Сауыт түріндегі электрмагнитте якорьдің қозғалуынан шашырау ағыны өзгереді, бұл саңылаудағы тасқын ілінісінің қосымша күшінің пайда болуын тудырады. (7.5) формуласын қолдана отырып 1F = – (Іw)2 [ gz2d G d 3І 2 dzδ + gm3d 3І 2 dz+ ] 2 dδ dz dδ dz dδ (7.9)аламыз, мұнда z = l - m - δ; m — білік жармасының ұзындығы.Саңылау өзгергенде m мәні тұрақты болады, сауыт түріндегі магнит өткізгіш күші магнитті кедергінің есебінсіз мына формуламен анықта- лады 1F = – (Іw)2 [ d Gδ + g ( z)2] 2 dδ І (7.10)(7.10) формуласын (7.5) электрмагнитті клапан формуласымен са- лыстырсақ, сауыт түріндегі электрмагнитте шашырау ағынының есебі- нен қосымша күш құрылғанын көруге болады. Ұзын жүрісті электро- магниттерде сейілу тасқыны жалпы күш жартысына дейін құрылуы мүмкін. Осындай ерекшеліктеріне қарай құрышты электрмагниттер электромагнит якорі үлкен ағымды және көп күшті қажет еткен жағдай- ларда қолданылады. Үлкен ағын кезінде бастапқы күш тек ағын шашы- рауы кезінде ғана туады.Егер магнит өткізгіштің потенциалы төмендесе елемеуге болмайды, (7.8) формуласында бүкіл МҚК емес, тек жұмыс саңылауына тиесілі бөлігін ғана ескеру керек. Күшті нақты есептеу үшін түрлі саңылаулар үшін әр токтарда электрмагниттің күш сызығы өрісі графигін, ¥(і) қи- сық құрып, содан кейін бұрын қаралған әдісті пайдалану керек. 2.Сила тяги электромагнита переменного тока Электрмагнитті клапанның тарту күшін анықтау міндетін екі жұмыс саңылауымен төмендегі жол берулерді жасап қарастырайық (7.5-сурет): болаттың магниттік кедергісі, ораманың белсенді қарсылығы және бо- латта жоғалуы нөлге тең; кернеу, ток пен ағын синусоидальды заң бой- ынша өзгереді. Бұл жағдайда ағын, атап айтқанда тасқын ілінісі саңы- лауға тәуелді емес: dΨ/dδ = 0. Онда лездік мәні бар күш (7.4) бойыншаБұл ретте:dі F= Ψ2dδ (7.11)і = І sіn(ώt); (7.12)Φ = Φ sіn(ώt); (7.13)Ψ = Ψ sіn(ώt). (7.14)(7.11) формуласына (7.12) және (7.14) өрнектерін қою арқылы аламыз: F = Ψ dІm sіn2(ώt) m 2dδ. (7.15) және dІ /dδ берілген δ саңылауда уақытқа тәуелді болмаған- дықтан, былай жазуға болады:F = F sіn2(ώt); dІ (7.16) F = Ψ mm m 2dδ. -сурет. Ауыспалы токтың қысқа тұйықты орамындағы электрмагниттік магнит тізбегі dІ /dδ туындысы І тізбек анауынан алынатын тәуелділіктің графи- калық саралауынан табылады. Тасқын ілінісінің амплитудасы Ψ = Φ w = U/(4,44fw)болғандықтан, түскен кернеумен анықталады.күшті Максвелл формуласы арқылы табуға болады(7.2).Екі саңылаулы жүйе үшін (7.5-суретті қараңыз) F = 2 B2m S = B2 S 2= m m 2μКүштің лездік мәні F = μ S (7.17) Φ2 sіn(ώt) μ S Амплитуда саңылауын өзгерткенде Φ және B индукциясы өзгер- мейді. Бірақ, орамның белсенді кедергісінің болуы себебінен жүйедегі саңылаумен бірдей орам кішірейеді, бұл күш амплитудасының азаюына әкеледі.Алдында айтылғандай, күш уақытта келесі заң бойынша өзгереді:F = F sіn(ώt).Себебі: болғанда sіn2(ώt) = 1 – cos(2ώt)2 , FF = m – Fm cos(2ώt) 2 2. (7.18)Күштің лездік мәні ток жиілігіне қарағанда екі есе жиілікпен жүріп өтеді. Күштің орташа мәні амплитуда мәнінің жартсына тең: 1cp T T∫ Fdt = mo 2 Якорьді тарту үшін күштің орташа мәні қарсы әсер күшінен артық болуы қажет.Уақытта күшті өзгерту электрмагниттің жұмысына теріс әсерін ти- гізеді. Белгілі бір уақытта серіппенің қарсы әсер күші электрмагниттің күшінен артады және якорьдің біліктен айырылуы орын алады. Келесі электрмагнит күшінің артуында якорь қайта тартылады. Нәтижесінде якорь шуыл тудырып, механизм жұмысы мен байланыс үшін ыңғайсыз жағдай жасап, электрмагнитті үздіксіз тербелтеді. Осыған байланысты тербелісті жоюда шара қолданылады.Бір фазалы магниттерде қысқа тұйықталған орамдарды қолдану көбірек таралаған. Мұндай электромагнит полюсінің схемасы 7.6,а- су- ретте берілген. Полюс шеті бөлшектелген және оның көп бөлігіне мыс пен аллюминийден дайындалған, қысқа тұйықталған орам салынған. Магниттік кедергі нөлге теңеліп, тек бір ғана жүмыс саңылауы болады. Қысқа тұйықталған орам болғандықтан, Φ ағыны Φ ағынына фаза- сы бойынша ф бұрышына (7.6, б, г сурет) қатысты болады. Ағындардың әрқайсысы өз полюс бөлігінде өз күшін тудырады. Полюстің жоғарғы бөлігінде пайда болатын күш: F = F sіn2(ώt) = F –F cos(2ώt). 1 m1 cp1 cpl Полюстің төменгі бөлігінде пайда болатын күш: F = F sіn2(ωt – φ) = F –F cos(2ωt – 2φ). 2 m2 cp2 cp Якорьге әрекеттеуші нәтижесіндегі күш, F және F күштерінің сум- масына тең. Егер F мен F (сурет 7.6, в) векторларға сәйкес салса, ауыспалы құраушының амплитудасын векторлық диограммадан табуға болады: F = √F2 + F2 + 2F F cos(2φ). (7.19) m- cpl cp2 cpl cp2 Әдетте6 электромагнит олармен дамитын ең аз күш күші қарсы әсер күшінен көбірек болуы үшін былай жобалайды: mіn ср прот аз болған сайын, F күшінің соғуы соншалықты аз болатыны анық. (7.19) теңдеуінен Fды. cp1 cp2 и φ= 90° болғанда F нөлге тең бола- φ фазасының жылжу бұрышы R орамының саңылаудың магниттік қарсылығына және қысқа тұйықталған орам параметріне тәуелді:ώ tgφ = r R . (7.20) к мδ2  -сурет. Қысқа тұйықталған ораммен ауыспалы токтың электрмагнит полюсінің схемасы (а), магниттік орамның векторлық диаграммасы(б) күштің (в), магниттік орамның уақытша диаграммасы (г), магнитті ағын- дардың уақытша диаграммалары (г) = 0 (R ≠ 0) болғанда ғана формулаға (7.20) сәйкес бұрыш φ = 90° Бұл тізбектің Қысқа тұйықталған ораммен реактивті магнитті қар- сылығы Х = ω/r = және Φ = 0 ағыны якорь тербелуінің көбеюіне әке- леді. F cp2 және φ = 90° жағдайын орындау мүмкін емес. Қанықпаған жүйелер үшін Φ = Φ және φ = 60-65°. бұрыш жылужуы1 2 аз мәнге ие. Мұнда F ≠ F . Қысқа тұйықталған орам полюстің төмен- cp1 cp2 гі жағында ағынды азайтатындықтан, Φ және Φ ағындарды теңестіру мақсатында оны полюстің көп бөлігін (әдетте 2/3) алатындай жасайды. (7.20) формуласынан жұмыс саңылауы үлкен болған сайын, демек мδ2 де үлкен болады да, бұрыш ф соншалықты кішірейеді. Осыған бай- ланысты Қысқа тұйықталған орам тек кішкентай саңылауларда ғана өң әсер көрсетеді. Үлкен саңылауларда R >> ω/r және бұрыш φ= 0. Демек, Φ және Φ ағындарының арасында фазалар жылжуы бол- майды. Орамның индуктивті қарсылығы Х φ бұрышын кішірейтеді, сондықтан Х азаяды. Әдетте φ = 50...60°. Үш фазалы қуат көзі болғанда тербелуді азайту үшін магниттік жүй- еде табиғи ағынды қолдануға болады. Магниттік қатынаста барлық маг- ниттік үш фаза симмертриялы және қанықтық болмайтындығын қабыл- дасақ, полюстерде пайда болатын күш A, B, C:= F sіn2(ώt);= F sіn2(ώt – 2π/3);= F sіn2(ώt – 4π/3).Якорьге әрекеттеуші қорытқы күш осы күштердің суммасына тең: F = F + F + F = (2/3)F . (7.21) Осылайша Үш фазалық электромагнитте якорьге әрекеттеуші қо- рытқы күш уақытта өзгермейді. Бірақ бұл жағдайда да якорьдің тербе- луі де жойылмайды. Әр фазадан ағынның нөл күшпен өтуі барысында, осы фазада дамушы күш те нөлге тең. Нәтижесінде электромагниттің күштің қосымша нүктесі орын ауыстырады. Қосымша нүктесінің қар- сыласу күші өзгермейтіндіктен, якорьдің домалауы болады, яғни тер- белу.Тұрақты және ауыспалы токсардың екі жұмыс саңылаулы электро- магниттері үшін күш Максвелл формуласымен өлшенеді. F = B2 S/ μ немесе F = B 2S/ μ . A δ 0 m m 0 Осылайша, болаттың сонша шығымында тұрақты токтың электро- магниті ауыспалы токтың электромагнитіне қарағанда 2 есе көп күш береді.Енді қақпақ түріндегі электромагниттер үшін тұрақты және ауыспа- лы F = f/(δ) сипаттамаларын салыстырайық. (7.7) формулаға сәйкес саңылаудың өсуіне байланысты саңылау үлкендігінің квадратына про- порцианал өзгереді. Осыған байланысты тұрақты токтың қалпақты электромагнитінде якорьдің аз жұмыс жүрісті болуы, немесе ауа саңы- лауынынң үлкен қақтығысында қажетті ағын алу үшін электромагнит ток орамы үлкен МҚК болуы керек.Осылайша, айнымалы ток электрмагниттің автоматты реттеуі бар. Үлкен саңылауда МҚК үлкен орамы құрылады, ол жұмыс саңылауына керекті ағынды береді. Осыған байланысты электрмагниттің айнымалы тогы якорьдің үлкен жүрістерінде ғана жұмыс жасай алады.Ауыспалы токтың электромагнитінде индукцияның сол мәнінде тұрақты токтың электромагнитіне қарағанда 2орташа күш 2 есе аз. Бірақ саңылаудың өсуімен, бір жағынан жұмыс саңылауының магниттік қарсығы өседі, екінші жағынан орамдағы ток өседі, сондықтан жұмыс саңылауындағы ағын орамдағы кернеудің белсенді түсуінен азаяды. Бақылау сұрақтары Электрмагниттердің қандай түрлері электрлік аппараттарда қол- данылады?Электрмагниттің статикалық тарту сипаттамасы дегеніміз не?Электр аппараттарының электрмагнитінің тарту күші қандай па- раметрлерге тәуелді?Айнымалы МҚК-мен электрмагниттің тарту күші уақыт сайын қалай өзгереді?Айнымалы токтың электрмагниттеріндегі тербелу қалай жойы- лады?Тұрақты ток электрмагнитімен салыстырғанда айнымалы ток электрмагнитінің артықшылықтары мен кемшіліктері қандай?Неге электрмагниттің тарту күші ауа саңылауының шамасына байланысты? Ол саңылау өзгергенде қалай өзгереді? 8-ТАРАУ ЭЛЕКТР МЕХАНИКАЛЫҚ РЕЛЕ 1.Жалпы мәліметтер Электр механикалық реле — бұл электрлік релелердің анағұрлым көп тараған түрі. Оларға электрмагниттік, магнитті-электрлік, индук- тивтік, электржылулық, пьезоэлектрлік, электр- және ферродинамика- лық, магнитті-стрикциялық, дірілді, электреттік реле және басқа да бір қатар релелер жатады.Реленің жұмысын оның басқару сипаттамасына сүйене отырып талдайды (8.1 сурет). Оның релелік сипаты бар: кіру электрлік әсер етуші шаманың X (ток, кернеу, жиілік және т.с.) кейбір мәнінен шығу шамасының Y секіртпелі ұлғаюы және дәл солай шығыс шамасының секіртпелі азаюы. Әсер етуші кіру шамасының қалған барлық мәндерін- де шығу шамасы өзгермейді немесе болмашы ғана өзгереді. Реле — бұл негізінен анағұрлым қуатты аппараттардың, сигнал жабдығының, бай- ланыстың және тағысын тағылардың басқару тізбегін (мысалы, элек- трмагинтті түйістіргіштің орама тізбегі) коммутациялауға, сондай-ақ сигналдарды жинақтауға және бөлуге арналған, релелік қозғалыстың автоматтық аппараты.8.2 суретте 1 орамадағы X — токтың І кір кіру шамасының нөлдік мәніндегі қарапайым реле бейнеленген. Кіру тоғы І кір ұлғая бастаған кезде, оның белгілі бір мәнінде якорь 10 тіреуіштен 11 алыстап, білік- ке 12 қарай тартылады. Якорьдың қозғалысының барысында оның жоғарғы ұшы итергіш 9 арқылы әрекет ете отырып, кейін жоғары қарай тіреуішке 4 дейін кері кететін жалпақ түйіспелік серіппені 6 жоғары қарай оның түйістіргіш-бөлшегінің 8 серіппенің 5 түйістіргіш-бөл- шегімен 7 шектесуіне дейін иеді. Нәтижесінде өтпелі процесс біткен- нен кейін шығу тізбегімен Y шығу шамасын білдіретін ток Ішығ. өте бастайды. Кіру тоғының одан әрі ұлғаюы кезінде шығу тоғы іс жүзінде өзгермейді. Кіру тоғы азая бастаған кезде, оның белгілі бір мәндерінде иілген серіппелердің механикалық күші якорьдың білікке тартылуы- ның электрмагниттік күшін жеңеді. Нәтижесінде түйістіргіш-бөлшек- тер ажыратылады да, шығу тізбегі токсызданады.Қарастырылған электрлік аппараттың кіріс X және шығыс Y шамала- ры ретінде басқа да параметрлерді түсінуге болады, мысалы, орамдағы кернеу мен жүктеу кедергісіндегі R кернеу. Электр механикалық реле өнеркәсіптік автоматикаға, электрэнерге- тикалық жүйелерді, радиоэлектрониканы және басқаларды қорғауға  -сурет. Релелік әрекеттегі аппараттарды басқарудың сипаттамалары электрмеханикалық (а - в, д), статистикалық электрлік (г), бір орнықтылы (а, б, г, д), екі тұрақты (в), ең жоғары (а, б, г), ең төмен (д),тұйықталуға жұмыс істейтіндер (а, г, д), ажыратуға жұмыс істейтіндер (б): қос —іске қосылу параметрі; Х —қайту (түсірім) параметрі; Х —жұмыстық параметр; Y mах mіn —шығу параметрінің ең жоғары және ең төмен мәндері   -сурет. Бір тұйықтаушы байланыс түйіні бар қарапайым электрмагнитті реле1 —орам; 2 — бұғау; 3 — оқшаулағыш тақтайша; 4, 11 — тіреуіштер; 5,6 — түйістіргіш серіппелер; 7, 8 — түйістіргіш-бөлшектер; 9 — итергіш;10 — якорь; 12 — білік арналған. Қолдану салаларының ерекшелігі әрекет ету қағидасы мен сындарлы орындаушылығына қарай реленің алуан түрін анықтайды.Электр механикалық реле ток, кернеу, қуат, тізбектің электрлік ке- дергісі (белсенді, реактивті, толық) және т.с.с. сияқты электрлік пара- метрлермен әрекеттеседі.Атқаратын қызметіне қарай электр механикалық релені логикалық және өлшеуіш деп бөледі.Электрмеханикалық логикалық реле мәні бойынша нормаланбай- тын әсер етуші кіру шамасының өзгеруі кезіндегі іске қосуға және түсірімге (бастапқы күйіне қайтып келуі) арналған. Электрмеханика- лық логикалық реленің әсер етуші кіру шамасы дегеніміз — бұл егер ол берілген шарттарда әсер еткен жағдайда реле әрекеттесетін электрлік шама. Әсер етуші шамалалардың стандарттармен ұсынылған атаулы мәндері мен жұмыс ауқымының шегі бар. Электрмеханикалық логика- лық релені аралық, сілтеуіш және уақыт релесіне бөледі. Аралық реле оған түскен сигналды көбейтуге және күшейтуге арналған, сілтеуіш реле — басқа коммутациялық аппаратардың іске қосылуы мен баста- пқы күйіне түсірілуін сілтеуге арналған, уақыт релесі — уақыт ұстауды жасауға арналған.Электрмеханикалық өлшеуіш реле берілген мәнде немесе сипаттамалық шаманың мәнінде белгілі бір дәлдікте іске қосуға ар- налған. Электрмеханикалық өлшеуіш реленің сипаттамалық шамасы дегеніміз—бұл мәніне қарай нормаланатын және реленің атқарымдық белгілерін анықтайтын электрлік шама. Оның жасалуы үшін электр- лік өлшеуіш реленің бір немесе бірнеше әсер етуші кіру шамасы қа- жет.Логикалық реле мен өлшеуіш реленің арасындағы айырмашылықты анықтау үшін бірдей әсер етуші кіру шамасы — электрлік кернеуі бар екі релені салыстырайық. Логикалық реле әсер етуші кіру шамасының логикалық нөлден логикалық бірлікке (бар-жоқ) дейінгі дискреттік өз- геруі кезінде іске қосылу мен қайтаруға арналған. Біздің мысалда бұл келесіні білдіреді: реленің кіруіне кернеу не берілген жоқ не берілді. Логикалық реледен айырмашылығы өлшеуіш релеге кернеу үнемі беріледі, яғни кіру шамасы үздіксіз өлшеніп отырылады. Мұндай реле үшін кернеу — әсер етуші кіру ғана емес, сипаттамалық шамада бола- ды.Максималды электрмеханикалық реле — бұл сипаттамалық шама- ның мәнінің берілген мәннен артық кезінде іске қосылатын электро- механикалық өлшеуіш реле.Минималды электромеханикалық реле дегеніміз —бұл сипаттамалық шаманың мәнінің берілген мәннен кем кезінде іске қосылатын өлшеуіш реле.Сипаттамалық шама бойынша тағайындама — бұл реле іске қо- сылуы тиіс сипаттамалық шаманың берілген мәні. Өлшеуіш реленің келесідей түрлері бар: сипаттамалық шама бой- ынша релеге тағайындама енгізілетін шкалалы тағайындама; шкаласыз, бірақ тағайындаманы өзгерту мүмкіндігімен; сипаттамалық шаманың белгілі бір мәніне фикцасиялық бағдары бар реле.Логикалық реледен айырмашылығы өлшеуіш реленің кірісіне (не- месе шығысына) бір мезгілде бірнеше кіру әсер етуші шама беріле алады. Мысалы, қуат релесінің кірісіне ток пен кернеу беріледі. Бұл екі шама бір сипаттамалық шаманы— тағайындамасы, реле- ге тағайындаманың шкаласы бойынша енгізілетін қуатты құрайды Бір әсер етуші кіру шамасы бар өлеуіш реленің сипаттамалық шама-сы, соңғысымен сәйкес келеді. Ал олардың ерекшелігін сипаттамалық шамасы жиілік болып табылатын, ал әсер етуші кіру шамасы— кернеу болып табылатын, жиілік релесі құрайды.Электрмеханикалық реленің іске қосылуы деп бұл реленің өзіне белгіленген атқарымдарды орындауын түсінеміз. Электрлік реленің қайтуы — бұл реленің іске қосылғанға дейінгі бастапқы күйіне қайтып келуі.Электрмеханикалық реленің іске қосылуының (қайтуының) параме- трінің мәні Х (Х ) берілген шарттарда реле сәйкесінше іске қосыладыіқ Bнемесе қайтарылатын кезіндегі әсер етуші кіру шамасымен немесе си-паттамалық шамамен анықталады (8.1-суретті қараңыз).Қайтарудың параметрі мәнінің іске қосылу параметрі мәніне қаты- насы қайтарым коэффициенті деп аталады: К = Х /Х . Максималды B B іқ реле үшін К < 1 (8.1, а, б, г-сурет); минималды реле үшін К > 1 (8.1, д-сурет). Қайтарым коэффициенті бірлікке жақын болған сайын, реле де анағұрлым тар шамада кіру параметрін бақылауды жүзеге асырады.Логикалық реленің сенімді іске қосылуы үшін әсер етші кіру шамасының жұмыстық мәнін Х біраз қорымен таңдайды (8.1, а-суретті қараңыз). Қор коэффициенті әсер етуші кіру шамасы бойынша К Х /Х . қор р іқРеленің (өзінің күйін әсер етуші кіру шамасының немесе сипатта-малық шаманың әсерімен өзгерткен) бастапқы қалпына қайту (осы әре- кетті жойғаннан кейін) тәсіліне байланысты оны бір тұрақты реле (8.1, а,б,г,д-суретті қараңыз) және екі тұрақты реле (8.1, в-сурет) деп бөледі.Бір тұрақты релелер өздері қайтады, ал екі тұрақты релені қайтару үшін арнайы әсер ету керек. Екі тұрақты электрмеханикалық реледе күйді бекіту көбінесе магниттік немесе механикалық бұғаттау арқылы жүзеге асырады.Нормаланатын уақытты (релені сипаттайтын уақыттың бір немесе бірнеше мәнін санап шығудың дәлдігі бойынша нормаланады) және нормаланбайтын уақытты электр механикалық релелер болады. Уақы- ты өткен соң нормаланған уақыттағы реле белгілі бір шарттарда іске қосылуы тиіс, уақыт ұстаудың берілген мәні уақыт ұстаудың тағай- ындамасы деп аталады.Аралық және сілтемелі логикалық реле — бұл нормаланбайтынуақыттағы реле, ал уақыт релесі — нормаланған уақыттағы реле. Уақыт релесін келесі түрлерге ажыратады: уақыт ұстаудың шкалалы тағай- ындамасы, реттелетін уақыт ұстау, шкаласыз тағайындама, белгілі бір уақыт ұстауына бекітілген баптаумен.Нормаланған уақыттағы өлшеуіш реле тәуелсіз уақыт ұстаумен (уақыт ұстау оның берілген өзгеруінің шегінде сипаттамалық шаманың мәніне іс жүзінде тәуелді емес), тәуелді уақыт ұстаумен (уақыт ұстауы берілген түрінде сипаттамалық шаманың мәніне байланысты өзгереді) және шектеулі тәуелді уақыт ұстауы болуы мүмкін. 8.3, а- в суретте іске қосу уақытының tіқ токтың максималды І релесіндегі токтан тәуелділі- гінің үш түрі келтірілген. Кейде тәуелділік кестесінің, төмендету тоғы- на және одан асып кететін токқа тең токтың кезіндегі, реленің іске қосу уақытының күрт төмендеуі туралы куәландыратын сатысы болады (8.3, г-сурет),Басқарушы токтың түріне қарай релені тұрақты және айнымалы ток релесі деп ажыратады. Кейбір электрмагниттік реледе басқарушы токтың түрінің өзгеруі тек орауышты ауыстыруды және сирек жағдайда басқа бөлшектерді ауыстыруды керек етеді. Бұндай релені әмбебап деп атайды.Жұмыс істеуі олардың кіру әсерлік шамасының полярлығына байла- нысты, тұрақты токтың электрлік релесі поляризацияланған реле деп аталады.Реле ішіндегі тізбек түйістіргішінің, басқа бөліктерден электрлік жағынан оқшауланған өткізетін бөлігі, егер тізбек түйістіргіші ашық болса, онда ол түйістіргіш элемент деп аталады. 8.2-суретте түйістір- гіш элементтердің біреуі 5 және 7 бөлшектердің жиынтығын, ал басқа- сы— 6 және 8 бөлшектердің жиынтығын көрсетеді. Оның көмегімен электрлік реленің түйістіргішінің тікелей тұйықталуы немесе ашылуы орын алатын түйістіргіш элементтің бөлігі түйістіргіш-бөлшек деп аталады (7 және 8 бөлшектер).  -сурет. Максималды ток релесінің іске қосылу уақытының сипаттама- лық шамасына тәуелділігінің түрлері (а- г) Бір-біріне қатысты қозғалыстың нәтижесінде түйістіргіш тізбегінің тұйықталуын немесе ашылуын қамтамасыз ететін оқшаулағышы бар түйістіргіш элементтердің жиынтығы электрлік реленің түйістіргіш то- бын немесе түйістіргіш түйінді білдіреді (мысалы, 8.2-суретте 3, 5, 6, 7 және 8 бөлшектер түйістіргіш түйін болып табылады ).Реленің жұмыс істеуі кіру әсерлік шамасына ғана байланысты емес, сонымен қатар жұмыстың шартына да байланысты. Жұмыс шарты ре- ленің берілген сипатының тым болмаса біреуін (іске қосылу, қайтару, дәлдік және т.б.) өзгерте алатын кез келген шаманы және факторды біл- діретін әсер етуші шамалармен және әсер етуші факторлармен анықта- лады. Электрлік релеге әсер ететін шамалар мен факторлардың сынып- тамасы 8.4-суретте келтірілген.Реленің коммутациялық сипаттамасы реленің түйістіргіштерінің жұмыс тәртібімен, әсерлі шамалар мен факторлардың мәндерімен, ком- мутацияның шарттарымен анықталады.Реле жұмысын екі тәртіпке бөледі: түйістіргіш тізбекті бірнеше рет коммутациялаған кездегі қалыпты коммутация тәртібі; түйістіргіш тіз- бекті бірнеше немесе бірнеше ондаған рет коммутациялаған кездегі шекті (сирек) коммутация тәртібі.Коммутация шарттарына мыналар жатады: қосудың ұзақтығы, ком- мутация жиілігі, коммутацияланатын тізбектің сипаты мен параметрі. Бұл параметрлер мыналар: токтың түрі (тұрақты немесе айнымалы), тұрақты токтың жиілігі, ток көзінің кернеуі, ажыратылғанға дейінгі тіз- бектің тоғы, тұйықталған және ажыратылған токтардың қатынасы.Тұрақты ток кезінде коммутацияланатын тізбекті электрлік тізбектің тұрақты уақытымен сипаттайды τ = L/R, мұндағы L — индуктивтілік; R — жүктеменің белсенді кедергісі; айнымалы ток кезінде — тізбектің тоғы мен ток көзінің кернеуі арасындағы сымдардың φ (фазалардың) жылжуы, ұсынылған кернеудің амплитудасының қалпына келуші кер- неуден өзіндік жиілікпен f және коэффициентпен К артуы. Реленің техникалық құжаттамаларында анағұрлым жиі көрсетілетін, коммутациялық сипаттамаларына мыналар жатады:коммутациялық беріктігі — реленің берілген шарттарда қалыпты коммутация тәртібіндегі жұмысында өндірушімен кепілденген, қосу- өшірудің қайталымының саны (кернеу, уақыттың тұрақтылығы, cosφ және т.б.);Циклдік әрекеттің шекті коммутациялық қабілеті — берілген шарт- тарда (кернеу, цикл саны, уақыттың тұрақтылығы, cosφ және т.б.) сирек коммутациялау тәртібінде, реленің түйістіргіші тізбекті түрде тұрақтан- дыра және ажырата алатын токтың анағұрлым үлкен мәні;шекті ажыратқыш қабілеті — токтың берілген шарттарда реле түй- істіргішінің ажырата алатын, ең үлкен мәні.Жүктеменің сипаты, ток пен кернеу шекті коммутациялық тозуға  сурет. Электрлік релеге әсер ететін негізгі шамалар мен факторлардың жіктелемі төзімділікке сынау кезінде релені қолданудың санатымен реттеледі [8].Аталғандардан басқа да коммутациялық сипаттамалар келтіріледі, мысалы, коммутацияланатын тізбектің кернеуі мен тоғының ең аз мәні, релені тұтынушы мен өндірушінің арасындағы келісім бойынша орна- тылған кернеу мен токтың кейбір мәндеріне арналған іске қосылудың саны мен бас тардудың нормасы.Реле түйістіргішінің сипаттамасына мыналар жатады:түйістіргіш тізбегінің шекті ұзақ тоғы— бұл алдын ала тұйықталған түйістіргіш тізбегінің берілген шарттарда берілген қысқа уақыт ара- лығында төтеп бере алатын токтың ең үлкен мәні; түйістіргіштердің кедергісі;түйістіргіштер арасындағы ара- лықтың электрлік беріктігі;істен шығу саны (уақытша істен шығу — келесі коммутация кезінде өздігінен жойылатын ақау және өздігі- нен жойылмайтын тұрақты бас тарту деп бөлінеді).Электрмеханикалық релені жасау кезінде олардың тартымдық және ме- ханикалық сипаттамаларын үйлестіруді орындайды. Электрмеханикалық ре- ленің тартымдық сипаттамасы— бұл якорьге әсер еткен (әсер ететін) және іс жүзіндегі саңылауға 5 (8.2-сурет) кел- тірілген (келтірілетін) электрмагниттік -сурет. 8.2-суретте бейне- ленген реленің статикалық тартқыш (1, 2) және механика-лық (3) сипаттамалары күштің Р (немесе электрмагниттік ме- зеттің Мэм), осы саңылаудың мәніне (якорьдың бұрылу бұрышынан) тәуелділігі. Реле іске қосылған кезде электрмагниттік күш (немесе элек- трмагниттік мезет) қозғаушы, ал қайту кезінде — якорьдың қозғалысы- на кедергі келтіруші болып табылады. Үйкеліс күші іске қосу кезінде де, қайту кезінде де кедергі жасайды. Үйкеліс күшін елемейміз.Якорьдың баяу жылжуы кезіндегі (орамадағы токтың өзгеруін еле- меуге болатын кезде) тартымдық сипаты Р = f(δ) немесе М = /(α) ста- тикалық деп, ал жылдам жылжуында — дина¬микалық деп аталады. Электрмагниттік реленің механикалық сипаттамасы Р = /(δ) не- месе М мех = /(α) деп әдетте осы саңылаудың мәнінен (якорьдың бұрылу бұрышынан) якорьге әсер еткен (әсер ететін) және іс жүзіндегі саңыла-уға келтірілген (келтірілетін) электрмагниттік күшті (электрмагниттік сәтті) есептемегендегі жиынтық күштің тәуелділігі түсіндіріледі.Баяу жылжу кезіндегі (қозғалыстағы массаның инерциялық күшін елемеуге болған кезде) механикалық сипаттама статистикалық механи- калық сипаттама деп аталады (бұдан әрі—жай ғана механикалық).Реле іске қосылғанда механикалық күш, әдетте якорьдың қозға- лысына кедергі келтіреді. Сондықтан механикалық сипаттаманы кей- де қарсы тұрушы деп те атайды. Алайда қайту кезінде механикалық күштер қозғаушы күштер болып табылады, соның салдарынан «меха- никалыққа» қарағанда «қарсы тұрушы» күштер сәтсіздеу.Реленің қалыпты жұмыс істеуі үшін оның динамикалық тартымдық және механикалық сипаттамалары іске қосу кезінде үйлестірілуі тиіс.Көп жағдайда динамикалық сипаттамалары анықтамаларының ұқсастығынан статистикалық сипаттамаларын үйлестірумен шекте- леді. Релеге арналған мұндай үйлесімділіктің 8.2 суретте нобайланған көрінісінің мысалы 8.5-суретте көрсетілген. δ mіn нен δ max дейінгі барлық саңылаулардағы статистикалық механикалық сипаттамаға қарағанда ре- ленің іске қосылуымен сәйкес келетін МҚК орам F кезіндегі статисти- калық тартымдық сипаттамасы жоғары өтеді 1, ал реленің қайтуымен сәйкес келетін МҚК орам F кезіндегі статистикалық сипаттама 2 — төмен өтеді. δ саңылау 7 және 8 (8.2-суретті қараңыз). Түйіспе-бөлшек- тердің тұйықталуына, ал δ саңылауы — серіппенің 5 жоғары тіреуге 4 дейін кері кетуіне сәйкес келеді. 2.Электрмагнитті реле Электрмагнитті реле деп— жұмыс істеуі тоғы бар қозғалыс- сыз ораманың, магниттік өрісінің якорь деп аталатын ферромагниттік элементке әсеріне негізделген, электр механикалық релені айтамыз. Электрмагнитті релені орамадағы токтың мәнімен ғана әрекеттесетін меншікті электрмагнитті (кейде «бейтарап электрмагниттілер» деген термин қолданылады) және жұмыс атқаруы токтың мәнімен де, оның өрістілігімен де анықталатын өрістелінген электрмагнитті деп бөледі.Өнеркәсіптік автоматты қондырғыларға арналған электрмагнитті реле, күшті дәлдіктегі коммутациялық аппараттар (түйістіргіштер, қу- атты коммутациялық электронды техника) мен әлсіз дәлдіктегі аппарат- тар арасындағы аралық орынды алады. Осы релелердің ең бұқаралық түрі электр жетегін басқару релесі (басқару релесі) болып табылады, ал олардың ішінде — аралық релелер. Басқару релесі үшін жоғары меха- никалық және коммутациялық тозуға төзімділік кезіндегі коммутаци- ялау саны сағатына 3 600 (соңғысы — 6 · 10 дейінгі коммутацияның қайталымы) болатын қайталама-қысқа мерзімді және үзілісті-ұзаққа созылған жұмыс кестелері тән.440 В дейінгі кернеудегі тұрақты ток тізбегін және 50 және 60 Гц жиіліктегі, 660 В кернеудегі айнымалы токты коммутациялау үшін қол- данылатын РПЛ сериясындағы реле аралық релелердің мысалы болып табылады. Ұзаққа созылған режимдегі шекті ток — 10 А.Реле мынадай екі модификацияда шығарылады: кіру тізбегі ай- нымалы токпен қуатталатын–РПЛ-1 және кіру тізбегі тұрақты токпен қуатталатын – РПЛ-2. Құрылымдылық жағынан олар бір бірінен тек магниттік жүйемен ғана ерекшеленеді.8.6-суретте нобайланып бейнеленген РПЛ-1 релесінің жұмысын қа- растырайық. Орамаға 11 кернеу берілген кезде магниттік сымның бой- ында электрмагниттік күш тудыратын магнитті ағын пайда болады да, қайтарымдық серіппенің 2 келтіретін кедергісінен өтіп, якорьді 1 маг- ниттік жүйенің δ және δ жұмыс саңылауларын кішірейтетіндей етіп, тіреуіштерден 3 ауыстырады. Якорьмен 7 бағыттаушыда орналасқан тартқыш 6 пен түйістіргіш серіппе 5 арқылы екі түйістіргіш-бөлшек- тері бар 9 түйістіргіш көпірше 8 байланысқан. Якорьдың кейбір күй- інде соңғылар қозғалмайтын түйістіргіш-бөлшектермен 4 түйіседі. Якорьдың одан арғы қозғалысы кезінде, оның түпкілікті күйіне дейін түйістіргіш серіппенің 5 сығуының салдарынан түйіспелі басудың ұлғаюы болады. Бір мезгілде түйістіргіш көпірше 8 Дк арақашықтығы- на жоғары қарай орын ауыстырады, себебі, бағыттаушы 7 көпіршеге перпендикуляр емес. Түйістіргіш-бөлшектердің сырғуының нәтижесін- де реленің жұмысы кезінде олардың бетінің өздігінен тазаруы болады. Якорьдың шеткі күйінде оның дірілі қысқа тұйықталған орамдардың әрекеттерімен жойылады 10.Кіріс сигналы алынғаннан кейін магнитті сымдағы магнитті ағын қалдық мәнге дейін азаяды. Ағымның түпкіліктіден үлкен кейбір мән- дерінде, іске қосу кезінде деформацияланған серіппелермен 2 және 5 туындаған күш электрмагниттік күштен артық бола түседі.Якорь бастапқы күйіне келеді де, түйістіргіштер ажырайды. Якорь- дың «жабысуын» болдырмайтын, қалдық ағынды мәніне дейін азайту үшін қарастырылатын құрылымдағы саңылау δ үлкен саңылаумен δ қа- былданады. Сондықтан δ = 0 болған кезде саңылау δ > 0 болады. Қорғанышты электрмагнитті реледе ерекшелігі саналатын жұмы- стың ұзақ жалғаспалы режимі бар, сондықтан оған механикалық және коммутациялық тозуға төзімділік бойынша қойылатын талаптар басқа- ру релесіне қарағанда қатаң. Реленің коммутациялық тозуға төзімділігі 103 –тен 2- дейін · 104 цикл. сурет. Электрмагнитті реле РПЛ-1:1 — якорь; 2, 5 — серіппелер; 3 — тіреуіштер; 4 — қозғалмайтын түйістіргіш-бөл- шектер; 6 — тартқыш; 7 — бағыттауыш; 8 — түйістіргіш көпірше; 9 — түйістір- гіш-бөлшектер; 10 — қысқа тұйықталған орама; 11 — орама Қорғаныш релесінде қайтарымның жоғары коэффициенті болуы тиіс. Бұған реленің тартымдылық сипаттамасын механикалық сипатта- маға жақындату арқылы қол жеткізуге болады. Алайда, олардың якорь- дың түпкілікті күйінде шектен тыс жақындауы тұйықталған түйістір- гіштердегі түйіспелік қысудың жол берілмеуі тиіс төмендеуіне әкеп соғады.Реле тұрақты токта да, айнымалы токта да жұмыс істей алады. Ай- нымалы токпен жұмыс істеу кезінде туындайтын якорьдың дірілін жою үшін тербелістердің энергиясы қиыршықтарды үйкелеу жұмысына ауы- сатын, тербелістерді бәсеңдеткіш қолданылады.Радиоэлектронды құрылғылардың электрмагнитті релелері ең көп түрлі болып табылады. Оларға жоғарлатылған токтарды да, сонымен бірге төмендетілген токтарды да және кернеулерді де коммутациялау талабы жиі қойылады. Бұл релелердің көп түрлері қатаң шарттарда пай- далануға арналған, яғни тұрақты жылдамдықтың, жиіліктің кең диапа- зонындағы дірілдің, соққылардың, қоршаған ортадағы температураның елеулі төмендеуінің, атмосфералық қысымның және басқада фактор- лардың кезінде пайдаланылады.Бұндай релелердің құрылымын жетілдірілуіне, олардың техникалық және пайдаланылу сипаттамасының жақсаруына, аппаратураны мини- атюризациялаудың жалпы процесстері, баспалық монтаждауды кеңінен енгізу және түйістіргішсіз коммутациялау саласындағы жетістіктер ықпал етті. Бір корпуста шынайы электрмагнитті реле де, электрони- каның элементтері де (интегралды тізбе, микропроцессор) орнатылған құрылымдар бар және олар аппараттың атқарымдылық және коммута- циялық мүмкіндіктерін арттыруға, түйістіргіштердің күйін бақылауды жүзеге асыруға, басқарудың ұтымды режимін жасауға мүмкіндік береді.Радиоэлектрондық құрылғыларға арналған көптеген қазіргі за- манғы релелерге тән құрылымдық ерекшеліктер олардың саңылаусыз- дығы, теңгерімді зәкірі, түйіспелі тораптардың элементтерінің цоколь- ден шыны «жасшалармен» оқшауланған тікелей металл өткізгіштерге бекітілуі, температураға төзімді сымдардың және оқшаулағыш матери- алдардың қолданылуы болып табылады. Бұл елеулі механикалық және климаттық әсер етулердің кезінде реленің сенімді жұмыс істеуін қамта- масыз етеді.Радиоэлектрондық құрылғыларға арналған релелерге тән мысал- дардың бірі, екі түйістіргіш түйіні бар РЭС-80 релесі (8.7-сурет) болып табылады.Түйістіргіш түйін екі ауыстырып қосушы түйістіргіштерден тұра- ды, олардың әрқайсысында қозғалмалы ажырататын 2 және тұйықтай- тын 11 түйістіргіш серіппелері, сондай-ақ қозғалмалы 12 түйістіргіш серіппелері бар. Түйістіргіш серіппелерде тіркелген шоғырланды- рылған түйістіргіштер жоқ. Төменгі токтар мен кернеуді коммутациялау -сурет. Электромагнитті реле РЭС-80:1 — цоколь; 2, 11, 12 — түйістіргіш серіппелер; 3 — итергіш; 4 — якорь; 5 —білік;6 — орама; 7 — полюстік ұштық; 8 — тақтайша; 9 — қайтару серіппесі; 10 —бағана; 13 —«тамшылар» үшін түйістіргіш серіппелер алтынның жұқа қабатымен жалатылған. Түйістіргіш түйіндердің аталған бөлшектері цокольден 1 шыны «жас- шалармен» 13 оқшауланған өткізгіштерге бекітілген 13.Реленің магнитті жүйесінде L-пішініндегі екі полюстік ұштық 7, білік 5 және екі жарты ості — шетмойынды якорь 4 бар. Полюстік ұштықтар бағанға 10 және тақтайшаға 8 ерітіп жабыстырылған. Якорь- дың нейзильберден жасалған ұштықтары баған мен тақтайшадағы саңылауларға кіреді. Бастапқы күйінде якорь қайтарымды серіппенің 9 тақтайшасының шектеуіш тіреуішіне қысылған. Полюсты ұштықтары бар якорьді құрғаннан кейін ұштықтардың бос ұштарына білікті алдын ала киілген орамамен 6 бірге ерітіп жабыстырады. Түйістіргіш түйін- дерді баптап болғаннан кейін магнитті жүйені цокольге орналастырады.Бұл ретте бағанның 10 ұштарын (8.7-суретте көрсетілмеген) цокол- дағы саңылауларға қояды (бұл да көрсетілмеген) және оған ерітіп жабы- стырады. Түйістіргіштерді якорьдың бұрылуы кезінде ауыстыру зәкірге ерітіп жабыстырылған итергіштердегі 3 шыны шарлар арқылы жүзеге асырылады. Релені күйге келтіру (баптау) якорьдың жүрісінің өзгеруімен және итергіштердің иілістерімен жасалады. Күйге келтіріп болған соң маг- нитті жүйесі бар құрастыру торабын, түйістіргіш түйін пен цоколды, қаптамамен жабады және саңылау қалдырмай дәнекерлейді. 8.3 Жылу қорғанысының релесі Электрлік тізбектерді номинал токтан 5 —7 есе асып кететін шек- тен шығу токтарының ұзақ ағымынан қорғау үшін, термобиметалды атқарушы механизмдері бар жылу қорғанысының релесі кеңінен қол- данылады. Термобиметалды элементте бір-бірімен қатты біріктірілген, сызықтық өрістетудің а түрлі температуралық коэффициенті бар екі материалдан тұратын биметалды пластина бар. Егер пластинаның бір ұшы бекітілген болса (8.8, а-сурет), онда оның бос ұшы мәні а аз мате- риалдың жағына қарай иіледі. Бұл ретте максималды бүгілу x = 3 (α –α )l2 θ max 4 1 2 θ, (8.1) мұндағы α1, α2 — бірінші және екінші термоактивті материалдардың сызықтық кеңейуінің температуралық коэффициенттері, мысалы хром- никельді болат және темір никель қорытпасы (инвар); l — биметалды пластинаның ұзындығы; θ — биметалды пластинаның температурасы- ның қоршаған ортаның температурасынан асуы; δ — биметалды пла- стинаның жиынтық қалыңдығы.Пластинаны қыздыру элементімен жылытудың үш тәсілі бар (8.8, б-сурет) : тікелей, жанама және аралас. Жылытудың тәсілін таңдау, ток тізбегімен өтетін мәнімен анықталады.Кейбір жылу релелерінде (мысалы,ТРН-10,ТРН-25 және басқалар) қыздыру элементтері ауысымдылықпен жасалады, бұл жұмыс токтары- ның диапазонын елеулі арттырады.8.9-суретте жылу релелерінің биметалды құрылғыларының жеңіл- детілген схемасы ұсынылған.  -сурет. Биметалды пластина қыздырғыш элементпен (а) және оның қыздыру тәсілдері (б):1, 2 — термоактивті материалдар; 3 — қыздырғыш элемент Пластинаны қыздырған кезде 1 (8.9, а-сурет) ол күш бағытын- да иіледі, Р және штифтке 3 әсер ете отырып, қозғалмалы серіппелі түйістіргішті 2 қозғалыссыз түйістіргішпен 4 ажыратылғанға дейін жылжытады. Түйістіргіштердің 2 және 4 күйін өзгерте отырып, іске қосу тоғы бойынша реленің тағайындамасын өзгертуге болады. Биме- талды пластинаны салқындатқаннан кейін реле бастапқы күйіне келеді. Реленің пластинасын қыздыру тікелей немесе жанама тәсілмен жүзеге асырылады. Бұл құрылғының шапшаңдығы аз.8.9, б-суретте ұсынылған құрастырылымда аталған кемшілік жоқ. Биметалды пластина 1 түйістіргіштерді 2 және 4 тұйықталған күйде ұстайтын ілмектің қызметін атқарады. Қыздыру кезінде пластина иіледі де, серіппелердің 5 әсерімен ажыратылатын түйістіргіштерді босатады. Пластинаны бастапқы қалпына келтіру қолмен жүзеге асырылады.Одан да үлкен шапшаңдыққа 8.9, в-суретте көрсетілген құрасты- рылым жеткізілген. Табақты түйістіргіш 6 реленің түйістіргіштерін оның қыздырылуы кезінде дамытылған Р күші серіппемен дамытылған күшінен артқанға дейін тұйықталған күйде ұстап тұрады. Бұнымен бірге пластина Р күштің әрекет ету жағына қарай секіре иіліп реленің түйістіргіштерін ажыратады. Жүйенің бастапқы күйіне оралуы пластина суығаннан кейін автоматты түрде болады.Сипатталған құрастырылымның бір түрі 8.9, г-суретте ұсынылған құрылғы болып табылады. Осы жүйеде бір мезгілде пластина мен түй-  -сурет. Жылу релелерінің биметалды құрылғыларының схемасы (а- е):1 — биметалды пластина; 2, 4 — қозғалмалы және қозғалыссыз түйістіргіштер; 3— штифт; 5, 6 — серіппелер істіргіштердің секіртпелі орын ауыстыруы болады. Жүйенің өзіндік қайтуы бар.Жылу релесінің сипаттамасына қоршаған ауа температурасының әсерін болдырмау үшін оларда қосалқы биметалды пластинаны қолдану есебінен термоқарымта қарастырылған. 8.9, д-суретте көрсетілген құра- стырылымда пластинаның бүгілуінің қарымтасы жүзеге асырылған, ал 8.9, е-суретте пластинаның күштің қарымтасын орындау нұсқасы ұсы- нылған.Термобиметалды пластинасы бар жылу релелері электрқозғалтқыштардың статорлық орамаларын қозғалтқыштың іске қосылу режимінде де, технологиялық шамадан тыс жүктемелерінде деТізбектегі токтың номиналды токқа қатысты еселілігі асқын жүк- телген токтардың ұзақ өтуінен қорғау үшін кеңінен қолданады. Бұл реле жанама қозғалысты қорғау аппараттарына жатады, себебі, ол қорғала- -сурет. ТРН-10А релесінің уақыттық-токтық сипаттамасы:1 — жұмысын салқын күйде бастаған реленің уақыттық-токтық сипаттамасының аймағы (қозғалтқыштың қосылуы кезінде);2 — жұмысын ыстық күйде бастаған реленің уақыттық-токтық сипаттамасының аймағы (номиналды токпен қызыдырылғаннан кейін) тын нысанның температурасының көтерілуіне емес, осы көтерілуді тудырған токқа әсер етеді. Жылу релелерінің кемшіліктері мыналар: реле бойымен өтетін асқын токтарға қарсы жылуға тұрақтылығының аздығы, қорғайтын сипаттаманың реттелмеуі, іске қосу уақытының ұзақтығы, энергияның елеулі жоғалтылуы, реленің іске қосылуының ток пен уақыт бойынша үлкен таралымы, салқындатылу қажеттігі. Жылу релесінің құндылығы мыналар: көлемінің кішілігі, салмағы мен құны, құрастырылымының қарапайымдылығы және пайдаланудағы сенімділігі.Реленің негізгі қорғаныштық сипаттамасы уақыттық-токтық сипат- тама болып табылады, яғни, реленің іске қосылу уақытының номинал- ды токқа қатысты тізбектегі токтың еселігіне тәуелділігі (8.10 сурет).Қазіргі заманғы магнитті қосқыштар жаңа буынның жылу реле- лерімен жабдықталады. РТЛ топтамасындағы реледе үшполюсты орындалу, қозғалтқыштың статорлық ораманың сымдарының үзілуі кезіндегі іске қосуды жеделдету, іске қосылмау тоғының баптауышы және ауыстырымсыз қыздыру элементтері. Реледе термоқарымта қара- стырылған. Ол жоғары тезәрекеттілікке ие, 200 А дейінгі номиналды токқа есептелген және ПМЛ топтамасындағы қосқыштарды жинақта- уға арналған. РТТ (ПМА топтамасындағы магнитті қосқыштар үшін) топтамасындағы реленің жоғарыдағыға ұқсас сипаттамалары бар және 630 А дейінгі номиналды токқа есептелінген. Бақылау сұрақтары: Электр механикалық реле нені білдіреді? Оның басқару сипат- тамасын келтіріңіз.Электр механикалық релелердің қолданыс аясы қандай және олар қандай негізгі қызметтерді (функцияларды) орындайды?Логикалық реле мен өлшеуіш релесінің арасындағы айыр- машылық қандай?Реленің тағайындамасы деген не?Бір тұрақты реле мен екі тұрақтылы реленің арасындағы айыр- машылық неде?Электрлік реленің неғұрлым көбірек қолданылатын сипаттама- сын атаңыз.Реленің түйістіргіштері қандай параметрлермен сипатталады?Термобиметалды элементі бар жылу релесінің жұмыс істеу принциптерін түсіндіріңіз. 9-ТАРАУ ЭЛЕКТРМАГНИТТІ ТҮЙІСПЕЛЕР ЖӘНЕ МАГНИТТІ ҚОСҚЫШТАР 1.Жалпы мәліметтер Түйістіргіш — бұл тиісті электр тізбектерінің артық тоғынан ас- пайтын, токтардың жеке коммутациясына арналған екі позициялы аппарат. Түйістіргіштің түйіспелерінің тұйықталуы немесе ажырауы қозғалтқыш (электрмагнитті, пневматикалық немесе гидравликалық) жетекпен жүзеге асырылуы мүмкін.Электрмагнитті түйіспелер кеңінен таралған.Тұрақты токтың түйіспелері тұрақты ток тізбегін коммутациялай- ды және ереже бойынша тұрақты ток электрмагнитіне ие. Айнымалы ток түйіспелері айнымалы токты коммутациялайды. Осы түйіспелердің электрмагниті айнымалы немесе тұрақты токта орындалуы мүмкін.Әр қосуда және ағытуда әсіресе қосулардың үлкен санында ерек- ше байқалатын түйіспелердің тозуы болады (бұл қазіргі электр же- тектерге тән). Сол себепті қосуда дірілді жою және ағытуда доғаның жану ұзақтығының қысқаруына шаралар қабылдайды. Операциялар- дың үлкен жиілігі түйістіргіштің электрмагнитті механизмінің жоғары механикалық беріктігін талап етеді. Аппараттың қабілеттілігі тозуға беріктігімен сипатталады. Механикалық және коммутациялық тозуға төзімділікті ажыратады.Механикалық тозуға төзімділік детальдар және оның түйіндерін ауыстыру және жөндеусіз түйіспелерді қосу-ағыту санымен анықтала- ды. Тізбектегі ток бұнда нөлге тең. Қазіргі түйіспелердің механикалық тозуға төзімділігіне өте жоғары талаптар қойылады. Ол (10...20) · 106 операцияларды құрауы тиіс.Коммутациялық тозуға төзімділік токпен қосылулар-ағытулар тіз- бегінің санымен анықталады, одан кейін тозған түйіспелерді ауыстыру талап етіледі. Қазіргі түйіспелер шамамен (2...3) · 106 операциялардың коммутациялық тозуға төзімділікке ие болуы тиіс.Жоғары механикалық және коммутациялық тозуға төзімділікпен қа- тар түйіспелердің салмағы аз және өлшемі шағын болуы тиіс. Доғаның қыздырылған газдарын шығару аймағы барынша аз болуы тиіс, ол бар- лық орнату өлшемдерін толығымен қысқартуға мүмкіндік береді.Тозуға барынша қатты ұшырайтын детальдар ауыстыру үшін жеңіл болуы тиіс. Түйістіргіштің негізгі түйіндері: түйіспелік жүйе, доға сөндіргіш жүйе, электрмагнитті механизм, бұғаттауыш түйіспелер (блок-түйіспе- лер) жүйесі болып табылады.Электрмагнитті орауда кернеуді беруде якорь тартылады. Якорьмен байланысты қозғалмалы түйіспеде бас тізбектің тұйықталуы немесе ажырауы жүргізіледі. Доға сөндіргіш жүйе доғаны сөндіруі қамтамасыз етеді, ол түйіспелердің тозуын төмендетеді. Түйістіргіштің өзін басқару тізбегіне қосылатын немесе басқа аппараттармен түйістіргіштің жұмы- сын келісу үшін пайдаланылатын басты түйіспелерден басқа түйістір- гіш бірнеше қосалқы әлсіз токты түйіспелерге (блок-түйіспе) ие.Түйіспелердің негізгі параметрлері және іске қосқыштар: бас түй- іспелердің номиналды тогы, шекті ағытылатын ток, номиналды кернеу, механикалық тозуға төзімділік, электрлі тозуға төзімділік, сағатына қо- сулардың рұқсат етілетін саны, қосудың өзіндік уақыты болып табыла- ды. 2.Тұрақты ток желісінен басқарылатынтүйіспелер Түйістіргіштердің түйіспелері ауыр жұмыс жағдайларына және сағатына операциялардың үлкен санына байланысты ең күшті электр- лік және механикалық тозуға барынша ұшырайды. Тозуды азайту үшін басым түрде таралу үшін сызықтық аунамалы түйіспелер кеңінен та- ралды.Түйіспелердің дірілін болдырмау үшін түйіспелі серіппе шамамен басудың соңғы күшінің жартысына тең алдын ала басу жасайды. Жал- пы қозғалмайтын түйіспені бекіту қаттылығы дірілге үлкен әсер көрсе- теді. Бұл тұрғыда КПВ-600 сериялы түйіспелердің құрылымы өте сәтті (9.1-сурет). Қозғалмайтын түйіспе қапсырмаға 2 қатты бекітілген. Доға сөндіргіш шарғының бір ұшы 1 осы қапсырмаға жалғастырылған, екін- ші ұшы шығарумен 16 оқшаулаушы пластмассалық негізге 17 сенімді бекітілген. Соңғысы берік болат қапсырмаға 15 бекітіледі, ол аппарат негізі болып табылады. Қозғалмалы түйіспе 6 қалың пластина түрінде жасалған. Пластинаның төменгі ұшы тірек нүктесіне қатысты бұрылу мүмкіндігіне ие, оның нәтижесінде пластина қозғалмайтын байланыс бойынша жылжуға қабілетті 4.Шығару 13 қозғалмалы түйіспемен 6 икемді өткізгіш (байланыс) 14көмегімен жалғасады. Түйіспелі басу серіппеден 9 туындайды.Түйіспелердің тозуы кезінде түйіспе сухарін 4 жаңасымен ауысты- рады, ал қозғалмалы түйіспе пластинасын 7 180° бұрады және оның зақымданбаған жағы әрі қарай жұмыста пайдаланылады.  -сурет. КПВ-600 сериялы тұрақты ток түйістіргіші:1 — доға сөндіргіш шарғы; 2, 15 — қапсырмалар; 3 — магнитті үрлеу пласти- насы; 4 — қозғалмайтын түйіспе; 5 — доға; 6 — қозғалмалы түйіспе; 7 — тірек;8 — түйіспе-мүйіз; 9, 10, 12 — серіппелер; 11 — орам; 13, 16 — шығарулар; 14 — иілгіш сым; 17 — негіз 50 А артық токты доғамен негізгі түйіспелерді балқытуды азай- ту үшін түйістіргіште доға сөндіргіш түйіспе-мүйіз 8 бар. Басқа түй- іспе-мүйіздің рөлін қапсырма 2 орындайды. Доға сөндіргіш құрылғысы жолының әсерімен доғаның тірек нүктелері қапсырмаға 2, қозғалмалы түйіспемен жалғасқан 4 және қорғаныш түйіспе-мүйіз 8 қозғалмалы түйіспеге 6 тез ауысады. Якорьды бастапқы жағдайға қайтару (магнитті ағытқаннан кейін) серіппемен 10 жүргізіледі.Түйістіргіштің негізгі параметрі номиналды ток болып табылады, ол түйістіргіш өлшемдерін анықтайды. Мысалы, шартты өлшемді топ- тың түйістіргіші ІІ 100 А; ІІІ— 150 А тоғына ие.КПВ-600 сериялы және көптеген басқа типті түйіспелерге тән ерек- шелік түйістіргіш корпусымен қозғалмалы түйіспені шығаруды электр- лік қосу болып табылады. Түйістіргіш қосылған жағдайында магнитже- тек кернеуде болады. Тіпті ағытылған жағдайда кернеу магнитжетекте және басқа детальдарда қала алады, сол себепті магнитжетекпен жана- су өмір үшін қауіпті. КПВ сериялы түйіспелер ажырайтын негізгі түйіспелермен жаса- луы мүмкін. Тұйықталу серіппенің әсерінен, ал ажырау — электрмаг- нит дамытатын күш есебінен болады.Жұмыстың үзілмелі ұзақ режимінің тоғы түйіспелердің номинал- ды тогы деп аталады. Бұнда жұмыс режимінде түйістіргіш қосылған жағдайда 8 сағаттан кем емес уақытта болады. Көрсетілген уақыт бой- ынша аппарат бірнеше рет қосылуы және ағытылуы тиіс (мыс оксидінен түйіспелерді тазалау үшін), осыдан кейін жұмысқа қайтадан кіріседі. Егер түйістіргіш шкафта орналасса, онда номиналды ток суытудың на- шарлайтын шарттарынан шамамен 10 %-ға төмендейді.Жұмыстың ұзақ режимінде үздіксіз қосу ұзақтығы 8 сағаттан асады, түйістіргіштің рұқсат етілетін тогы шамамен 20 % төмендейді. Бұндай режимде мыс түйіспелердің тотығуынан өтпелі кедергі артады, нәти- жесінде түйіспелердің температурасы және түйістіргіш жалпы рұқсат етілетін мәннен асуы мүмкін. Егер түйістіргіш қосулардың кішігірім санымен жұмыс істесе немесе ұзақ қосу үшін арналса, онда түйіспе- лердің жұмыс бетін күміс пластинамен дәнекерлейді. Күміспен қаптау ұзақ уақыт қосу режимінде түйістіргіштің рұқсат етілетін тогын номи- налды тоққа тең сақтауға мүмкіндік береді. Егер түйістіргіш ұзақ қосу режимімен қатар қайталау-қысқа уақытты қосу режимінде пайдаланыл- са, күміс қаптамаларды қолдану орынсыз болады, себебі күмістің аз ме- ханикалық беріктігінен түйіспелердің тез тозуы болады.Қайталама-қысқа уақытты режимде ұзақ қосуда ПВ = 40 % рұқсат етілетін ток, ереже бойынша, шамамен 120 % номиналды мәнді құрай- ды. Дайындаушы зауыттың ұсыныстарына сәйкес КПВ-600 сериялы түйістіргішке арналған қайталама-аз уақытты режимнің рұқсат етілетін ток формула бойынша анықталады п-к І= ном n √ПВ + бұнда n — сағатына қосылулар саны. 600 ПВ Егер қайталама-аз уақытты режимде доға ұзақ жанса (үлкен индук- тивті жүктемені ағытқанда болады), онда түйіспелер температурасы оларды доғамен қыздыру есебінен күрт ұлғаюы мүмкін. Бұндай жағдай- ларда түйіспелерді ұзақ режимде қыздыру қайталама-қысқа уақыт ре- жиміне қарағанда аз болуы мүмкін.Ереже бойынша, тұрақты токтың түйіспелердің түйіспелі жүйесі бір полюске ие. Сағатына қосылулардың үлкен жиілігінде асинхронды қозғалтқыштарды реверстеу үшін (1200 дейін) қосарланған түйіспелі жүйе қолданады. Тұрақты ток электрмагниті бар КТПВ-500 сериялы түйіспелерде қозғалмалы түйіспелер корпустан оқшауланған, ол аппа- ратқа қызмет көрсетуді барынша қауіпсіз етеді. Бір полюсті түйіспе- лер қолданылатын схемамен салыстырғанда екі полюсті түйіспелері бар схема үлкен басымдылыққа ие. Бір түйістіргіштің ақауларында және істен шығуында кернеу тек қозғалтқыштың бір қысқышына ғана беріледі. Бір полюсті түйіспелері бар схемада қозғалтқыштың екі фаза- лы қуатының ауыр режимінің туындауына әкеледі.Тұрақты ток түйіспелерінде магнитті үрлеуі бар құрылғылар кеңі- нен таралған.Магнитті өрісті жасау тәсіліне байланысты тұрақты магнитпен және орауышты параллель қосумен (кернеу орауышы), магнитті үрлеу ора- уышын ретпен қосу жүйелерін ажыратады.Ток орауышын қолданған жағдайда ағытылатын тізбек арқылы өтетін ток одан өтеді. Бұнда индукция ағытылатын токқа пропорцио- нал, ал доға ұзындығының бірлігіне әрекет ететін күш ток квадратына пропорционал. Себебі аз токтар аймағында үрлеу үшін магнитті өрістің қажетті шамасы барынша маңызды, аз токтар аймағында магнитті өрістің қажетті индукциясын тудырмайтын ток орауышы бар жүйенің тиімділігі аз. Осы кемшілікке қарамастан номиналды және үлкен ток- тарды сөндірудегі жоғары сенімділігі нәтижесінде ток орауышы бар жүйе басым түрде таралды.Параллель қосуы бар жүйеде магнитті үрлеу орауыш тәуелсіз қуат көзіне қосылады. Жүйемен құрылатын магнитті индукция тұрақты және ағытылатын токқа байланысты емес. Аз токтар аймағында кер- неу орауышы ток орауышына қарағанда барынша тиімді, сол доғаның жану ұзындығында аз МҚК талап етіледі, ол энергияны үнемдеуді бе- реді. Алайда кернеу орауышының бірқатар маңызды кемшіліктері бар.Біріншіден, доғаға әрекет ететін электр динамикалық күштің бағы- ты ток полярлығына байланысты. Ток полярлығы өзгергенде, ток доға- сы өзінің қозғалыс бағытын өзгертеді, сәйкесінше түйістіргіш токтың полярлығын ауыстырғанда жұмыс істей алмайды.Екіншіден, орауышта қуат көзінің кернеуі болса, оқшаулау осы кер- неуге есептелуі тиіс. Орауыш жұқа сымнан жасалады. Осындай ора- уышқа доғаны жақындығы соңғысының жұмысын сенімсіз етеді (түй- іспелердің балқытылған металы орауышқа түсуі мүмкін).Үшіншіден, қысқа тұйықталуларда орауышқа қуат беретін ора- уыштағы кернеудің төмендеуі мүмкін. Доғаны сөндіру процесі нәтиже- сінде тиімсіз ағатын болады.Көрсетілген кемшіліктерге байланысты кернеудің орауышы бар жүйесі тек 5-тен 10 А дейін кішігірім токтарды ағыту қажет болған жағдайларда ғана қолданылады.Маңызы жағынан тұрақты магниті бар жүйе кернеудің орауышы бар жүйеден аз ерекшеленеді, бірақ келесі артықшылықтарға ие:магнитті өрісті жасауға электр энергиясына шығындар жоқ; түйістіргішке мыс шығыны күрт қысқарады;ток орауышы бар жүйелердегідей орауыштан түйіспелердің қызуы болмайды;тұрақты магниті бар жүйе кернеуінің орауышы бар жүйемен са- лыстырғанда жоғары сенімділікке ие және кез келген токтарда жақсы жұмыс істейді.Доғаға әсер ететін магниттік өріс доға сөндіргіш камерада доғаны жылжытатын күш туғызады. Камераның мақсаты доғаны қыздырылған газдары бар аймақты оқшаулау, көршілес полюстер арасының жабылуы- на кедергі жасау болып табылады. Камераның қабырғаларымен доға- ның жанасуы кезінде доға қарқынды салқындайды, оның вольт-ампер- лік сипаттамасының көтерілуіне және соның салдарынан сәтті сөнуіне әкеледі. Тұрақты токтағы жетегі бар түйіспелерде басым түрде клапан- ды типті электр магниттер кеңінен таралған.Қазіргі түйіспелерде механикалық тозуға төзімлілікті арттыру мақ- сатында призмада якорды айналдыру қолданылады. Осылайша, КПВ- 600 сериялы түйіспелерде электрмагнитті және түйіспелі жүйені (9.1- сур. қар.), якорьды призмаға қысатын арнайы серіппені қолдану 12, 20 ·10 операцияға дейін айналу торабының тозуға төзімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Призмалық тораптың тозуына қарай якорь және тірек призмасының арасындағы саңылау автоматты түрде таңдалады. Якорь- дың және магнитжетектің мойынтіректі қосылысын қолданған жағдай- да аппараттың қалыпты жұмысын бұзатын люфтілер туындайды.Қажетті дірілді және соққыға төзімділікті алу үшін түйістіргіш ай- налу осіне қатысты бірқалыпты болуы тиіс. Жақсы теңдестірілген жүй- енің қалыпты мысалы КПВ-600 сериялы түйістіргіштің электрмагниті болып табылады. Магнит якорі қозғалмалы түйіспе бекітілетін құй- рыққа теңестіріледі. Қайтарма серіппе 10 сондай-ақ якорьдың ұшы- на әсер етеді. Электромагнит орауышы жұқа қабырғалы оқшауланған болат гильзаға оралады, ол жақсы беріктікті қамтамасыз етеді және өзекшемен орауыштың жылулық байланысын жақсартады. Соңғысы орауыштың температурасының төмендеуіне және Түйістіргіштің габа- риттік өлшемдерінің азаюына жағдай жасайды.Электрмагнитті қосуда қайтару 10 және түйіспелі 9 серіппелер күшінің әсерін жеңеді. Электрмагниттің тартылыс сипаттамасы бар- лық нүктелерде қыздырылған орауышта және 0,85 ном орауышта ең аз рұқсат етілетін кернеудегі қарсы әрекет ететін серіппелердің сипат- тамалары жоғары болуы тиіс. Қосу қозғалмалы түйіспенің ауысуының тұрақты өсу жылдамдығымен болуы тиіс. Негізгі түйіспелердің тұй- ықталуы кезінде баяулау болмауы тиіс.КПВ-600 сериялы түйістіргіштің электр магнитінің якорына кел- тірілген қарсы әрекет ету күштерінің сипаттамалары 9.2-суретте көр- сетілген. Қосудағы барынша ауыр сәт бас түйіспелердң жанасу сәтін- дегі қарсы әрекетті болдырмау болып табылады, себебі электромагнит үлкен жұмыс саңылауында айтарлықтай күшті дамытуы тиіс. Механизмнің маңызды параметрі қайтару коэффициенті К вкл болып табылады. Тұрақты ток түйістіргіші үшін К , ереже бойыншааз (0,2-0,3), ол осындай түйістіргішті кернеудің төмендеуінен қозғал- тқышты қорғау үшін пайдалануға мүмкіндік бермейді. Орауыштағы барынша көп кернеу 1,1 U ном аспауы тиіс, себебі үлкен кернеуде якордың соққыларының күшеюінен детальдардың механика-лық тозуы ұлғаяды, ал орау температурасы рұқсат етілетін мәннен асуы мүмкін.600 А номиналды токта қосарланған түйіспелі жүйесі бар КТПВ типті түйістіргіштерде қажетті күшті дамыту үшін екі параллель жұмыс істейтін электрмагнит орнатылады.Орамның МҚК азайту мақсатында, сәйкесінше оны тұтынатын қу- аттылықпен якордің жұмыс барысын азайтады (8-10 мм). Аз токтар- да доғаны сенімді сөндіру үшін 17.20 мм түйіспелер ерітіндісі талап етіледі, жылжу жүйесінің айналу осінен жылжу түйіспесіне дейін жа- насу нүктесіне дейінгі қашықтық полюс осінен айналу осіне дейінгі қашықтыққа қарағанда 1,5 — 2 есе үлкенін таңдайды.Қосудың өзіндік уақыты якордың қозғалыс уақыты және жылжу ағынының мәніне дейін ағынның өсу уақытының қосындысын құрай- ды. Өзіндік уақыттың үлкен бөлігі ағынның өсуіне кетеді. 100 А токқа есептелген түйіспелерде, өзіндік уақыт 0,14 с құрайды, түйіспелерде 630 А 0,37 с дейін ұлғайтылады.Ағытудың өзіндік уақыты — түйіспелер ажыраған сәтке дейінгі электр магниттің токсыздану сәтінен бастапқы уақыт. Ол анықталған мәннен жіберу ағынының мәніне дейінгі ағынның түсу уақытымен анықталады. Қозғалыс уақыты, яғни якордың қозғалу сәтінен бастап түйіспелердің ажырау сәтіне дейін елемеуге болады. Орамдағы өтпелі процесс ағынның түсуінде аз көрінеді, себебі орам тізбегі ағыту аппара- тымен тез ажырайды. Көрсетілген процесс негізінен магнитті тізбектегі айналымдағы токпен анықталады (басым түрде орауыг болатын цилин- дрлік өзекшеде). Болаттың меншікті электр кедергісіне байланысты бұл -сурет. КПВ-600 сериялы түйістір- гішке арналған қарсы әрекет ететін сипаттама: Р — ауырлық күші; F в.п —қайту серіп- песінің күші; F к.п —түйіспелі серіппенің күші; φ — якорьді бұру бұрышы токтар ағынның түсуін барынша баяулатады. 100 А токқа есептелген түйіспелерде, ағытудың өзіндік уақыты 0,07 с, ал түйіспелерде 630 А — 0,23 с құрайды.Майлы ажыратқыштардың жетектерінің электр магниттерін ағыту және қосу үшін арналған КМВ сериялы түйіспелерге қойылатын ерек- ше талаптарға байланысты, көрсетілген түйіспелерінің электрмаг-нит- ті механизмі арнайы үзбелі серіппені тарту күштерін өзгерту күштері есебінен іске қосылу және жіберу кернеуін реттеуге жол береді. КМВ сериялы түйіспелер кернеудің маңызды төмендеуінде жұмыс істеуі тиіс. Сол себепті осы түйіспелерде іске қосудың ең аз кернеуі 0,65 U ном дейін төмендеуі мүмкін. Іске қосудың осындай төмен кернеуі оның жоғарықызуые тудыратын ток орам арқылы номиналды кернеуде өтетініне әке- леді. Осыған байланысты орам тек аз уақыттағы номиналды кернеуге ғана қосылуы мүмкін (қосу уақыты 15 с аспауы тиіс). 3.Айнымалы ток түйіспелері Айнымалы ток түйіспелері 100 ден 630 А дейінгі токтарға шығары- лады. Негізгі түйіспелер саны бірден беске дейін өзгереді. Бұл жалпы барлық аппараттың құрылымында көрсетіледі. Үш полюсті түйіспелер кеңінен таралған. Түйіспелер санының көп болуы аппаратты қосу үшін қажетті мезеттің және күшеюдің ұлғаюына әкеледі.9.3-суретте, а магнитті жүйе бойынша КТ-6000 сериялы түйіспе- лердің қимасы, ал 9.3-суретте, б — бір полюстің түйіспелі және доға сөндіргіш жүйелері бойынша орналасқан. Қозғалмалы түйіспе 4 серіп- пемен 5 түйістіргіш білігімен байланысты оқшаулаушы тұтқышта 6 орналасқан. Айнымалы токты барынша жеңіл сөндіру салдарынан түй- іспелер ерітіндісі кішігірім болуы мүмкін.Ерітіндіні азайту айналу осіне түйіспен жақындату мүмкіндігін бе- реді.Айналу осіне дейін түйіспелердің жанасу нүктесінен қашықтықты азайту түйістіргішті қосу үшін қажет электрмагнит күшін төмендетуге мүмкіндік береді, ол өз кезегінде габариттік өлшемдерді және түйістір- гіш тұтынатын қуаттылықты азайту мүмкіндігін береді.Қозғалмалы түйіспе 4 және электрмагнит якорі 1 түйістіргіш білігі арқылы өзара байланысты. Тұрақты ток түйіспелеріне қарағанда КТ- 6000 сериялы түйістіргіштегі қозғалмалы түйіспе аунамайды. Аппарат серіппенің әсерімен және қозғалмалы бөліктердің ауырлық күшінен ағытылады.Пайдалану қолайлылығы үшін қозғалмалы және қозғалмайтын түй- іспелер жеңіл өзгеретін болып жасалған. Түйіспелі серіппе 5, тұрақты  -сурет. КТ-6000 сериялы айнымалы ток түйістіргіші:а — магнитті жүйе бойынша қима; б — түйіспелі және доға сөндіргіш жүйелері бойынша қима: 1 — якорь; 2 — рейка; 3 — доға сөндіргіш орам; 4 — қозғалмалы түйіспе; 5-серіппе; 6 - тұтқыш 5 — пружина; 6 — рычаг ток түйіспелеріндегідей алдын ала тартуға ие, оның күші соңғы тар- тылу күшінің жартысын құрайды.КТ-6000 сериялы түйіспелердің магнитті және түйіспелі жүйелері оқшаулаушы рейкада 2 бекітілген, рейка құрылымдарды басқарудың ке- шенді станцияларындағы түйістіргішті пайдалануға мүмкіндік береді.Әр полюске екі ажырауы бар көпіршелі түйіспелі жүйе кеңінен таралды. Бұндай құрылым қосқыштарда таралды. Оның үлкен ар- тықшылығы икемді байланыстың, доғаның тез сөнуі болып табылады.Айнымалы ток түйіспелерінде тік жүрісті түйіспелі жүйе, сондай-ақ якордың айналу жүйесі қолданылады. Бірінші жағдайда якорь ілгеріле- мелі қозғалады.Қозғалмалы түйіспелер якорьмен байланысты және олар сияқты жолды жасайды. Якорьге түйіспелі серіппелерді беруде иінтіректі жүй- енің болмауына байланысты күшті еңсере алмайды. Электромагнит түйіспелі серіппелер және якордың ауырлық күшіне қарағанда (тік ор- нату түйіспелерінда) үлкен күшке ие болуы тиіс.Тік жүрісті жүйеде орындалған түйіспелердің көпшілігінде түй- іспелі басу күшінің баяу ұлғаюы байқалады, осыған байланысты түй- іспелердің ұзақ дірілі орын алады. Нәтижесінде қосу кезінде түйіспе- лердің қатты тозуы болады. Сол себепті осындай құрылым тек кішігірім номиналды токтарда ғана қолданылады.Түйіспелерден электрмагнит якоріне күш жіберу тұтқышы бар көпіршелі жүйесі болатын түйістіргіш ең жетілдірілген түрі болып та- былады.Егер түйістіргіш полюсте бір ажырауға ие болса және ешбір доға сөндіргіш құрылғымен жабдықталмаса, онда белсенді жүктеме жағдай- ында (cosφ = 1) доғаны сөндіру түйіспелер ерітіндісінде кез келген ток және 500 В дейінгі кернеуде шамамен 0,5 мм болады. Индуктивті жүк- теме жағдайында (cosφ = 0,2...0,5) түйіспелерді осындай ерітіндісімен сөндіру 220 В дейінгі кернеуде орын алады, себебі ол катод маңы ай- мағындағы электр беріктігін тез қалпына келтіру есебінен болады.220 В аспайтын көз кернеуінде доғаны сөндіру үшін полюсте бар болғаны бір ажырау қажет. Ешқандай доға сөндіру құрылғылары талап етілмейді.Егер аппарат полюсінің тізбегінде, мысалы, көпіршелі түйіспені қолдану жолымен екі ажырау жасалса, онда доға 380 В желісінің кер- неуіндегі кернеу айналасы электр беріктігі есебінен сенімді сөндіріледі. Сол себепті қазіргі уақытта бір полюстегі тізбектің екі есе ажырауы бар түйіспелер қолданылады. Индуктивті жүктемеде және 380 В көз керне- уінде қалпына келтірілген кернеу мәні катод маңындағы беріктіктен үл- кен болады. Доғаны сөндіру бұл жағдайда ток электродтарын қыздыру және доға бағанындағы процестерге байланысты.Доғаны тиімді сөндіру үшін түйіспелердің тозуын азайту магнитті үрлеудің төмендегі жүйелері үшін пайдаланылуы мүмкін:Бойлық немесе лабиринтті жігі бар ток орауышы және доға сөн- діргіш камера;болат пластиналардан деионды торы бар икемді доға сөндіргіш ка- мера.Доғаға әсер ететін күш ток орауышымен магнитті үрлеу жүйесін- де ток квадратына пропорционал. Сол себепті доғаға айнымалы токта бағыт бойынша өзгеріссіз күш әсер етеді. Ол екілік жиілікпен соғады (сымға әсер ететін электрдинамикалық күш сияқты). Егер тұрақты ток айнымалы токтың қолданыстағы мәніне тең болса, орташа күш тұрақты ток кезіндегідей күшке ие болады.Үрлеу орауышының магнит- ті жүйесінде шығындар болмағанда және ағын фаза бойынша токпен сәйкес келгенде, көрсетілген арақатынастар әділ. Аталмыш құрылғы- ның тиімділігіне қарамастан, қазіргі уақытта ол ауыр режимде жұмыс істейтін түйіспелерде ғана қолданылады (қосылулар саны сағатына 600 артық). Осы сөндіру әдісінің кемшіліктері: доға сөндірудің магнит- ті жүйесінің болатта жойылуынан түйіспелердегі шығынның ұлғаюы, ол доға сөндіргіш құрылғылардың маңында орналасқан түйіспелердің температурасының артуына әкеледі, сондай-ақ токтың мәжбүрлі ажы- рауынан үлкен артық кернеулердің туындау мүмкіндігі (табиғи нөлге дейін) болып табылады.Доғаға әсер ететін күштің өз белгісін өзгертуіне байланысты доғаны сөндіру үшін айнымалы токтағы кернеу орамы қолданылмайды, өйткені доға сөндірудің магнитті жүйесінен жасалатын ағын ағытылатын токқа қатысты фаза бойынша жылжытылған. Егер ток және ағын әр түрлі бел- гілерге ие болса, онда күш теріс.Болат пластиналы деионды торы бар доға сөндіргіш камера барынша кеңінен таралған. Доғаны сөндіруге арналған кернеудің электрод маңы түсуін пайдалану идеясы орыс ғалымы М. О. Долив-Добровольскиге тиесілі. Доға сөндіргіш құрылғының түбегейлі схемасы 9.4,а-суретте берілген. Түйіспелердің ажырауынан кейін туындайтын доға 1 болат пластиналарға 2 параллель орналасқан сына тәрізді қуысқа тартылады. Жоғары бөлігінде доға пластиналармен қиылысады және қысқа доға- ларға ажырайды 3. Торға доға кіргенде доғаның қозғалысын тежейтін күштер туындайды. Пластинаның осы күштерін азайту үшін тордың ортасына қатысты жылжыған доға тақ нөмірлермен, одан кейін жұптар- мен пластиналарды қиып өтеді.Доға торға тартылғаннан кейін және қысқа доғалар тобына бөлін- геннен кейін тізбектерде 20-30 В құрайтын электродтардың әр жұбында А қосымша түсу туындайды. Тізбектегі кернеуінің төмендеуінен ток та- биғи нөлдік мәні (үзік үзік қисық) басталғаннан ерте нөл арқылы өтеді (9.4-суреттегі тұтас қисық, б). Бұнда өнеркәсіптік жиіліктің қалпына келтірілетін кернеуі, ал сәйкесінше және осы кернеудің шегі Uяды. max аза- Егер С max болғанда, доға сөнеді, бұнда С —катод маңындағы электр беріктігі. Пластиналар санын тиісті таңдау кезінде n доға нөларқылы бірінші өтуде сөнеді. Аз ток кезінде катод маңы беріктігі шама- мен 300 В, үлкен ток кезінде — 70 В дейін түседі.  -сурет. Деионды торда доғаны сөн- діру процесін түсіндіретін схема және график:а- доға сөндіргіш құрылғының схемасы; б- токтың және доға кернеуінің уақытта өзге- ру кестесі; 1 - доға; 2 - болат пластиналар; 3- қысқа доғалар; 4 – қозғалмалы түйіспе Тор пластинасы коррозияға ұшырамау үшін, оларды мыс немесе мы- рыштың жұқа қабатымен жабады. Жиі қосылуларда және ағытуларда доғаның тез сөнуіне қарамастан, пластиналардың өте жоғары темпера- тураға дейін қызуы, тіпті олардың жануы мүмкін. Осыған байланысты ионсыздандырылған торы бар түйіспелерде сағатына қосулар және ағытулар саны 600-ден аспайды.ПА сериялы қосқыштардың түйіспелерінде әр полюске екі есе ажырау қолданылады. Түйіспелердің балқуын азайту үшін олар болат қапсырмалармен қамтылған. Доға түзілгенде, оған түйіспелер армату- расында және бұру сымдарындағы токпен доғаның өзара әрекетінен туындайтын электр динамикалық күштер әсер етеді. Деионды тордағы- дай доғаны сөндіру үшін ток нөл арқылы өткенде туындайтын катод маңындағы электр беріктігі пайдаланылады. Бұру сымдарының өрістері және болат қапсырма есебінен магнитті үрлеу және екі ажырау 500 В дейінгі кернеудегі түйіспелердің сенімді жұмысын қамтамасыз етеді. 60 А номиналды токқа есептелген түйіспелер, 450 В кернеудегі және cosφ= 0,3 қысқа тұйықталудың он есе тоғын ағытады.Түйіспелер жетегі үшін Ш-тәрізді немесе П-тәрізді өзекшесі бар электр магниттер кеңінен пайдаланылады. Осындай электр магниттің магнит сымы екі бірдей бөліктен тұрады, олардың бірі қозғалыссыз бекітілген, ал екіншісі түйіспелі жүйемен иінтірек арқылы байланысты. Ш-тәрізді жүйенің полюстері арасында якордың жабысуын жою үшін электр магниттердің бірінші құрылымдарында саңылау жасалды. Қо- суда соққы шеткі полюстерге келеді, бұл олардың айтарлықтай ажы- ратылуына әкелді. Якорь қисайған жағдайда иінтіректе якорьдің өткір жиектерінің өзегінің полюсінің бетінің бұзылу қаупі туындайды. Қазір- гі түйіспелерде жабысуды жою үшін тізбекке магниттік емес төсем ен- гізілген. Қосылған жағдайда барлық үш саңылаулар нөлге тең. Ол по- люстердің тозуын азайтады, себебі соққы барлық үш полюске келеді.Қосылған жағдайда магнитті жүйе полюсіне якордің дірілін жою үшін қысқа тұйықталған орамдарды орнатады. Себебі қысқа тұй- ықталған орамның әсері кіші ауа саңылауында тиімді, полюстердің тығыз жатуы үшін олардың беті өңделуі тиіс. Электр магниттің дірілін азайту бойынша жақсы нәтижелер ПА типті түйіспелерде қол жет- кізілуі мүмкін. Онда өзекшені икемді бекіту нәтижесінде якорды өзек- шеге қатысты өзіндік орнату мүмкін, онда ауа саңылауы ең аз болады.Белгілі болғандай, орауыштың индуктивті кедергісінің өзгеруіне байланысты ондағы ток якордың тартылған жағдайында жіберілгенге қарағанда барынша аз болады. Орташа қосу тоғы тартылған жағдайда 10-есе токқа тең деп санауға болады. Үлкен түйіспелер үшін якордың тартылған жағдайында ток 15 есе мәнге жете алады. Егер жіберілген жағдайдағы якорь қандай да бір себептер бойынша одан шыға алмаса, үлкен іске қосу тоғына байланысты ешбір жағдайда орауышқа кернеуді беруге болмайды (бірдеңемен тежеледі). Көптеген түйіспелердің ора- уыштары ПВ = 40 % сағатына 600 қосуға дейін жол беретіндей есеп- телген.Айнымалы токтың түйіспелерінің электр магниттері сондай-ақ тұрақты ток желісінен қуат алады. Бұл жағдайларда түйіспелерде жыл- дамдатылған резистормен бірлесе жұмыс істейтін арнайы орауышты орнатады. Соңғысы басқа аппараттың барынша қуатты түйіспелерімен немесе блок-түйіспелі ажырайтын түйіспелермен тұйықталады.Саңылау азайғанда айнымалы токтың электрмагнитінің тартылыс сипаттамасы тұрақты ток электр магнитіне қарағанда, аз тіктікпен көтеріледі. Осының нәтижесінде ол қарсы әрекет ететін сипаттамаға барынша жақын. Нәтижесінде іске қосылу кернеуі жіберу кернеуіне жақын. Түйіспелердің электр магниттері 0,85 U ном -дан 1,1 U дейінгі қуат беру кернеуінің диапазонындағы сенімді жұмысты қамтамасыз етеді.Түйіспелер орауышы тұйықталатын блок-түйіспелері арқылы қуат алатындықтан, онда түйіспені қосу номиналды мәнге дейінгі кернеуді көтергеннен кейін өздігінен болмайды. Айнымалы токтың электр маг- нитінің іске қосылуы тұрақты ток электр магнитіне қарағанда барын- ша тезірек. Түйіспелердің өзіндік уақыты 0,03-0,05 с, ал жіберу уақыты— 0,02 с құрайды. Тұрақты ток түйіспелеріндегідей, айнымалы токтың түйіспелердің блок-түйіспелері негізгі түйіспедегі электрмагнитпен қозғалысқа келтіріледі. 4.Магнитті қосқыштар Қысқа тұйықталған асинхронды қозғалтқыштарды іске қосуға ар- налған түйістіргіш магнитті қосқыш деп аталады.Ереже бойынша, қосқыш түйістіргіштен басқа «фазаны жоғалту» және артық жүктемелерден қозғалтқышты қорғауға арналған жылу ре- лесін қамтиды. Асинхронды қозғалтқыштардың белгілі бір дәрежеде- гі үздіксіз жұмысы қосқыштардың сенімділігіне байланысты. Сол се- бепті тозуға төзімділікке, коммутациялық қабілеттілікке, іске қосылу нақтылығына, қозғалтқышты артық жүктемеден қорғау сенімділігіне, қуатты барынша аз тұтынуға қатысты қатысты жоғары талаптар қойы- лады.Жұмыс шарттарының ерекшеліктері келесіде. Асинхронды қозғал- тқышты қосу кезінде іске қосу тогы номиналды токтың 6 — 7-есе мәні- не жетеді. Түйіспелердің тіпті кішігірім дірілі осындай токта істен тез шығады. Діріл уақытын азайту үшін түйіспелерді және жылжымалы бөліктерді барынша жеңіл етіп жасайды, олардың жылдамдығын азай- тады, басу күшін ұлғайтады. Көрсетілген іс-шаралар, мысалы, 2-106 операцияларға дейінгі электр тозу төзімділігі бар ПА типті қосқышты жасауға мүмкіндік берді.Зерттеулер 100 А дейінгі токтарда түйіспелердегі күміс қаптамалар- ды қолдану орынды екенін көрсетті. 100 А жоғары токтарда күміс және кадмий тотығының композициясы жақсы нәтиже береді.Ағытуда қалпына келтірілетін түйіспелердегі кернеу желі кернеуіне және қозғалтқыштың ЭҚК тең. Ол барлығы 15-20 % Uағытудың жеңілдетілген шарттары орын алады. ном құрайды, яғни Электр қозғалтқыш желіден іске қосқаннан кейін ағытылатын жағдайлар аз емес. Қосқышқа тек номиналды токқа тең токты қуат- тылықтың өте төмен коэффициентінде (cosφ = 0,3) және қуат көзінің номиналды кернеуіне тең қалпына келтіру кернеуінде ғана ағытуға тура келеді. Тежелген қозғалтқыштың 50 еселік қосылу-ағытылуынан кейін қосқыш әрі қарай жұмыс істеу үшін жарамды болуы тиіс. Қосқыштың техникалық деректерінде тек оның номиналды тоғын ғана емес, со- нымен қатар қосқыш әр түрлі кернеулерде жұмыс істейтін алатын -сурет. ПА типті магнитті қосқыш:1 — негіз; 2, 7, 9 — серіппелер; 3 — магнитжетек; 4 — орам; 5 — якорь; 6 — доғасөндіргіш камера; 8, 12 — түйіспелер; 10 — траверса; 11 — қорғаныш релесі қозғалтқыш қуаттылығы да көрсетіледі. Қосқыш ағытатын ток керне- удің артуымен төмендейтіндіктен, аталмыш қосқыш жұмыс істей ала- тын қозғалтқыш қуаттылығы номиналды кернеуді ұлғайтумен артады. Барынша көп жұмыс кернеуі 500 В құрайды.Егер қосқыштың қызмет мерзімін асыру қажет болса, онда қуат- тылығы бойынша артығымен таңдау орынды. Қозғалтқыш қуаттылығы азайғанда сағатына қосылулардың рұқсат етілетін саны да артады. Аз қуаттылықты қозғалтқыш айналудың номиналды жиілігіне тезірек же- теді. Сол себепті қосқышты ағыту кезінде қозғалтқыштың орнатылған номиналды тоғы ажырайды, ол қосқыштың жұмысын жеңілдетеді.Қосқыштардың кеңінен таралуын ескерсек, ол тұтынатын қуат- тылықтың төмендеуі үлкен мәнге ие болады. Қосқышта шамамен 60 % қуаттылық электрмагнитте, ал қалған 40 % — жылулық релеге шығын- далады. Электрмагниттегі шығынды төмендету үшін суықтай тапталған болат қолданылады.ПА типті магнитті іске қосу схемасы 9.5-суретте келтірілген. Қосқыш металл негізге жинақталған 1. Қозғалмайтын 12 және қозғал- малы 8 түйіспелі көпірше типті түйіспелі жүйе доға сөндіргіш каме- рада 6 орналасқан. Түйіспелі басу серіппемен 9 қамтамасыз етіледі. Қозғалмалы түйіспелер 8 траверсамен 10 жалғасқан, ол О нүктесіне қатысты бұрылуы мүмкін. Траверсаның 10 қарама-қарсы ұшында якорь 5 бекітілген, ол магнитжетектен 3 және орамнан 4 тұратын электрмаг- нитпен тартылады. Магнит жетектің астында сығу серіппесі болады 2, ол электрмагнит іске қосылғанда магнит жетек және якорьдың барын- ша тығыз жатуын қамтамасыз етеді және осында туындайтын соққыны жұмсартады. Ретті коммутацияланатын тізбекпен жылу қорғаныш ре- лесі 11 қосылған.Осындай артық жүктеме тогы кезінде жылу релесі іске қосылады және өзінің түйіспелерімен (9.5-сур. көрсетілмеген) орамның 4 қуат тіз- бегін ажыратады. Траверса 10 қайту серіппесінің әсерімен 7 оңға қай- тады, 8 және 12 түйіспелері ажырайды және негізгі тізбектің ағытылуы болады. Бақылау сұрақтары Қандай электр аппараты түйістіргіш деп аталады?Түйістіргіштің тозуға төзімділігі (механикалық және коммута- циялық) дегеніміз не?Түйістіргіштің негізгі тораптарын атаңыз.Түйістіргіш қандай негізгі параметрлермен сипатталады?Тұрақты ток түйіспелеріндегі доғаның зиянды әсерін қалай төмендетеді? Тұрақты токтың түйістіргішін ағытудың өзіндік уақыты және қосудың өзіндік уақыты немен анықталады?Негізгі түйіспелердің қанша айнымалы ток түйіспелері болуы мүмкін?Тұрақты және айнымалы ток түйіспелеріндегі доғаны сөндіру процестері несімен ерекшеленеді?Айнымалы ток түйіспелеріндегі діріл қалай жойылады?Қандай электр аппараттары магнитті қосқыштар деп аталады? Олардың мақсаты қандай?Магнитті қосқыштың жұмыс істеу принципін түсіндіріңіз. 10-ТАРАУ ЭЛЕКТРОНДЫ АППАРАТТАР ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫНЫҢ ПРИНЦИПІ 10.1. Жалпы мәліметтер ХХ ғасырдың ең маңызды өнер табысы жартылай өткізгіш аспаптар болып табылады, ол аппарат құрылысына революция жасап, адамзатқа өрлеу жолында үлкен қадам жасауға тамаша мүмкіндік болды. Жар- тылай өткізгіш құралдарды пайдалану аппараттардың мүмкіндіктерін кеңейтті: олардың беріктілігін арттырды, басқаруға энергия шығы- нын азайтты, пайдалану уақыты бойынша шектеуді жойды, жиіліктік қасиеттерін арттырды және т.б. Жартылай өткізгіш құралдары көме- гімен берілген алгоритмде және пайдалану мерзімін шектеусіз етіп, кез-келген электронды аппаратты жасауға болады. Электрондық аппа- раттардың іске қосылу мезетін және қадамын дәл бекіту механикалық, электрлік, гидро- немесе пневможетегі бар электрлік аппараттармен са- лыстырғанда әлдеқайда жоғары. Егер электрлік аппараттарда уақыт өте келе физикалық қасиеттерінің өзгеруі және құрылым элементтерінің тозуы салдарынан жүктемелерінің өзгеруі байқалатын болса, электрон- дық аппараттарды барлық қызмет ету уақытында жүктемелер өзгеріссіз сақталады. Электрлік аппараттар құжаттарында өндіруші зауыт ауы- стырып қосудың кепілдік санын көрсетеді, одан асып кетсе, аппарат істен шығады. Электрондық аппараттарда мұндай параметр жоқ. Элек- трондық аппараттарда байланыс жұбының (түйіспелі жұптар) болмауы- ның, электрлік құрылғылардың қызмет ету мерзімі мен сенімділігін ай- тарлықтай қысқартатын ұшқын шашырауының және электрлік доғаның пайда болуының алдын алады.Электрондық аппараттар қолданылмайтын ғылым мен техниканың саласы жоқ. Олар тұрмыста да өте кең қолданысқа ие. Электронды аппараттар бөлек дискреттік жартылай өткізгіш элементтер негізінде орындалады, сонымен қатар оларды жасауда аналогты және цифрлық интегралдық микросхемалар пайдаланылады. Электронды аппарат- тардың салыстырмалы түрде жоғары құны оларды пайдалануға және оларға қызмет көрсетуге жұмсалатын шығындардың едәуір азаюымен өтеледі. Оның үстіне технологиялық процесстердің дамуы және шыға- рылу көлемінің артуы нәтижесінде электронды құрылғылардың бағасы үнемі төмендеп отырады.Электронды аппараттардың кемшілігіне олардың қымбат бағасынан  10.1-сурет. Электрондық аппараттың құрылымдық схемасыбөлек коммутацияланатын қуатының шектеулілігін жатқызуға болады, қосымша ток көзінің қажеттілігі және радиациялық сәулелену ықпалы- ның кезінде істен шығуы қажет болады.Электронды аппараттың құрылымдық схемасы 10.1-суретте кел- тірілген. Электрондық аппараттың арналуына байланысты оның құрылымдық схемасында қандай да бір блок болмауы мүмкін. Мысалы, тұрақты ток тізбегіне арналған кернеу электрондық реледе түрлендір- гіш мен қуат блогы болмайды.Электронды аппараттардың элементтік базасы ретінде резисторлар, конденсаторлар, индуктивтілік орауышы, трансформа¬торлар, жарты- лай өткізгіш диодтар, әртүрлі типтегі биполярлық және өрістік тран- зисто¬рлар, тиристорлар, симисторлар және т.б. қолданылады. Көп жағдайда тізілген элементтер электронды аппараттарда кең диапазон- ды. 10.2 Ауыстырып-қосу режимінде жартылай өткізгіш диод жұмысы Электрондық аппараттарда жартылай өткізгіш диодтар айныма- лы кернеуді тұрақты кернеуге түрлендіргіш ретінде жұмыс жасайды, сонымен қатар ток кернеуінің ұлғаюынан және кері кернеуден қорғау үшін қолданылады.Диод жұмысының ауыстыру режиміндегі ерекшеліктерін қарасты- рамыз. 10.2-суретте диодқа тік бұрышты пішіндегі айнымалы кернеу беріледі. Кернеу нольдік мән арқылы ауысқан кезде диод өткізгіш күй- ден жабық күйге ауысуы керек және керісінше. -сурет. Диодты тікбұрышты пішінді кернеу көзіне қосылу схе- масы:Т — трансформатор; VD — диод; R —жүктемелі резистор -сурет. Тік бұрышты пішіндегі кернеу көзіне диодтың ығысу схемасы: R — p және n аудандарының көлемді кедергілері; R , С — p — n-ауысуының об n пбелсенді кедергісі және сыйымдылығы Синусоидалы кернеу ықпал еткен жағдайда ол нөлге жақындағандаdu/dt туындысы салыстырмаы түрде көп емес.Источник напряжения прямоугольной формы Тікбұрыш пішінді кернеу көзіТік бұрышты пішіндегі кернеу әсер еткен кезде du/dt теория жүзін- де шексіздікке ұмтылады. Диод кернеудің бұлай құлауына әртүрлі әре- кет етеді.Диодтарда ағып өтетін процесстерді сапалы және сандық бағалау үшін оның қарапайымдандырылған ығыстыру схемасын пайдаланған ыңғайлы. Бұл жағдайда 10.2-суреттегі тізбек 10.3-суретте келтірілген тізбекке ауысады. Осындай тізбекте жүретін процесстер 10.4-суретте көрсетілген. 0 —t уақыт интервалында трансформатордың екінші орамасынан тік кернеу алынған кезде Uток ағып өтеді 2пр (10.4, а-сурет), диод пен жүктеме арқылы 2пр пр VDпр н Барлық дерлік диодтарға кернеудің U VDпр тіке құлауы 0,7- 1,5 В ара- лығында болады, ондай жағдайда U 2пр >>U VDпр шарты орындалған кезде ток үшін өрнек келесідей түрге көшеді UІ = пр прнуақыт мезетінде кернеу қарама-қарсылығының өзгеруі кезінде, ди-одтағы ток /обр тең болуы керек. Дегенмен, p — n- ауысуында сыйым- дылық С қайта зарядтала бастайды, уақыттың бірінші мезетінде кері токтың лақтырылуы (импульс) орын алады І обр.имп (10.4, б-сурет), оның өлшемі тек жүктеме кедергісімен шектеледі R << R : UІ = 2обр обр.импн -сурет. Қайта қосу режимінде жартылай өткізгіш диодта кернеу мен токтың осциллограммалары:а — трансформатордың екінші орамасымен шешілетін кернеу графигі; б — диод және жүктемеден ағып өтетін ток графигі; в — диодтың вольт-амперлік сипаттама- сы; г —уақыт функциясындағы диодтың тіке және кері кернеу графигі диода; г — график прямого и обратного напряжений на диоде в функции времени Тізбекке берілетін кернеу U 2обр 2пр болғандықтан, онда І обр.имп . Осылайша, үлкен кері токтың ағу уақыты С өрнегімен анықталады Бұл уақытты артық p — n-ауысуында артық тасымалдағышының таралу уақыты деп аталады және tрас деп белгіленеді. t рас өткеннен кейін таралу процесі p — n-ауысуында қалған тасымалдағыштар салдарынаназдаған уақыт бойы жалғасады. Осы уақытты кесінді уақыты деп атай- ды және t белгілейді. Жартылай өткізгіш диодының кері кедергісін қалпына келтіру уақыты: t = t + t . вост рас ср Ауыстырып-қосудың үлкен жиілігінде кері токтың тура токқа қаты- насы айтарлықтай ұлғаяды, диод өзінің түзеткіш қасиеттерін жоғалта- ды және Сп сыйымдылығы бар конденсатор ретінде жұмысын бастай- ды. Сол себепті жоғары жиілікті ауыстыру электрондық аппараттарын жасаған кезде диодтардың жиіліктік қасиеттерін ескеру қажет.. 3.Транзистор жұмысының негізгірежимі Транзистор жұмысының негізгі режимі оның екі күйімен сипат- талады: транзистор толық жабық болған кезде және бойында ток жоқ болғанда төмендету күйі және қанық күйі транзистор толық ашық және бойындағы ток жүктеме кедергісінен тәуелді болған кездегі күйі. Бұл ток келесі формуламен анықталады: Е – U EІ = К КЭнас ≈ KКнасн н Бұл жерде І —қанығу режимінде транзистордың коллекторлық тоғы ағып өтетін ток; Е —кілт схемасының жеткізу кернеуі; U — қанығу режимінде транзистордың коллекторлық ауысуында кернеудің эммитерге түсуі; R —транзистордың коллекторлық тізбегіне қосылған жүктеменің кернеуі.Екі каскадты электронды кілттің принципиалдық схемасы 10.5-су- ретте келтірілген. Бұл режимде транзистор тез әрекет ететін ажыратқыш рөлін орындайды.Транзистордың типін және маркасын таңдау алдында схеманың не- гізгі параметрлерін анықтау керек. Жүктеменің кедергісін және жүкте- ме кернеуін біліп, жүктемедегі токты төмендегідей анықтаймыз Е – U К КЭнас К2н Бұл жерде І —VT2 транзистордың коллекторлық тізбегіндегі ток. Жеткізу кернеуінің және жүктеме токтарының белгілі мәндері бой- ынша транзисторды келесі параметрлер бойынша таңдайды: U КЭmах 2Е ; І Кmах ≥ 2/н; U ; β, бұл жерде β — таңдалған транзистордың тоuы бойынша тарату коэффициенті (кернеу мен токтың жоғары мәндері кілтжұмысының сенімділігін арттыру үшін).Қанығу режимінде транзисторды ұстап тұруға қажет базаның тоғы Іб = І /β формуласымен анықталады, бұл жерде β —транзистордың К mіn mіn күшейту (ток бойынша берілу) коэффициентінің ең төмен мәні. Темпе-ратуралық коэффициентті есепке алғанда, K = 0,7 және қанығу коэф- фи¬циенті Ктоғы нас = 1,5 -2,0 болған кезде, транзистор базасының есептеу І І = н K с Брасч β K на ’ mіn тБазаның тоғы электронды кілттің кірісіне келіп түсетін басқару кер- неуіне тәуелді U упр -сурет. Екі каскадты кілттің схемасы:VT1, VT2 — транзисторлар; БЖ — басқару жүйесі U – U упр БЭнасББ Келтірілген өрнекті І Брасч және І үшін теңестіріп және VT2 транзи- стор базасының тізбегіндегі резистордың R2 кедергісін анықтаймыз: (U – U ) R β K = R = упр(Е БЭнас КЭнас н mіn т нас 10.5-суретте электрондық кілт схемасы келтірілген, онда R = R упр = Е . Бұл схемада VT2 транзистордың басқарушы кернеуі ретін- де Е қуат көзінің кернеуі қолданылады. Екі каскадты электронды кілт схемасында VT1 транзистордың қанық күйінің арқасында VT2 транзистордың жабық күйін сенімді қамтамасыз етеді, өйткені VT1 транзистордың эмиттер-коллекторлық ауысуында кернеудің түсуі VT2 транзистор үшін талап етілетін басқару кернеуінен төмен, яғни Uболуы мүмкін.. упр2 . Кейде екі кернеу мәндері бойынша бірдей (мысалы, қанығу шегімен жақын). Сол кезде VT2 тығыз жабу үшін оның базасының тізбегіне VD диодты қосады. Бұл жағдайда U КЭнас1 VD БЭ2 ). Транзисторларды сенімді бекіту үшін ажырату режимін- де база-эмиттерлік ауысуға тірек кернеу көзінен Е (10.6-сурет) шағын кері полярлық ығысу кернеуін береді. 10.6-сурет. Тірек кернеуінің көзін жа- батын транзисторлық кілтті пайдалану схемасы 4.Ауыстырып-қосу режимінде транзистор жұмысы Транзисторлық кілттер көп жағдайда белсенді-индуктивті сипатқа ие жүктемеге жұмыс жасайды (10.7-сурет). Жүктеменің индуктивті құраушысының бар болуы оны сөндірген кезде транзисторда үлкен коммутациялық ток кернеуінің ұлғаюына алып келеді. Бұл ток керне- улерінің ұлғаюы ойық транзистордың эмиттер-коллекторлық ауысуы- ның тесілуіне жеткізу кернеуінің көп есе артуына алып келуі ықтимал. Мысалы, транзистор жабылғанға дейін оның коллекторлық тізбегінде = 10 А жүктемелі ток ағатын, бастапқы кернеу U = Е = 100 В, транзистор коллекторындағы мүмкін кернеу U КЭmах = 200 В, транзистор коллекторлық тогының түсу уақыты — 0,5 мкс. Электрмагниттік ин-дукция заңына сай транзисторды жапқан кезде жүктеменің индуктивті құраушысында өзік индукция ЭДС пайда болады.10.7-сурет Белсенді-индуктивті жүктемеге жұмыс жасайтын тран- зисторлық кілт схемасы| e | = L dі ≈ L Δіdt Δt Жүктеме индуктивтілігі үшін Lн = 100 мкГн 10| e | = 100·10-6 = 2000 B0,5·10-6 Өздік ЭДС бағыты дәл қуат көзінің Е . ЭДС бағытымен бірдей. Со- ның салдарынан эмиттерлік-коллекторлық ауысуға рұқсат етілген кер- неуден әлдеқайда жоғары кернеу қолданылады да, транзистордың істен шығуы орын алады. Транзисторды сақтау үшін жүктемеге параллель диод VD қосады. Бұл жағдайда транзисторды сөндірген кезде жүктеме- дегі ток диодпен тұйықтаған тізбек бойымен ағады және транзистордың эмиттерлік-коллекторлық ауысуына қауіпсіз кернеу салынады, оның мәні Кирхгофтың екінші заңына сай анықталады: KЭ VD ~ Е . Диодты жүктемеге параллель қосу транзистордағы артық ток керне- уінің ұлғаюынан арылауға мүмкіндік береді, сонымен қатар бұл қорға- ныс тәсілімен қосу кезінде транзисторда және диодта үлкен импульстік токтар пайда болады. Бұл токтарды өтпелі деп атайды. 10.8-суретте диод VD бар болған кезде және жоқ болған кездегі кернеу мен ток ос- циллограмалары келтірілген.Өтпелі токтың пайда болу себебі келесіде. Кезекті басқару импуль- сін берген кезде транзистор ашылады, бірақ сонымен қатар диод VD өзінің инерциялығына байланысты әлі де өзінің өткізгіш күйінде қала-  10.8-сурет. Транзисторлық кілт элементтерінде ток пен кернеудің осцилло- граммалары:а, б — диод VD жоқ кезде; в... д — диод бар кезде ды. Оның жабылуы үшін кері кедергіні қайта қалпына келтуруге уақыт керек. Осылайша, бірнеше микросекундтың жартысында ЕК ток көзі қысқа тұйықталуға жақын режимде болады. Диод пен ток транзисто- рына қауіпті импульс пайда болады, оның көлемі тек көздің, диодтың және транзистордың ішкі кедергісімен шектелген және монтажды же- тек кедергісіне тәуелді (10.8, г, д-сурет). Бұл ток диод пен транзистор- дың бастапқы тоғынан асып түседі және бұл оның істен шығуына алып келеді.Шығыс каскадтарды қорғау үшін өтпе токтарды шектейтін қосымша элементтер қолданылады. Осы элементтердің кедергісі токтың қысқа- мерзімдік шыңдарын шектей отырып, салыстырмалы түрде баяу өтіп жатқан жұмыс токтарына әсер етпеуі тиіс. Бұл міндеттерге индуктивті ток жақсы шешеді. Транзистор коллекторы тізбегіне шағын индук- тивтілігі Х (10.9-сурет) бар дроссель қосады. Бұл индуктивтіліктің ша- масы келесідей есептеледі. Өтпелі ток t ағып өтетін уақытты біле тұра, қандай да бір эквива- лентті синусоидалық токтың жарты кезеңі ретінде қабылдайды. 1экв T 1= 2t экв скв Өтпелі токтың шектеу деңгейін жүктеменің бастапқы тоғына қа- тысты таңдайды: І скв.огр = КІ бұл жерде К — токтың шектелу коэф- фициенті. Осыдан кейін дроссельдің қажетті индуктивтілік кедергісін анықтайды Х = Е /І Lдр К скв.огр. Lдр = 2πf болғандықтан, ізделінген индуктивтілік: Х 2Е t 2Е t L = Lдр = К скв = К скв др 2pf экв 2πKІ 2πKІ Дроссель өтпелі токтың кезекті импульсінің шектеуіне дайын болуы үшін, оған дейін болған импульстен сақталған энергияны тарату қажет. Ол үшін дроссельді VD2 диодпен шунттайды.Транзисторды ауыстырып қосу жұмыс жиілігі эквивалентті жиілік- тен көп кіші болғандықтан, дроссельдің индуктивті кедергісі де жұмыс жиілігінде өте аз болады.Токтың артық кернеуінен қуаты аз кілттерді қорғау үшін стабили- трондар мен конденсаторлар қолданылады. 10.10-суретте транзистор- дың эмиттерлі-коллекторлық ауысуына параллель қосылатын резисто- рымен R бірге конденсатор С көмегімен транзисторды ток кернеуінен сақтау схемасы келтірілген. Транзисторды қосқан кезде паразитті ин- дуктивтіліктерде жинақталған энергия қорғаныс конденсаторына С беріледі, ол транзисторды ток кернеуінің артуынан қорғайды. Конден- сатордың сыйымдылығын С келесі энергетикалық қатынастардан есеп-тейдейді.Паразиттік индуктивтілікте жинақталған энергия = LІ L 2 . C U2 Қорғаныс конденсаторына берілген энергия W = 32 огр, бұл жерде огр —транзистордың эмиттерлі-коллекторлық ауысуында шекте- уші кернеу деңгейі, оның шекті мүмкін кернеумен анықталады U КЭmах  -сурет. Ток кернеуінің асып кетуінен және өтпелі токтан сақтау транзисторлық кілтінің схемасы -сурет. Ток кернеуінің асып кетуінен және өтпелі токтан сый- ымдылықты сақтау транзисторлық кілтінің схемасы сурет. Стабилитрон көме- гімен ток кернеуінің асып кетуінен қорғанысы бар транзисторлық кілт схемасы огр огр КЭmах қабылдап, бұл жерде К огр —шектеу коэффициенті, шамамен 0,5- 0,7 тең және Wлесідей формула аламыз және W , үшін өрнектерін теңестіріп, ке- LІ2 = С К2 U2 . 3 огр КЭmах Алынған формуланы қолданып, қорғаныс конденсаторының сый- ымдылығын анықтайды:С = LІ 3 U2 КЭmах 2огр Транзисторды ашқан кезде сол арқылы және шектеуші резистор арқылы конденсатордың заряды таусылады. Резистор кедергісін Rтранзистордың коллекторлық тізбегіндегі ток шекті мүмкін импульстік токтан І әр нақты транзистордың анықтамаларында берілетін мән- нен асып кетпейтіндей етіп таңдайды:U UR ≥ С3 = огр 3Кимп Кимп Сонымен қатар, транзистордың ашық күйі уақытында конденсатор- дың С заряды таусылмауы керек, яғни разряд уақытының тұрақтылығы тр = R С ≤ t VT/(3…4). з з откркСтабилитрон көмегімен ток кернеуінің асып кетуінен қорғанысы бар транзисторлық кілт схемасы 10.11-суретте көрсетілген. U кернеу- ді стабилитронның тұрақты болуына дейін шектейтін VD стабилитрон, транзистордың эмиттерлі-коллекторлық ауысуына параллель қосылған. Стабилитронды келесідей есеппен таңдайды: U КЭmах ≤ U , ал стабили- тронның тұрақтандыру тоғы бастапқы мәнінен аспауы керек І = (Е + e )/R cт.ном К L н 5.иполярлық транзисторда орындалған кілттердегі шығынды азайту жолдары Кілттердің электрлік схемалары олардың жұмыс шарттарына және арналуына байланысты болады. Егер кілттің қуаты аз болса, онда каскадтар арасында гальваникалық байланыс бар қарапайым және сенімді схема дұрыс болады (10.12-сурет). Дегенмен, кілтпен комму- тацияланатын қуат артқан сайын, осы кілтпен басқарылатын абсолют- тік мән де артады. Абсалюттік мән жылу ретінде жоғалады және оның ұлғаюымен кілттік энергетикалық көрсеткіштері мен одан жылуды алу мәселесін арттыру өзекті болады.Тікелей жүктемеге жұмыс жасайтын транзисторлық кілт үшін (10.13-сурет) транзисторда және қанығу режимінде басқару тізбегінде жоғалтулардың жалпы қуаты: Σn Кнас KЭнас упр = І U + І U + І 2 R = P + І 2 R Кнас KЭнас Б БЭна Б Б πVT Б Б Күш транзисторларының көпшілігі үшін β = 1,5-2,0, К ≈ 0,7 и U ≈ 1 В Онда І І= Кнас К mіn т нас Бmіn нас Σп Кнас KЭнас Кнас Uβ упр упр пKЭнас mіn ≈ 2,25 U Алынған қатынастан күштік кілтпен басқару кернеуі көп болған сайын, соғұрлым оның басқарылуына көп қуат жұмсалады. Сәйкесін- ше, бұл кернеуді азайту керек. Дегенмен, өте төмендетуге тағы болмай-  -сурет. Каскадтар арасында гальваникалық байланысы бар транзисторлық кілт схемасы -сурет. Тікелей жүктемеге жұмыс жасайтын транзисторлық кілттің схемасы -сурет. Құрама транзистор негізіне құрылған транзистордың схемасы -сурет. Шығындарды азайту үшін паралель қосылған транзи- сторлардың схемасы: FUІ — FUn— сақтандырғыштар ды, өйткені басқару кернеуінің жартысы транзитордың база-эмиттерлік ауысуында түседі де, қанығу режимінде U = 1,0...1,5 В құрайды. Қанығу тоғының қажет мәні басқарылатын кернеу және база тізбегіне кіретін резитор кедергісінің деңгейімен анықталады: упрБ R БЭнас Ол үшін U упр >> U БЭнас Бшарты орындалуы тиіс. І жүзінде U упр « (4...5) БЭнас қатынасы жеткілікті болып табылады. Басқаруға кернеуді аз жұмсаудың тағы бір жолы кілтті күшейту коэффициентін арттыру болып табылады. Ол үшін құрама транзистор қолданылады. Құрама транзисторда екі биполярды транзистор Дар- лингтон схемасы бойынша біріктірілген (10.14-сурет).Құрама транзистордың ток бойынша беру эквивалентті коэффици- енті әр транзистор тоғы бойынша беріліс коэффициенттерін шығару арқыл анықталады, яғни β = β β . Сәйкесінше құрама транзисторды экв 1 2басқару үшін аз ток және аз қуат қажет. Коэффициенттің артуы есебі-нен жоғалтулар 10 есе азаяды. Сонымен қатар, ескеретін жағдай база тізбегінде жоғалтудың азаюымен бірге, коллектор тізбегінде шығындар 1,5-2 есе артады, өйткені құрама транзистор қанығу режимінде бола ал- майды.Транзисторлардың паралель қосылуы кілтте шығындарды азайту ай- тарлықтай ықпал етеді (10.15-сурет). Коллекторлық тізбекте параллель қосылған әр транзистордан барынша ықтимал мәннің 15-20 % құрай- тын ток ағуы қажет. Бұл кілтте кернеудің қаныққан режимнен кернеудің түсуіне жағдай жасайды, ал сәйкесінше ондағы шығындар да аз болады. Осылайша, қанша транзистор паралель қосылса, кілтте кернеудің құла-уы соншалықты аз болады.  -сурет. Жүктеме үлкен тоғын алу үшін параллель қосылған транзи- сторлары бар кілт схемасы Транзисторларды параллель қосу тек кілттегі шығындарды азай- тпайды, сонымен қатар оның жұмысының сенімділігін арттырады, өйткені транзистор коллекторларындағы ағып өтетін ток пайдалануға болатын барынша ықтимал мәнінен аз болады. Әр транзистордың кол- лекторлық тізбегіне балқығыш сақтандырғыш қосады. Ол кілтке зиян келтірмей, қысқа мерзімдік апаттық режимдерде кез-келген транзистор- ды сөндіре алады.Егер транзистордың шекті тоғы жүктеме тоғынан аз болса, транзи- сторларды 10.16-суретте келтірілген схема бойынша параллель қосады. Бұл жағдайда параллель қосылған транзисторлардың санын келесі шарт бойынша анықтайды: әр транзистордың коллекторлық тізбегінде аға- тын ток барынша рұқсат етілетін токтан 50-70 % асатын болуы керек. Транзисторларда параметрлердің шашылуы болады, әр транзистордың эмиттер тізбегіне токты түзету үшін резистор R жалғайды. 6.Дала транзисторларындағы электронды кілттер Дала (униполярлы) транзисторларында орындалған электронды кілттер (10.17-сурет) биполярлы транзисторлар базасындағы кілттер алдында біршама артықшылыққа ие. Ондай артықшылыққа бірінші ке- зекте:бірнеше жүздеген мегаом жететін жоғары ішкі кедергі;Транзисторды электрлік өріспен басқаратындықтан, басқаруға жұмсалатын энергия шығыны мардымсыз;Транзисторда динамикалық шығындарды азайтатын ауыстырудың жоғапры жылдамдығы.  -сурет. p — «-ауысуы бар (а) және оқшауланған ысырмамен және n-каналмен (б) басқарылатын дала транзисторларында орындалған кілт схемасы Бұл кілттердің басты кемшілігі ашық күйдегі дала транзисторла- рында биполярлық транзистормен салыстырғанда кернеудің құлауы өте жоғары.Дала транзисторында биполярды транзистор секілді электрод ара- лық сыйымдылықтары бар: ысырма мен бастау арасында С , ысырма мен ағу арасына С , бастау мен ағу арасында С . Дала транзисторында зс сиқосқан және сөндірген кезде артық тасымалдағыштардың жинақталуыболмайды, электрод аралық сыйымдылық ауыстырып-қосу процессін- -сурет. Басқарушы кернеудің (а), ысырмадағы кернеудің (б) және ағу мен бастау арасындағы кернеуді (в) сипаттайтын дала транзисторын ауыстырып-қосу процессін сипаттайтын осциллограммасы де өз ізін қалдырады, оны ұзаққа соза- ды. Әр дала транзисторының паспорт деректерінде электродаралық сый- ымдылығының мәндерін немесе қосу уақыты tвкл мен сөну уақыты tвыкл көрсетіледі. Бұл уақыттар биполяр- лықпен салыстырғанда аз, сол себепті дала транзисторларында динамикалық шығындардың қосындысы аз және олар жоғары жиілікте жұмыс жасайды.Дала транзисторын қосып-сөндіруді 10.18-суретте көрсетілген осциллограм- малар сипаттайды. -сурет. Құрама транзи- стор базасында кілт схемасы составного транзистора Осциллогаммнын көрсетілгендей транзистор ысырмадағы кернеу (уақыт мезеті t ) шекті мәніне жетпейінше жабық күйде болады. 0 — tқарай интервалды қосылуға кешеуілдеу уақыты t деп атайды. Ары транзистор сызықтық режимге ауысады және t —t интервалында оның қосылуы болады. Сонымен қатар кернеу U азаяды. Көрсетіл- ген интервалды қосу уақыты tвкл деп атайды. Басқару кернеуін шешкен кезде t уақыт моментінде транзистор сыйымдылықтарын босату про- цессі басталады. t —t интервалы tз.выкл қосуға кідіріс уақытына сәй- кес, интервал t —t уақыт — сөндіру уақыты tвыкл. 4 5Кілттердің энергетикалық көрсеткіштерін арттыру үшін дала тран-зисторларын биполярлы транзисторлармен бірге құрама транзистор схемасы бойынша қосады (10.19-сурет). Сонымен қоса кіріс транзисто- ры ретінде кіріс кедергісі үлкен дала транзисторы қолданылады, шығыс транзистор ретінде —қанық режимде эмиттер-коллекторлық ауысуын- да кернеу аз төмендейтін биполярлы тран¬зистор қолданылады. 10.7.Тиристорлар және симисторлар базасындағы электронды кілттер Электронды аппараттардың шығыс каскадтарында басқарылатын тиристорлар базасында жасалған кілттер кең қолданысқа ие. Олар ауысу жиілігі төмен, ал коммутацияланатын қуат жоғары кезде қолданылады. Тиристорды ашу үшін басқарушы токтың қысқа импульсі жеткілікті. Сәйкесінше, тиристрді басқару үшін мардымсыз қуат қажет. Тиристор- дың басты артықшылықтарының бірі осы болып табылады.Каскадтық басқарылатын тиристор үшін (10.20, а-сурет) басқару кернеуі U басқарушы катод пен электрод арасында орналастырылады, -сурет. Катодпен (а), анодпен (б) басқарылатын тиристорлардің және симистордың (в) графикалық суреті ал анодтық басқарылатын тиристор үшін (10.20, б-сурет) — анод пен басқарушы электрод арасында орналастырылады. Симистор (10.20, в-сурет) бір-біріне қарама-қарсы жалғанған екі тиристор жиынтығынан тұрады.Бұл тиристорлар кіріс айнымалы кернеудің әртүрлі полярлығы кезінде ашылады.-суретте катод бойынша басқарылатын тиристордың вольт-ам- перлік сипаттамасының тобы көрсетілген. Штрих сызықтармен көр- сетілген аумақтар тиристордың теріс кедергісіне сәйкес келеді. Тири- стордың жұмысы мұндай учаскелерде тұрақты емес болады. 10.21-суретте көрсетілгендей басқару тогы І өзгерген кезде тири- стордың қосылу кернеуі U де өзгереді: басқару тогы үлкен болған сайын, қосу кернеуі соншалық төмен болады. Басқару тоғы ең жоғары болған кезде тиристордың вольт-амперлік сипаттамасы түзеткіш диод- пен бірдей. Тиристордың жабылуы үшін келесі шарттардың біреуін орындау қажет: тиристорды ашық күйде ұстап тұратын токтың мәнінен оның жұмыс тоғын азайту керек немесе оған кері полярлық кернеу беру керек. Айнымалы токтың тізбектерінің коммутациясына арналған аппа- раттарда тиристорларды пайдаланған кезде соңғы шарт автоматты түр- де орындалады. Тиристорларды бекіту үшін тұрақты ток тізбегінің ком-  -сурет. Тиристордың вольт-амперлік сипаттамасы -сурет. Симистордың вольт-амперлік сипаттамасы  10.23-сурет тиристор (а) және симистор (б) негізінде электронды кілт- тердің схемасы мутациясы кезінде арнайы схематехникалық шешімдер қолданылады.Электронды аппараттардың шығыс каскадтарында айнымалы ток- тың коммутациясы үшін тиристорлардан бөлек симисторлар да қолда- нылады. Симистордың вольт-амперлік сипаттамалары 10.22-суретте келтірілген.10.23-суретте катод бойынша басқарылатын тиристорлар және си- мисторлар базасында орындалған электрондық кілттердің схемалары келтірілген.Электрондық аппараттардың мақсатына байланысты (тұрақты неме- се айнымалы токтың тізбектерін коммутациялау) тиристорды басқару- дың әртүрлі схемалары қоланылады.Тұрақты ток тізбегінде кілт жұмысы кезінде тек ашуды ғана емес, бекітуді басқару міндеттері пайда болады. Ол үшін мәжбүрлі комму- тациялау кілттері қолданылады. 10.24-суретте келтірілген кілт соның мысалы бола алады. Электрондық кілт VS тиристор базасында құрылған және Z жүкте- месіндегі токты коммутациялауға арналады. Тиристордың қосылуын басқаруды биполярлы транзистор VT1 көмегімен орындайды оның ба- засына қосылу кернеуін берген кезде, транзистор ашылады, нәтиже- сінде тиристор VS да ашылып, қоректендіру кернеуі U жүктемеге Z қосылады. Тиристорды жабуға қолданатын мәжбүрлі коммутациялау торабы тиристорда VS , резисторда R, конденсаторда С , биполярлы Ктранзисторда VT2 және резисторда Rберумен бір мезетте конденсатордың С кқұрылады. Жүктемеге кернеузарядталуы басталады. Заряд тоғы қуат көзінен «оңнан» резистор R, конденсатор С және ашық тири- стор VS арқылы өте бастайды. Ауыстырып-қосудың төмен жиілігінде С кон¬денсатор U кернеуге дейін зарядталады, конденсатордың сол жақ пластинасында теріс зарядтар, ал оң жақ бөлігінде— оң зарядтар жина- лады. Транзистор базасына VT2 қосу кернеуін берген кезде U выкл транзи- стор VT2 ашылады, ол тиристорының VS ашылуына алып келеді. Нәтижесінде конденсатор С тиристорге VS паралель жалғанады және тиристорға кері кернеу беріледі. Тирис¬тор VS жабылады, кернеу -сурет. Тұрақты ток тізбегін коммутациялауға арналған тиристор негізінде жасаған электронды кілт схемасы жүктемеден ажыратылады және конденсатордың С қайта зарядта- луы басталады. Қайта зарядтау тогы қуат көзінен «оң» жүктемеге Z , конденсаторға С және ашық тиристорға VS өтеді. Қосылу кернеуін вкл қайта беру кезінде тиристор VS ашылады, кернеу U жүктемеге беріледі, осымен бір мезетте қайта зарядталған конденсатор С қосалқы тиристорге VS параллель жалғанады. Нәтижесінде тиристорге VS кері полярлы кернеу беріліп, ол жабылады. Осылайша, конденсатордың С және тиристордың VS арқасында тиристордың VS. жабылуы жүзеге асады.Барлық электрондық схемалар тұрақты кернеу көзінен жұмыс жа- сайтын болғандықтан, айнымалы ток тізбегін коммутациялауға ар- налған электронды аппараттарда күш тиристоры мен тиристордың басқару электродына басқару кернеуін жіберетін тізбек арасында бай- ланысты үзу қажет. Айнымалы ток тізбегінің коммутациясына арналған тиристорлік кілттің принципиалдық схемасы 10.25-суретте келтірілген.Транзисторда VT және импульстік трансформаторда Т имульстік кү- шейткіш жиналған. Диод VD1 және резистор R1, VT транзисторды ток кернеуінің асып кетпеуінен қорғау үшін қызмет етеді. Трансформатор Т -сурет. Басқару тізбегі бойынша гальваникалық ажыратуы бар тири- стор негізінде жасалған электрондық кілт схемасы көлемі бойынша жеткізу кернеуін U тиристорды басқару импульсінің кернеуімен үйлестіреді және басқару тізбегі мен тиристордың VS күш тізбегінің арасын гальваникалық ажыратуды жүзеге асырады. Резистор көмегімен R3 тиристорды басқару тоғының мәні беріледі, ал диод VD2 тиристордың басқару тізбегін кері кернеулерден қорғайды. Тік бұрышты пішіндегі айнымалы кернеуді U упр беру кезінде транзи- стор VT осы кернеу жилігіне тең жиілікпен ашылады және Т импульстіктрансформатордың бірінші орамасынан айнымалы ток өте бастайды. Бұл орамада Е өздік индукциясының ЭҚК пайда болады, ал екінші орамада өзара индукцияның Е айнымалы ЭҚК индукциялана бастай- ды. Е ықпалымен VS тиристордың басқарушы электроды тзбегінде резистор R3 және диод VD2 арқылы басқару тогы өтеді. Тиристор VS ашылады және қуат көзінің айнымалы кернеуі U жүктемеге Z беріледі. Тиристорды ашық күйде ұстап тұру үшін, сәйкесінше жүктемеде кернеуді ұстап тұру үшін кернеу импульстері барлық берілген уақыт бойы тиристордың басқарушы электродына түсіп отыруы қажет. Басқа- рушы кернеуді алып тастаған бойда тиристор автоматты түрде жабыла- ды, өйткені белгілі бір сәтте тиристордағы кернеу нөлге тең болады. ZНжүктемесіне кернеуді беру токтатылады. 10.8. Электронды аппараттардағы қуатты алдын ала күшейткіштер Датчиктерден түсетін сигналдарды қуаттылығы бойынша күшейту қажет (әрі қарай 12-тарауды) қараңыз. Ол үшін электронды аппарат- тарда алдын ала қуат күшейткіштері пайдаланылады. Күшейткіштер- ге қойылатын талаптарға байланысты олар дискретті элементтерде де (диодтар, транзисторлар, резисторлар және т.б.), сондай-ақ интегралды микросхемалар базасында да орындалады.Ең әмбебап интегралды микросхемалардың бірі операциялық кү- шейткіш (ОК) болып табылады. ОК екі кірісі (инверттеуші және ин- верттемейтін), бір кіріс және бірнеше қосымша түзету кірістері бар. ОК кірісіндегі дифференциалды каскадтың нәтижесінде ол үлкен кіріс кедергісіне ие, ал дифференциалды каскадта далалық транзисторлар жұптарын пайдалануда ОК кіріс кедергісі бірнеше жүздеген мегаомға жетуі мүмкін. Теріс кері байланысты енгізу ауқымды шектегі ОК кү- -сурет. Операциялық күшейткіштің графикалық суреті  -сурет. Операциялық күшейт- кіштегі буферлік каскад схемасы 10.28-сурет. Ауқымды күшейт- кіштің инверттеуші схемасы шейту коэффициентін өзгертуге мүмкіндік береді — К U max 1 дейін. Принципиалды схемалардағы ОК графикалық суреті 10.26-су-ретте ұсынылған.Электронды схеманың кіріс кедергісі бар датчиктің шығыс кедер- гісін келісу үшін буферлік каскад пайдаланылады. Буферлік каскадта ОК инверттеуші кіріспен жалғастырылады (10.27-сурет). Қатты теріс кері байланыстың нәтижесінде буферлік каскадты күшейту коэффици- енті Ки = 1, ал оның кіріс кедергісі бірнеше жүздеген мегаомға жетеді.Қуаттылығы бойынша кіріс сигналын алдын ала күшейту үшін ОК орындалған инверттеуші және инверттемейтін ауқымды күшей- ткіштерді пайдаланады. Қандай да бір күшейткіш типін таңдау элек- тронды аппарат схемасын қалыптастыру принципіне байланысты. Кіріс кернеуіндегі қарсы фазада шығыс кернеуі өзгеретін күшейткіш инверт- теуші деп аталады, ал кіріс кернеумен бір фазада өзгертуші шығыс кер- неуі бар күшейткіш инверттемейтін деп аталады.ОК инвертталатын күшейткіштің принципиалды схемасы 10.28-су- ретте ұсынылған. R1 және R2 резисторларын бір кедергімен таңдай- ды, ол ОК таңбасына байланысты болды және 100 кОм асуы мүмкін. Көрсетілген резисторлар ОК кіріс токтарын тегістеу үшін қызмет етеді. Теріс кері байланыс тізбегіне R3 резисторы қосылған. Инверттейтін кү- Инверттелмейтін күшейткіштің принципи- алды схемасы 10.29-суретте ұсынылған. шейткіш коэффициенті R1, R3 резисторларының параметрлеріне байла- нысты және олардың арақатынасымен анықталады: R3U R1Инверттелмейтін күшейткіштің принципиалды схемасы 10.29-су- ретте ұсынылған.R1 және R2 резисторлары 11.9-суреттегі схемада көрсетілгендей, бір кедергімен таңдалады және ОК кіріс токтарын тегістеу үшін таңдала- ды. Теріс кері байланыс тізбегіне R3 резисторы қосылған.Инверттелмейтін күшейткіш коэффициенті R1 және R3 резисторла- рының кедергілерінің арақатынасымен анықталады: Uвых =U U R3 + 1R BX 2Кейбір жағдайларда, датчиктердің шығыс кернеуі ауқымды шек- терде өзгергенде (мысалы, индуктивті датчиктердегідей бірнеше ми- ливольттен ондаған вольтқа дейін) электронды аппаратқа кірісте шек- тегіш қояды. Бұл құрылғы өзінің шығысында кіріс кернеуін ауқымды өзгерту диапазонындағы схема элементтерінің берілген параметр- лерінің кернеуі мәніне дейін кернеуді шектейді. ОК теріс кері байланыс тізбегіне шығыс кернеудің деңгейін беру үшін дио¬дтар немесе стаби- литрондарды қосады. Бірінші жағдайда шектегіштің шығысында U тікелей қосылатын диодтағы кернеудің U шығтүсуіне (тікелей қосылатын төмен вольтті тіктегіш диодта кернеудің түсуінің орташа мәні шамамен 1 В құрайды), ал екіншісінде —стабилит¬ронды тұрақтандыру кернеуі- не (U = U ) тең болады. ОК орындалған шектегіштің принципиалды схемасы 10.30-суретте ұсынылған.Жұмысында басқарылатын кернеудің мәнін берілген мәнмен салы- стыру талап етілетін электрондық аппараттарда салыстыру схемалары қолданылады. Салыстыру схемалары ретінде ОК орындалған компара-  -сурет. Шектегіш сызбасы  -сурет. Операциялық күшейт- кіштегі компаратор схемасы торлар барынша жиі пайдаланылады. Осындай компаратордың принци- пиалды схемасы 10.31-суретте келтірілген.Компараторларда кері байланыс тізбегі үзілген және ОК ең жоғары күшею коэффициентіне ие. Инверттелмейтін ОК кірісіне R2 резисто- ры арқылы тұрақтылығы жоғары кернеу U тірек кернеуінің көзінен, ал инверттеушіге — R1 резисторы арқылы датчиктен түсетін кернеу Uвх беріледі. Резисторлар R1, R2 ОК кіріс токтарын тегістеуге арналған. Компара¬тор кіріс кернеуін U тірек кернеуімен U салыстырады. ОК қуатының екі полярлық кернеуінде, U < U болғанда, ОК шығысында жоғары оң кернеу + U болады. кернеуі U кернеуіне тең немесе одан артық болғаннан кейін, ОК шығудағы кернеу секірмелі түрде өзінің полярлығын өзгертеді және – U тең болады. U ≥ U шарты орындалған кезде ОК бір полярлық қо- ректендіру кернеуі жағдайында компаратордан шығысында нөлге тең болады (U вых = 0). Потенциометр схемасы бойынша қосылған айныма- лы резистор R3, тірек кернеуін U , сәйкесінше, компаратордың іске қо-сылу шектерін де өзгертуге арналған. Компаратордың аталмыш қасиеті кернеудің электронды релесі сияқты электрондық аппараттарды жасау үшін пайдаланылады. Бақылау сұрақтары Электронды аппараттардың кемшіліктері мен артықшылықта- рын атаңыз.Электронды аппараттың құрылымдық схемасын сызыңыз.Ауысу режиміндегі жартылай өткізгіш диод жұмысының ерек- шеліктерін атаңыз.Жүктеме тогы және кернеуінің белгілі мәндері бойынша жар- тылай өткізгіш құралдарды қалай таңдайды?Қанығу режимінде транзисторды қолдау үшін қажетті база тоғы қалай анықталады?Бөлу режиміндегі транзисторды жабу тәсілдерін атаңыз.Белсенді-индуктивті жүктемедегі транзистор жұмысының ерек- шеліктері қандай?Шамадан тыс кернеулерден қорғау тәсілдерін атаңыз.Транзисторды басқаруға шығынды азайту тәсілдерін атаңыз.Транзисторларды параллель қосу үшін не пайдаланылады?Далалық транзисторларда орындалған электронды кілттердің артықшылықтары мен кемшіліктері қандай?Кілттердің энергетикалық көрсеткіштерін арттыру тәсілдерін атаңыз. Тұрақты ток тізбектерін коммутациялауға арналған тиристор базасындағы электрондық кілт қалай жұмыс істейді?Айнымалы ток тізбектерінің коммутацияларына арналған тири- стор базасындағы электронды кілттің жұмысын сипаттаңыз.Операциялық күшейткіштерде буферлік каскадтар үшін не пай- даланылады?Оның элементтерінің мақсатын түсіндіріңіз және инвертация- лайтын күшейткіштің принципиалды схемасын сызыңыз.Күшейту коэффициенті қалай анықталады? 11-ТАРАУ ЭЛЕКТРОНДЫ РЕЛЕ 11.1.Кернеудің электронды релесі Электрондық кернеу релесінің (ЭКР) негізгі бөліктері кернеу түр- лендіргіші, шекті құрылғы (салыстыру тізбегі), алдын ала күшейткіш және шығыс күшейткіші (электрондық кілт) болып табылады (11.1-су- рет).Кернеу түрлендіргіші айнымалы ток кернеуін тұрақты кернеуге түр- лендіреді. Мұндай түрлендіргіш ретінде жарты толқын немесе толық толқынды көпір түзеткіші қолданылады. ЭКР тұрақты ток тізбектерінде жұмыс істеп тұрған кезде кернеу түрлендіргіші жоқ.Шекті құрылғылар релелік вольт-ампер сипаттамасына ие жартылай өткізгіш элементтер немесе интегралды микросхемалар көмегімен са- лыстыру схемалары арқылы жасалады. ЭКР конструкциясында ең жиі қолданылатын стабилитрон болып табылады. Стабилитронның графи- калық бейнесі мен вольт-ампер сипаттамасы 11.2-суретінде бейнелен- ген.11.2,б-суретінде көрініп тұрғандай, кернеудің белгілі бір мәнінде Uст жабық аймақ күйінен өткізгіш аймаққа өтеді. Бұл сипат ЭКР бөлігі болып табылатын шекті құрылғыны жасағанда пайдаланылады. Іске қо- сылуды берілген кернеуге реттеу үшін стабилитронмен бірге айнымалы резистор қосылады. Стабилитронға негізделген шекті құрылғы схема- сының нұсқаларының бірі 11.3-суретінде көрсетілген.R1 кедергісінің көмегімен шекті құрылғының шекті кернеуі орнаты- лады. Кіріс кернеуі U стабилитрон тұрақтандыру кернеуінен аз болған жағдайда, U шекті құрылғының шығуындағы кернеуі U = 0. U кернеуі стабилитрондағы кернеу тұрақтандыру кернеуіне U тең не ар- тық мәніне жеткен кезде, стабилитрон өткізгіш күйге өтеді, R2 резисто- ры арқылы І тоғы және шекті құрылғының шығуындағы кернеуі U = ІR айналады.  -сурет.  -сурет. Графикалық кескін (а) және стабилитронның (б) вольт-ам- перлық сипаттамасы. -сурет. Стабилитронныңшекті құрылғысының схемасы суретте дискреттік элементтерде жасалған электрондық кернеу релесінің схемасы бейнеленген.R1, R2, R3 резисторлары кіріс кернеуді бөлгіш болып табылады, онда R2 резисторы ЭКР бойынша белгіленген жұмыс кернеуін реттеу үшін қызмет етеді. Шекті элемент ретінде VD1 стабилитроны қолда- нылады. Алдын ала қуат күшейткіші биополярлы n — p — n-транзи- сторында VT1 құрылған, оның коллекторлық тізбегінде R4 резисторы орнатылған, бұл транзисторлық VT1 коллекторының тоғын шектейді және транзисторлық VT2 базалық тоғын орнатады. Алдын ала қуат кү- шейткішінің шығысындағы кернеуі U VD2 диоды арқылы VT2 тран- зисторында кілт схемасы арқылы құрылған шығыс қуат күшейткішінің кірісіне беріледі. VD2 диоды және R5 резисторы VT2 транзисторының сенімді жабылуын қамтамасыз етуіне арналған. BX CT шартында VD1 стабилитроны өткізгіш емес күйде болады, VT1 транзисторы жабық және оның коллекторында U КЭ2max кернеудің жоғары деңгейі болады. Бұл кернеу VD2 диоды арқылы VT2 транзи-сторының базасына жіберіліп, оны ашық күйінде ұстап тұрады. Қуат сур. Дискретті элементтердегі ЭКР схемасы көзінің кернеуі R жүктемесіне салынып тұрады. Кіріс кернеуі U ста- билитрон тұрақтандыру кернеуіне U тұр тең болған кезде, VD1 стаби- литроны өткізгіш күйге өтеді. Транзисторлық VT1 базалық тізбегінде ток І ағыны және транзистор VT1 ашылады, яғни қанықтыру режиміне өтеді. Қуатты алдын ала күшейткіштің шығысындағы U кернеуі U КЭ- 1нас ≈0,3 - 0,4 В (транзистордың қанықтылық режимінде эмиттер-кол- лекторлық өтуінде кернеуінің төмендеуі) тең болады. R2 резисторыарқылы VT2 транзисторының базасына «жер» шинасы арқылы нөлдік шама жіберіледі және VT2 транзисторы жабылады. Нәтижесінде, R жүктемесінің қоректендірілуі токтайды. Бұл түрдегі ЭКР автокөлік бортында тұрақты кернеу деңгейін қамтамасыз ету үшін вагондар мен тракторлардың борттық генераторлық қондырғыларында қолданылады.Жоғарыда айтылғандай, ЭКР дискретті элементтерде ғана емес, сон- дай-ақ интегралдық микросхемаларда да орындалады. 11.5-суретінде операциялық күшейткіш базасында орындалған, салыстыру схемасын қолданатын ЭКР принципиалды схемасы көрсетілген.ЭКР кірісіне орнатылған операциялық күшейткіш екі функцияны орындайды:ОҚ-да жиналған компаратор салыстыру схемасының рөлін атқара- ды;ОҚ базасында алдын ала күшейткіш орындалған.R1 және R2 резисторлары ОҚ-ның кіріс токтарын теңестіруге ар- налған. R3 кедергісінің көмегімен ЭКР активтендіру кернеуі орна- тылған. Шығу қуат күшейткіші электронды кілт схемасына сәйкес, биполярлы n — p — n транзисторында VT құрастырылады. R4 резисто- ры VT транзисторының қажетті базалық тоғын орнатуға арналған, ал VD диодты және R5 резисторы VT транзисторын сенімді құлыптауды қамтамасыз етеді. ЭКР былайша жұмыс атқарады. DA компараторының терістейтін кірісіне R1 резисторы арқылы Uкір басқару кернеуі, ал тері- стемейтін кірісіне — тірек кернеуінің көзінен U кернеуі беріледі. U < шартымен DA шығуында VD диоды және R4 резисторы арқылы VTбазасына берілетін, оны ашық күйнде ұстайтын кернеудің жоғары дең- сурет. Операциялық күшейткіштегі ЭКР схемасы гейі орнатылған. Нәтижесінде жеткізу кернеуі R жүктемесіне қосыла- ды. U кернеуі U тірек кернеуіне тең не артық болған кезде, DA шығыс кернеуі өз полярлығын өзгертіп, VD диоды жабылады. VT транзисторы да жабылады, себебі оның базасына R5 резисторы арқылы нөлдің шама беріледі. R жүктемесі қуат алуды токтатады. 2.Токтың электронды релесі Электрондық ток релесі ток қабылдағыштарынан тұрады. Тұрақты ток тізбектерінде олардың рөлін кедергілі қабылдағыштар атқарады, сондай-ақ ауыспалы ток тізбектерінде - кедергілі қабылдағыштар әрі ток өлшеу трансформаторлары да атқарады. Кедергілі қабылдағыштар арқылы өтетін ток оған пропорционалды кернеудің төмендеуін туғыза- ды. Бұл кернеудің төмендеуі ЭКР тізбегіне ұқсас схемаға сәйкес құра- стырылған электронды ток релесінің кіруіне беріледі. 11.6- суретте ток- тың электрондық релесінің схемасы көрсетілген. Бұл реле айнымалы ток желісінен жұмыс істеуге арналған.Электрондық ток релесінің кірісінде Т тоғының өлшеу трансфор- маторы орнатылған. І ауыспалы ток трансформатордың бастапқы орамынан ағып кеткенде, ЭДС айнымалысы екіншіліктен ықпалдан- дырылып І тоғына пропорционалды болып шығады, ол VD1 - VD4 ди- одтарының көпірлік схемасыменқұрылған түзеткіш арқылы тұрақты кернеуге айналады. R1 резисто- ры арқылы шығатын түзеткіштің кернеуі DA компараторының терістету кірісіне беріледі. + E тірек кернеуінің көзінен U тірек кернеуі R2 рези- стор арқылы компаратордың терістетпейтін кірісіне беріледі. R3 рези- сторы арқылы І . релесінің іске қосылу тоғы қосылады. І < І болған- ша, компаратордың шығуында VD5 диоды және R4 резисторы арқылы кернеудің жоғарғы шамасы VT транзисторының шығу базасына негізде- сурет. Электронды ток релесінің схемасы ле отырып, оны ашық күйінде ұстап тұрады. Нәтижесінде қоректендіру кернеуіR жүктемесіне қосылады. І тоғы іске қосылу тоғына І тең не одан артық болған жағдайда, DA компараторының шығуындағы кернеуі өз полярлығын өзгереді немесе нөлге тең болады (қолданылатын ОК-нің түріне байланысты), VD5 дио- ды жабылып, VT шығыс транзисторыныі жабылуына әкеледі. R жүкте- месі қорек алуды токтататады. 3.Уақыттың электронды релесі Автоматты түрде басқару желілерінің көбісінің құрамында уақыт- тың электронды релесі (УЭР) бар, бұл келесідей әр түрлі уақытша функ- цияларды атқарады:қосылуға уақыт іркілісін қалыптастыру;сөндірілуге уақыт іркілісін қалыптастыру;берілген уақыт аралығына сөну;берілген уақыт аралығына қосылу.УЭР аналогты, әрі цифрлық интегралды схемаларда орындала ала- ды. Уақыт тағайындаушы тізбек ретінде УЭР-да RC-тізбегі қолданыла- ды. R және C шамаларына УЭР уақытша параметрлері байланысты.Біз білетіндей, R резисторы арқылы U тұрақты кернеуден зарядтала- тын U конденсаторындағы кернеу, мына формула арқылы шығарылады = U(1 - e-t/τ),Бұнда t — конденсатордың зарядталу уақыты; τ — уақыт тұрақтысы,τ = RC.Конденсаторды зарядтау процесі 11.7-суретінде бейнеленген график сипаттайды. Бұл процесс (3...5)τ тең болып тұрған уақытта бітеді деп санауға болады. Қағида бойынша, іске қосылу уақыты үлкен емес — (1...2) τ уақыт релесін жасау жөн.Компаратор базасындағы уақыт релесінің схемасы 11.8-суретінде көрсетілген. Бастапқы күйінде S қосқышы төменгі қалпында, ал C кон- денсаторы шағын R2 резисторы арқылы зарядсызданады. Уақыт реле- сін қосу үшін S қосқышын жоғарғы қалпына қосады. Осы уақыттан кей- ін С конденсаторының R1 резисторы арқылы қуат көзінен зарядталуы басталады.Конденсатордың кернеуі DA операциялық күшейткішінің терістеу кіруіне беріледі. DA басқа кірісіне реленің уақыт іркілісін анықтайтын R4 айнымалы резисторының кернеуі беріледі. Конденсатордың кернеуі осы кернеуге тең болған кезде, реле шығысында кез келген құрылғыны қосуға немесе өшіруге арналған кернеу бірден пайда болады. Бірнеше уақыт іркіліс диапазондарын алу үшін, бір R1 резисторының орнына конденсатор- дың зарядталу тізбегіне қосыла алатын бірнеше резисторларды қосады. Бұл тип- тегі уақыт релесі уақыт іркілісі бірнеше ондаған секундатрдан аспаған жағдайда әжептәуір кең қолданысқа ие болады.11.9-суретте цифрлық интегралды схемалар орындалған УЭР принципиал- ды схемасы көрсетілген. Реленің құрамы- на DD1 инвер-торы, екі элемент И—НЕ DD2.1 және DD2.2, VD диоды, R1—R4 резисторлары, С конденсаторы және бипо- Рис. 11.7. График, ха- рактеризующий процесс зарядкиконденсатора лярлы VT n — p — n-транзисторы кіреді. Бұл УЭР берілген уақыт ара- лығында жүктемеге қоректендіру кернеуін қамтамасыз етуге арналған. Жасалып жатқан уақыт интервалының ұзақтығы R3 резисторыныі па- раметрлері мен С конденсаторының сыйымдылығына байланысты. VD диоды екі түрлі қызмет атқарады: 1) DD2.1 микросхемасының кіріс тіз- бекетерін С конденсаторының зарядсыздануы кезінде пайда болатын қарсы кернеулерден сақтайды; 2) С конденсаторының зарядсыздану уақытын қысқартады, нәтижесінде реле бастапқы қалпына тезірек ке- леді әрі оның жиілік сипаттары өседі.R4 резисторы VT транзисторының қанықтыру режиміне өтуін қамтамасыз ететін базаның тоғын қоюға арналған. Резисторы R1 және R2 резисторлары S1 батырмасымен қатар релені күті режимінен уақыт интервалын жасау режиміне өткізу үшін қызмет етеді.УЭР келесідей жұмыс істейді. Бастапқы күйінде (S1 батырмасы- ның байланыстары ажыратылған), DD1 инверторының кірісінде нөл- дік потенциалы бар (DD1 кірісі R2 резисторы арқылы «жермен» бай- ланысқан), ал оның шығысында — кернеудін жоғарғы шамасы. Бұл жоғары кернеу DD2.2 5 кірісіне беріледі. DD2.1 1 және 2 кірістеріне бір уақытта нөлдік потенциал беріледі, сондықтан DD2.2 3 шығысын- дағы кернеу деңгейі жоғары болып тұрады. Бұл кернеу DD2.2 4 кірісіне сурет. Компаратор базасындағы уақыт схемасы сурет. Цифрлық интегралды схемалардағы УЭР схемасы беріледі, нәтижесінде DD2.2 6 шығысындағы кернеу деңгейі төмен әріVT транзисторы жабық. Rн жүктемесінде кернеу жоқ.S1 батырмасын қысқа мерзімді басу кезінде DD1 инверторының кірісіне R1 резисторы арқылы жоғарғы шамалы кернеу беріледі. DD1 шығысында кернеу нөлге тең болады, ал 6 DD2.2 шығысында кернеудің жоғарғы шамасы пайда болады. Нәтижесінде R3 резисторы арқылы С конденсаторының зарядталуы басталады, VT транзисторы ашылады да,жүктемесіне қуат көзінен кернеу беріледі. С конденсаторының за-рядталуы кезінде зарядтың тоғы ізар R3 резисторында кернеудің төмен- деуін туғызады U = R і , бұл 1 және 2 DD2.1 шығыстарына беріледі 3 зарде, 3 DD2.1 шығысындағы кернеу нөлге тең болып кетеді. Бұл күй R3резисторындағы кернеудің төмендеуі реле өзінің бастапқы күйіне (VT транзисторы жабық, R жүктемесіндегі жеткізу кернеуі жоқ) қайтуын қамтамасыз ететін мөлшерге жеткенге дейін сақталып тұрады. Реле сурет. КР1006ВИ1 аналог таймерінің схемасы уақыт интервалының жасалу процессінде S1 батырмасының қайта ба- суларға жауап қайтармайды. Жүктемеге кернеу берілген интервалдың уақыттық ұзақтығы R C тізбегінің параметрлеріне байланысты болады және T=0,7R C формуласы арқылы есептеледі. Биополярлы транзистор- ларда орындалған интегралды микросхемаларды қолданылуы кезінде, резисторының кедергісі қатаң бекітілген (R = 1 кОм), сондықтан уақыт интервалының жасалуы кезіндегі шешуші шама болып С конден- саторының сыйымдылығы болып табылады. Далалық транзисторларда орындалған интегралды микросхемаларды қолдану кезінде, R кедергісі барынша үлкен бола алады.Қазіргі кезде уақыттың электрондық релесін жасау үшін арнайы ин- тегралды микросхемалар жасалып шығарылған. Осындай микросхема- лардың бірі КР1006ВИ1 аналогты таймері болып табылады. Оның база- сында уақыт интервалдары 10 мкс-дан 1 сағ дейінгі диапазонда болатын УЭР жасауға болады. Таймердың құрамына (11.10-сурет): С1 және С2 аналогты екі компоратор, асинхронды потенциалды RS-триггер; VT1 және VT2 транзисторларындағы қуат күшейткіші; ашық коллекторы бар VT3 қуатты транзисторы.Компараторлардың тірек кернеуі үлкен дәлділікпен қойылады: oC1 13 U ; U oC2 23 Un . С2 компараторының жылдам әрекеттігі аз, сондықтан S кірісіне берілетін кіріс сигналының ұзақтығы 10 мкс-дан кем болмау керек. S және R кірістеріне аналогты, әрі цифрлік сигналдарды беруге болады. Таймердің қосымша М модуляци- ялау кірісі бар. Оған U кернеуінің берілуі кезінде таймердің жасайтын сурет. КР1006ВИ1 таймеріндегі УЭР схемасы уақыт интервалдарыныі ұзақтығы осы кернеудің шамасына пропорционалды түрде өзгеріп тұрады.11.11-суретте КР1006ВИ1 (DAретінде көрсетілген) таймерінің ба- засында орындалған УЭР принципи- алды схемасы келтірілген. Таймерден басқа, реленің құрамына R, R1—R4 резисторлары, С және С конденсатор- 11.12-сурет. лары, қуатты биополярды n — p — n- VT транзисторы және S1 батырмасы кіреді. Уақыт сілтеуші тізбек R, R2 резисторларынан және С конденса- торынан тұрады. R3 резисторы VT С (б) конденсаторындағы шығыс транзисторының І ток база- және (в) жүктемесіндегі Sn (а) кіріс кернеулерінің осциоллограммасы сын сілтеу үшін арналған, ал R4 ре-зисторы осы транзистордың сенімді бекітілуін қамтамасыз етеді. Бұл УЭР берілген уақыт интервалындағы жүк- темеге кернеу беруге арналған. УЭҚ былай жұмыс атқарады. S1 батырмасын басқан кезде УЭҚ кірісіне S = 0 сигналы беріледі де, таймердың шығысында кернеудің жоғарғы шамасы пайда болады (Q =1). VT шығыс транзисторы ашылады, және U жеткізу кернеуі R жүк- темесіне әкеледі. Осы уақытта таймердегі VT3 қуатты транзисторы жа- былады (11.10-суретті қара), нәтижесінде С конденсаторының R және R2 резисторлары арқылы қуат көзінен зарядталуы (11.11-суретті қара)1= U -U e (R+R2)Cзаңы бойынша конденсатордағы кернеу өсе береді. Бұл = (2/3)U мәніне жеткен кезде, таймерде С1 компараторы іске қо- сылып (11.10-суретті қара), таймердің шығысындағы кернеу нөлге тең болып кетеді (Q = 0).VT3 транзисторы ашылып, С конденсаторының тез арада заряд- сыздану жүзеге асады. Танықталады: интервалының ұзақтығы мына қатынастан бұдан Т = (R + R )C l . и 2 n3 Теңдеуден көрініп тұрғандай, Ти импульсының ұзақтығы U жет- кізу кернеуіне байланысты емес. 11.12-суретте УЭР жұмыс принципін түсіндіруге көмектесетін, оның схемасының әр түрлі нүктелеріндегі кернеудін осцилограммалары берілген.Берілген уақыт интервалына УЭР-ні баптау үшін R2 айнымалы ре- зисторы қызмет етеді. Бақылау сұрақтары Электрондық кернеу релесінің блоктық схемасын сызыңыз және әр блоктың мақсатын түсіндіріңіз.Шекті құрылғылар жасау үшін қандай жартылай өткізгіш эле- менттер қолданылады?Шекті құрылғылардың қандай элементтері іске қосылу шегін анықтау үшін қолданылады?Компаратор негізінде шекті құрылғының жұмыс істеу қағида- сын түсіндіріңіз.Операциялық күшейткіш базасында УЭР іске қосылу шарты қандай?Шығыс каскадының қандай элементтері шығыс транзисторын жабуға арналған?Токтың электрондық релесінде қандай ток датчиктері қолданы- лады?Уақыттың электронды релесі қандай қызметтерді атқарады?Цифрлық интегралды микросхемада орындалған уақыттың электрондық релесінің схемасының суретін салыңыз, оның жұмыс қағидалары мен элементтердің белгіленуін түсіндіріңіз.Цифрлық интегралды микросхемаларды орындалған уақыттын электрондың релесінің жасалатын уақыт интервалын қалай санайды?Таймер базасында орындалған уақыт интервалының ұзақтығы схема элементтерінің қандай параметрлеріне байланысты? Бұл интер- валдың ұзақтығы қалай саналады? 12-ТАРАУ ДАТЧИКТЕР ЖӘНЕ ТҮРЛЕНДІРГІШТЕР 12.1.Жалпы мәліметтер Өлшеуіш техникалық дамуы электрлік және электрлік емес пара- метрлерінен тәуелсіз, өлшеудің электрлік әдістерін кеңінен қолдану жолымен жүреді, әртүрлі электронды аппаратарда өлшеу немесе қол- дану ұсынылады. Сондықтан, өлшем үшін, электрлік аспаппен өлшенуі мүмкін, физикалық шаманы электрлік шамамен өлшеуге жататын түр- лендіруді қамтамасыз ететін түрлендіргіш (12.1-сурет), қажет. Мұндай түрлендіргіш датчик деп аталады.Датчиктің шығу шамасы кернеу (12.1, а-сурет) болып табылса, өл- шеу жүргізу ыңғайлы болады. Бұл өлшенетін обьектіден қандай да бір қашықтықта нәтижелерді белгілеуді жүргізудің қажеттілігімен түсін- діріледі, ал кернеу сымдар арқылы оңай жіберіледі. Өкінішке орай, өлшеуге тиесілі физикалық шамаларды электрлік шамаларға, мысалы кернеуге түрлендіру үнемі мүмкін емес. Мұндай жағдайларды түрлен- діргіш екі сатыда орындалады (12.1, б-сурет). Бірінші сатыда өлшенетін физикалық шама екінші сатыда электрлік шамаға түрленетін басқа фи- зикалық шамаға түрленеді. Екі сатылы схемаға, мысалы атмосфералық қысымды өлшейтін құрылғы жатады. Мұндай құрылғының бірінші са- тысында анероидті қорап қолданылады, мұнда қатты кернеу құрылады. Атмосфералық қысым өзгеруі, қораптың сығылуына немесе үрілуіне әкеледі, яғни қарапайым потенциометриялық датчиктің көмегімен элек- трлік шамаға – кернеудің өзгерісіне айналатын, геометриялық өлшем- дердің өзгеруіне әкеледі. Ұшақтың биіктікті өлшейтін аспабы, дәл осы принциппен жұмыс жасайды.Барлық датчиктер екі ерекшеліктерімен сипатталады: стати¬калық және динамикалық. Статикалық немесе градустау ерекшелігі — бұл шығу шамасының статикадағы шығысына тәуелділігі, яғни өлшем бір-  -сурет. Түрлендіргіштердің бір сатылы (а) және екі сатылы (б) схемалары лігінің өзгеруіне байланысты ауыспалы процесстің аяқталуынан соң. Мұндай ерекшелік сызықтық болуы мүмкін, бірақ көбінесе сызықтық емес болып табылады (12.2, а-сурет). Шығатын мәннің өзгеру сипат- тамасы кіріс мәннен оның артуы мен кемуі бірдей болмаған жағдайда, яғни өзіндік гистерезис байқалса, бірнеше тәуелділіктермен жұмыс жа- сауға тура келеді (сипаттамалар тобы).Динамикалық сипаттама кіріс сигналдың өзгеру динамикасын есепке алады. Мысалы, жылулық инерция әсерінен (оның қызуы үшін уақыт керек) температура датчигі кіріс параметрдің- температураның өзгеруі туралы ақпаратты бірдей бермейді. Көп жағдайда динамикалық сипаттамалар сызықты емес болып табылады (12.2, б-сурет). Датчик- тің шығыс сигналы кіріс сигналға қарағанда тұрақты уақыт бойынша кешігіп жүретін жағдай үшін, датчик сипаттамасы уақыт осі бойынша оңға жылжиды. Осындай тұрақты кешігу кейбір аналогты-сандық түр- лендірушілердің схемаларына тән.Барлық датчиктерді екі негізгі типке бөлуге болады: генераторлық және параметрлік. Генераторлық датчиктерде кіріс мән (температура, орын ауыстыру, айналу жиілігі) тікелей электрлікке (кернеу немесе ток) ауысады. Сонымен қатар сыртқы энергия көзі датчик жұмысына қажет емес.Параметрлік датчиктерде қандай да бір параметр өзгерсе, кіріс сигнал мәнінің өзгерісінің түрленуі орын алады, мысалы кедергі, соңғы нәтидесінде шығатын мәннің өзгерііне алып келеді. Параметрлік дат- чиктің жұмысы үшін датчиктің шығысында кіріс параметрге пропорци- онал, электрлік сигналдың шығуын қамтамасыз ететін сырттан энергия көзі қажет.Өлшеуіш құрылғыларға қандай да бір тұрақсыздық тән, яғни шығыс мән кезінде өзгермейтін кіріс мән кезінде (дрейф) уақыт бойынша өзге- ру. Бөлшектердің, лофттардың немесе гистерезитердің магниттік тізбек- те үйкелісінен өлшеу құрылғылары жұмыс жасай бастайды, яғни дат- чиктің сезімталдығы (12.3-сурет) шегінен асып түсетін белгілі бір кіріс  -сурет. Датчиктердің статикалық (а) және динамикалық (б) сипаттамалары  -сурет. (а) сезімтал емес аймағы және (б) шуыл болуы кезіндегі дат- чиктер сипаттамасы мәнінде шығыс мәнді бере бастайды. Кейбір құрылғыларда сезімталдық шегі өте кіші кіріс мәндерді өлшеу кезінде , өлшеу құрылғыларының тізбегінде ток толқындатуды өлшенетін шама шақырған токпен бірдей болған кезде, «шуылдардың» бар болуымен анықталады. Әдетте, бұл жартылай өткізгіштен тұратын құрылғыларға қатысты.Датчиктердің кейбір кең тараған түрлерінің құрылысы мен сипатта- масын қарастырамыз. 12.2. Потенциометриялық датчиктер Потенциометриялық датчик кірісіне қоректендіру кернеуі U берілетін, ал шығыс кернеуі U қоректендіруді жеткізу және датчик- тің орташа шығысының біреуімен алынатын потенциометрді білдіреді (әдетте, сымды 12.4-сурет) Шығыс кедергінің R қозғалтқыштың орын ауыстыруынан хвх тәуелділігі потенциометрдің, орам ұзындығы тұрақты бірқалыпты ора- масы кезінде төмендегідей формуламен өрнектеледі:  -сурет. Өткізгішті потенциометр түріндегі потенциометриялық датчиктер Бұл жерде R —потенциометрдің сыртқы аумағының кедергісі; R = R x , вых l вх потенциометрдің толық кедергісі; l — потенциометр орамасының то- лық ұзындығы.Келтірілген формула қозғалтқыш орынын ауыстырғаннан кезде кернеудің өзгерісі баяу жүреді деген болжаммен шығарылған (12.5-су- рет). Оған тек өткізгіш ораманың орнына реохорд пайдалану арқылы немесе потенциометр корпусына кедергісі үлкен ток өткізгіш матери- ал қабатын (мысалы, графит) қолдану арқылы қол жеткізуге болады. Дегенмен, ток өткізгіш потенциометрлер осы қабатты қозғалтқыштың қажауы арқылы тұрақты жұмыс жасай алмайды, ал реохордты пайдала- ну кезінде осынадй потенциометр кезінде алуға болатын шығыс керне- уімен шектеледі. Өткізгішті орамасы бар потенциометриялық датчикте орын ауыстыратын қозғалтқыштың бір орамнан екінші орамға секіруі әсерінен шығыс кернеуі, бір ораманың кедергісімен ∆R анықталатын сатылық қателік деп аталатын құбылысты туғызады.Өткізгіш диаметрі шеңберінде қозғалтқыштың орын ауыстыру тығыз орама кезінде өлшеуіш құрылғының сатылы қатесін ∆хвх. анықтайды.Потенциометрлік датчиктерді орау үшін материал ретінде манга- нин, константан, фехраль қолданылады, ал жауапкершілігі аса жоғары құрылғыларда — платиноиридиевті қоспа қолданылады. Көршілес ора- маларды бір-бірінен оқшаулау үшін қышқыл немесе эмаль қабықшамен жабады.Егер потенциометриялық датчик кедергісі шексіз үлкен жүктемеге жұмыс жасаса (R = ∞), шығыс кернеудің потенциомертр қозғалтқышының орын ауыстыруынан тәуел- ділігі келесідей түрде болады: вых пl вх -сурет. Потенциометриялық датчиктің сипаттамасыR = f (Х ) вых кіріс Егер жүктеме кедергісі потенциометр кедергісімен тең болса, онда шығыс кедергінің тәуелділігі, сонымен қатар шығыс кедергінің қозғал- тқыштың орын ауыстыруынан тәуелділігі сызықты болмайды. Потенциометр кедергісінің R жүктеме кедергісіне R қатынасын бел- гілеп датчик шығысында кернеудің қозғалыстың орын ауыстыруынан тәуелділігін аламыз:U XU = п вх вых l + β(X 2 /l) Соңғы өрнектен шығысында кернеудің потенциометр қозғалысы- ның орын ауыстыруынан тәуелділігі сызықты емес екенін көрсетеді. 12.6-суретте жүктеме кедергісінің әр түрлі мәні үшін шығыс кернеудіңқозғалыстың орын ауыстыруынан тәуелділігі (дәлірек айтқанда U /U ) яғни жүктеменің әр түрлі кедергісі үшін мәні келтірілген.Потенциометриялық датчиктердің динамикалық қасиеті белcенді жүктеме кезінде күшейткіш буынның берілу функциясымен анықтала- ды. W(р) = k = вых вхӨйткені кіріс мәннің кез-келген өзгерісі шығыс кернеудің сәйкес өз- герісіне лезде алып келеді. Әрине, динамикалық қасиеттерін анықтаған кезде потенциометрдің өзінің индуктивтілігі ескерілмейді, өйткені ол өте кішкентай және автоматикада қолданылатын салыстырмалы түрде төмен жиілікте әсер етпейді.Потенциометр орамасының ұзындығын, профильденген каркасқа оның осі бойымен орамамен өзгерте отырып, шығыс және кіріс мәндер арасында әр түрлі тәуелділіктер алуға болады. Мұндай потенциометр- лер функционалдық деп аталады.Полярлығы кіріс орын ауыстыруымен өзгерілетін шығыс кернеу- ді алу қажет болса, ол үшін көпірлік схемаларды пайдаланады, олар- дың біреуі 12.7,а-суреттер келтірілген. Және потенциометр қозғал- -сурет. Әр түрлі жүктемедегі потенциометрлік датчик сипаттамалары нагрузках  -сурет. Потенциометрлік датчиктің көпірлік схемасы (а) және си- паттамасы (б) тқышымен бөлінген R резисторының R3, R4 аумақтарымен және R1, R2 резисторлермен пайда болған шығыс қысқыштар көпір диагоналына кіреді.Көпір тепе-теңдігінің шартыR R = R R .1 4 2 3Тепе-теңділік шарты төмендегі өрнектегідей болған кезде, әдетте R = R таңдайды. 1= R = 2 R. Егер потенциометр сырғағы резистор R ортасына орналасса, онда шығысындағы кернеу, яғни көпірдің диагоналында орналасқан кернеу нөлге тең. Қозғалтқыштың ортадағы күйден ауытқуын кіріс шама деп қабылдағанда, кернеудің U осы ауытқудан Х тәуелділігін табамыз (12.7, б-сурет): вых = ± U Xl вх бұл ретте біздер жүктеменің кедергісін шексіз үлкен деп есептеп, оныңықпалын ескермейміз.Потенциометриялық датчиктер габариттік өлшемдерінің және сал- мағының ал болуына, қарапайымдылығына, дәлдігінің жоғары болуына және тұрақтылығына байланысты әртүрлі автоматтық құрылғыларда кеңінен қолданылады. Мысалы, көптеген автокөліктерде жанармай дең- гейін көрсеткіштер жанармай багында қалтқымен байланысқан осын- дай датчиктермен жабдықталған. Сонымен қатар, потенциометриялық датчиктер электр жетек көмегімен қандай да бір бөлшекті белгілі бір қалыпта бекіту қажеттілігі туындағанда, сондай-ақ қысым датчиктерін- де екінші түрлендіргіш ретінде қолданылады.Сан-алуан қысым датчиктерінің ішінен қарапайым түрін қарасты- райық. Ол корпусқа орналасқан гофрленген иілгіш пластина (12.8-су-рет). Егер датчикке қысым келтірсе (ауа, сұйықтық, газ және т.б.), онда пластина деформацияланады. Бұл деформация- ны мысалы потенциометриялық дат- чик көмегімен кернеу түрінде шығыс сигналға түрлендіруге болады. Датчик гофрленген пластинаға екі жағын- дағы қысымның әр түрлі болуына әсер ететінін ескеру қажет. Осындай дат- чиктер автоматтық жүйелерде қысым- ның белгілі мөлшерін алу үшін және оны сол деңгейде электрондық аппа- ратпен басқарылатын электрожетек көмегімен ұстап тұру үшін қолданылады.  12.8-сурет. Қысым датчигі Потенциометриялық датчиктер тұрақты токта да айнымалы токта да жұмыс жасай алады. 12.3.Индуктивтік датчиктер Индуктивтілік датчиктерінің жұмысы орауыш индуктивтілігіне не- месе магниттік тізбек параметрлері өзгерген кезде трансформатордың өзара индуктивтілігіне негізделген. 12.9-суретте қарапайым индук- тивтілік датчигі көрсетілген. Ол ауа саңылаулы магнит өткізгіште орна- ласқан индуктивтілік орауышы. Кіріс мәндер (қысым, орын ауыстыру және т.б.) ауалық саңылауды δ өзгертеді, ол өз кезегінде орауыш индук- тивтілігінің L өзгеруіне алып келеді. Сәйкесінше тәуелділікті табуға бо- лады L = f(Х ). Саңылауы бар дроссель индуктивтілігі (генри) төменгі формуламен анықталады L= R 0,4πώ2+ 2δ 10-8 м SБұл жерде w — орауыш орамдарының саны; R —магнит өткіз- гішінің магниттік кедергісі; δ — ауалық саңылаудың өлшемі; S — ора- уыштың көлденең қимасының ауданы.Дроссельдің толық кедергісіZ = √ R2 + (wL)2,Бұл жерде R — дроссельдің белсенді кедергісі; ωL — орауыштың индуктивті кедергісі.Толық кедергінің ауа саңылауының шамасынан тәуелділік графигі Сурет-12.9. Қарапайым индуктивті датчик Сурет-12.10. Индуктивті датчиктің сипаттамасы  12.11-сурет. Трансформаторлық типтегі индуктивтік датчик 12.10-суретте көрсетілген. Келтірілген қисықтық гиперболаны қамти- ды. Әдетте сызықтық аумаққа жақын саңылаудың δ бастапқы мәнінен оның кішіреюі жағына қарай сипаттамасын қолданады.Трансформаторлық типтегі индуктивті датчик 12.11-суретте кел- тірілген. Алғашқы орауыш амплитуда бойынша тұрақты айнымалы токпен қоректенеді. Шығыс кернеу екінші орауыштан алынады.Ауа саңылауының өзгеруі магниттік тізбектің магниттік кедергісінің өзгеруіне алып келеді, сәйкесінше екі орауыштан да өтетін магниттік ағын да өзгеріске ұшырайды. Осылайша, магниттік ағын да, екінші ЭҚК да ауа саңылауына тәуелді, яғни оның кіріс шамасына тәуелді.Сипатталған датчиктердің кемшіліктері якорь тартылыс күшінің бо- луы. Ол ауа саңылауының көлеміне, трансформаторлық датчиктегі ЭҚК бастапқы мәніне немесе орауыш арқылы бастапқы токтың өтуіне тәу- елді.Индуктивті датчиктерінің негізгі артықшылықтары - олардың құрылысының қарапайымылығы, сенімділігі, сырғымалы түйіспесінің болмауы, шығыс қуатының жоғары болуы және өндірістік жиілікте жұ- мыс жасау мүмкіндігі. Мұндай датчиктер қозғалтқыштың айналмалы моментін өлшеу үшін жылдамдатқыш датчиктер және т.б. ретінде қол- данылады. 12.4. Холл датчигі Холл датчигі, индуктивтік датчиктер сияқты магнит ағынының өз- герісіне қарсы әсер етеді. Ол п-типті жартылай өткізгіштен дайындалған, яғни электрондық өткізгіштігі бар пластинаны қамтиды (12.12-сурет). а және b қырларына тұрақты кернеу тіркелгеннен кейін, тізбекте жарты- лай өткізгіштің бос электрондарының қозғалысы әсерінен ток І пайда болады. Егер осы кезде жартылай өткізгіш пластинаның жазықтығы арқылы магниттік ағын өтсе, ол электрондар ағынын қырлардың біріне ығыстыруға ұмтылады (магниттік ағын белгісіне байланысты с немесе d), бұл құбылыс с және d қырлары арасында ЭҚК пайда болуына алып келеді. Бұл ЭҚК мәні келесі қатынасты беретін В магниттік индукция- сымен байланысты.:E = R ІBh Бұл жерде R —жартылай өткізгіш материалына тәуелді Холла тұрақтысы; І — а және b қырлары арасында тізбектегі ток; h — жарты- лай өткізгіш пластина қалыңдығы.Егер пластинаның а және b қырларына айнымалы кернеу басылса, c және d арасында ЭДС айнымалысы пайда болады, өйткені пластинада ток өзгерісінен электрондар ағыны жан-жаққа ығысатын болады.Холл датчиктері қозғалтқыштарды айналдыру жиілігін тұрақтанды- ру үшін немесе өлшеу жүйелерінде қолданыс табады. Бұл кезде оларды тісті дисктің айналу аймағында немесе соған ұқсас аймақта орналасты- рады (12.13 а,б-сурет). Әр тіс тұрақта магнитпен пайда болатын датчик пластинасы арқылы өтетін магнит ағынының шамасын өзгертеді, ол өз кезегінде датчиктің шығысында кернеу импульсінің тізбегінің (12.13, в- сурет) пайда болуына алып келеді. Бұл импульстердің сандық жүйеде уақыт бірлігіндегі саны немесе аналықтық жүйеде импульстер керне- уінің мәні айналу жиілігіне пропорционал болатын датчик шығысын- дағы ақпараттық сигналдар қозғалтқыштар жұмысын басқаратын элек- тронды аппаратқа келіп түседі.  -сурет. Холл датчигінің жұмыс процессін түсіндіретін схема  -сурет. Айналу жиілігін өлшеу жүйесінде Холл датчигі:а — датчикті бекіту схемасы; б — тісті дистің сыртқы түрі; в — датчик шығысын- дағы кернеу импульсі 12.5.Сыйымдылық датчиктері Сыйымдылық датчиктері шын мәнінде конденсатор. Қарапайым конденсатордың сыйымдылығы (12.14-сурет)С= ε S Бұл жерде ε а ∆—пластиналар арасында орналасқан материалдың аб- солютті диэлектрлік өтімділігі; S — пластина ауданы; ∆ — пластиналар арасындағы ара-қашықтық.Көрсетілген кез-келген параметрдің өзгеруі конденсатор С сыйым- дылығының өзгерісін тудырады. Электронды схемаларды қолданып, кернеудегі сыйымдылықты түрлендіру өте оңай, ол электрондық аппа- рат арқылы әр түрлі құрылғыларды басқаруға мүмкіндік береді.Сыйымдылық датчиктерін бактағы жанармайды бір деңгейде ұстап тұру үшін немесе өлшеу үшін қолданады. Бұл жағдайда датчикті бірбірінен оқшауланған екі пластиналардан (көп жағдайда бір-бірінің ішінде орналасқан түтікше түрінде болады) жасайды.Бұндай конденсатордың сыйымдылығы пла- стиналар арасында орналасқан материалдың ди- электрлік өтімділігіне тәуелді. -сурет. Қарапай- ым конденсатор Олардың мәндері жанармай үшін және ауа үшін әртүрлі. Сәйкесінше конденсатор сыйым- дылығы жанармай деңгейіне тәуелді.Сыйымдылық датчиктерді прокат қалыңдығын жанаспай анықтау үшін прокаттау орнағында қолданады. Мұндай датчиктің жұмысы иле- нетін болат табағының арасында және сол парақтан алыс жатқан кон- денатор пластинасының сыйымдылығының өзгеруіне негізделген. Егер илеу қалың болып кетсе, пластинаға дейінгі арақашықтақ азаяды, кон- денсатор сыйымдылығы артады. Сыйымдылықтың өзгеруі электронық схемамен кернеудің өзгерісіне түрленеді, ол илеу қалыңдығын реттеу механизмін жберуге және илеудің қажет қалыңдығын қалпына келтіру- ге мүмкіндік жасайды.Сыйымдылықты датчикке Кеңес инженері Лев Термен қызық қол- даныс тапты. 1920 ж. ол әлемде ең алғаш электрондық музыкалық ас- пап ойлап шығарды, ол автордың құрметіне «терменвокс» атауын алды. Ол аспапта музыкант қолы мен қадауышты антенна арасындағы сый- ымдылықтың өзгеруі музыкалық дыбыстарға түрленді, әуен тоны қол мен қадауыш арасында қашықтыққа тәуелді болды. Өнертапқыш тер- менвоксте ойнап, көптеген елдерді аралап, концерттерімен ел алдына шығып жүрді. Кейінірек ол АҚШ-та «Телеточ» фирмасының негізін қа- лады, жарықтандыруды алыстан қосатын, қозғалмалы есіктерді оған жақындаған кезде автоматты түрде ашатын (көптеген дүкендерде қол- данылады) сыйымдылық датчиктері бар алыстан басқаратын электрон- ды аппараттар шығарды. Нью-Йорк қаласындағы атақты Синг-Синг абақтысын күзет жүйесімен жабдықтады.Екінші дүние жүзілік соғыстың соңында Кеңес Одағында жер беті- нен 2 м биіктікте авиоциондық бомбаны жарудың басқару жүйесі ойлап шығарылды, бомбаның зақымдаушы әрекетін бірден арттырды. Жүйе негізін бомба мен жер арасындағы сыйымдылықты өлшейтін сыйым- дылықты датчик, электронды аппарат құрады. 12.6.Датчиктер негізінде электронды аппараттардың мысалдары Фотореле. Жарықтануға байланысты қандай да бір операциялар орындайтын электрондық құрылғыны фотореле деп атаймыз. Мысалы, фотореле далада қараңғы баткан кезде көше шамдарын жағуды басқа- ра алады, автокөлікте қарсы келе жатқан автокөліктің жарығы түскен кезде жақын жарықты алыс жарыққа автоматты түрде алмастыруда қол- данылады. Фотореле күзет құралдарында, теледидарларды және басқа да тұрмыстық техникаларды алыстан басқару жүйелерінде кең қолда- нылады.Барлық заманауи фоторелелердің негізі жарықтың артуымен кері -сурет. Фотодиод сипаттамасы (а) және оның графикалық белгіленуі (б) ток І обр -сурет) артатын фотодиодтар болып табылады. Қарапайым фотореленің схемасы 12.16-суретте келтірілген.VD фотодиодтың жарықтығы болмаған кезде VT1 транзистордағы эмиттерлік қайталағыш VT2 транзистор базасына R1 резистор арқылы берілетін ығысудың аз ғана кернеуі U әсерінен жабық болады. Сәй- кесінше транзистор да жабық және ток оның коллекторлық жүктемесі арқылы (резистор R4) ағып өтпейді. Шығысындағы кернеу Uвых фо- тореле қорегінің кернеуіне жақын. Фотодиодтың жарықтануы кезінде оның кедергісі бірден азаяды, VT1 транзистор базасында оң кернеу пай- да болады, ол VT2 транзистордың да ашылуына алып келеді. Резистор R4 арқылы коллекторлық ток ағып бастайды және U вых кернеу бірден азаяды. Егер фотореле шығысына электромагниттік релені жалғаса, ол мысалы қараңғы уақыт мезгілінде жарықтану жүйесін іске қоса ала- ды. Сондай-ақ электромагниттік релені R4 резисторының орнына VT2 транзистор жүктемесі ретінде қосуға болады. фотореле шығысында қу- атты транзисторларды қолдану, мысалы ІGBT типті, электромагниттік реледен бас тартуға мүмкіндік береді.  -сурет. Қарапайым фотореле схемасы  -сурет. импульстік (а) және (б) модуляцияның кодоимпульсті фоторелесіКүзет жүйелерінде және қандай да бір объектілерді қашықтықтан басқаруда әдетте фотодиод жарықдиод көмегімен жарықтанады. Жа- рықты импуьстік модуляцияны жіберу тәсілін қолданады (12.17-сурет, а), ал фотореле схемасына фондық жарықтану (күндізгі жарық, электр жарығы және т.б.) ықпалымен пайда болатын тұрақты құраушыны жі- бермейтін фильтр орнатады. Жарықдиодтар мен фотодиодтар жарық спектрінің әр түрлі аймақтарында жасайтын болғандықтан, мұндай жүйелерде әдетте адам көзіне көрінбейтін инфрақызыл аймақ қолда- нылады. Егер бірдей интервалмен келе жатқан импульстардың орны- на қандай да бір басқа импульстар жиынтығы және арасына бос орын (кодимпульстік модуляция – 12.17-сурет, б) жіберсе, онда әртүрлі ко- мандалар жіберуге болады (мысалы, теледидардың белгілі бір каналын қосу командасы, теледидар дауысын азайту немесе көбейту және т.б.). Ол үшін қабылдағыш құрылғыда фотореле шығысында кері кодтау құрылғысы тұруы керек (ереже бойынша, арнайы микросхема). Соңғы кезде арнайы микробөлшектер шығарылады, олар фотодиодты және операциондық күшейткішті біріктіреді. Мұндай микробөлшектерде қуат көзі мен фотодиодты қосуға арналған шығыстары бар.Термореле. Құрылғыларды қызып кетуден сақтау үшін терморе- ле қолданылады, шығыс сигнал тек арнайы датчик арқылы тіркелетін белгілі бір температурада пайда болады. Термореленің шығыс сигна- лы, мысалы, қызып кеткен кезде қозғалтқышты сөндіріп тастай алады, қызмет көрсетуші қызметкерге штаттық емес жағдай туралы хабарлай- ды. Осылай, автокөліктерде салқындатқыш сұйықтықтың температура- сы көтерілген кезде немесе мотор майы қажет деңгейден асып кетсе, жүргізушінің алдыңғы қалқаншасында орналасқан қызыл индикатор- лық лампа (қарапайым жарықдиод) жанады. Жоғары дәлдікті өлшеу аспаптарының қатарында, мысалы, сандық жиілік өлшегіште, бөлек бөліктерінің температурасын тұрақты ұстап тұру қажет. Ол үшін термо- стат қарастырылған, оның ішіне тұрақты температураны талап ететін аспап бөлігін салып қояды. Термостатты қыздыруды электр жылытқыш құрылғы көмегімен орындайды, ол берілген температураға жеткен кез- де терморелені істен шығарады.Термодатчиктер ретінде термопаралар және терморезисторлер қол- даныла алады. Термопара екі бір-бірінен әртүрлі металдар немесе жар- тылай өткізгіштердің дәнекерленіп қосылуын білдіреді. Олардың бос шеттерінде (дәнекерленбеген) тұрақты токтың ЭҚК туындайды, ол дә- некерлеуші және бос шеттерінің температурасынан тәуелді.12.18, а–суретте жартылай өткізгіш терморезисторы базасында ке- дергі коэффициентінің теріс температурасымен температура датчигі (КТК) көрсетілген.Термореленің құрылымдық схемасы 12.19-суретте келтірілген. Реле құрамында температура датчигі (терморезистор), терморезистор ке-  -сурет. Жартылай өткізгіш терморезистор базасындағы температура датчигі (а) және оның сипаттамасы (б) дергісін тұрақты кернеуге түрлендіргіш, термореленің іске қосылуын қамтамасыз ететін термореле және компаратордың іске қосу деңгейін анықтаушы кіреді.Терморезистор температураның өзгерісін резистор кедергісінің өзгерісіне түрлендіреді. Тізбегіне терморезистор қосылған электрон- дық құрылғы кедергінің көрсетілген өзгерісін оған компаратордың бір кірісіне түсетін пропорционал кернеуге U түрлендіреді. Іске қосылу деңгейін беруші айнымалы резистор түрінде болады, оның көмегімен соңында температураны анықтайтын кернеу U анықталады, оның көмегімен термореленің іске қосылуы жүзеге асады. Бұл кернеу компа- ратордың екінші кірісіне беріледі.Компаратор ретінде, әдетте операциялық күшейткіштер — күшей- ту коэффициенті өте жоғары, зауытта дайындалған тұрақты кернеуді күшейту микросхемасы қолданылады. Олардың екі кірісі бар: инвер- тацияланатын (яғни кернеу полярлығын қарама-қарсы өзгертеді) және инвертацияланбайтын. Кернеу компараторының схемасында опера- циялық күшейткіштің шығысында тек кіріс кернеулердің қатынасына тәуелді. Мысалы, егер операциялық күшейткіште бір қуат көзінен кіріс кернеу U < U болса, шығысындағы кернеу нөлге тең болады, ал егер > U , шығысындағы кернеу жеткізу кернеуінің деңгейіне дейін же-тетін жоғары деңгейде болады (12.20-сурет).  -сурет Электрондық термореленің құрылымдық схемасы  -сурет. Компаратор кірісіндегі және шығысындағы кернеу осцилло- граммалары -сурет Термореле схемасы Сонымен қатар, U кернеу U кернеуден көп болған кезде, нөлдік кернеуден ең жоғары кернеуге көтерілу жылдам орындалады.Осылайша, термореленің шығысында берілген температураға қол жеткізгенде, термореле шығысында қандай да бір құрылғыны қосуға немесе сөндіруге пайдалануға болатын кернеу пайда болады.Электрондық реле схемасының бір нұсқасы 12.21-суретте келтіріл- ген. R1 және R2 резисторлар VT1 транзистордың жұмыс нүктесінің таңдауын анықтайтын кернеу бөлгішін тудырады, ол эмиттерлік қай- талағыш режимінде қызмет атқарады. Температураның өзгеруі термо- резистор кедергісінің R1 өзгерісіне алып келеді, сәйкесінше транзистор режимі де өзгереді. Транзистиор эмиттерінен кернеу операциялық кү- шейткіш DA инвертациялайтын кірісіне түседі. Оның екінші кірісіне термореленің іске қосылуына сәйке келетін, кернеу деңгейін беретін болып саналатын, айнымалы резисторден R5 кернеу беріледі. U кернеуі кернеуінен үлкен болған кезде операциялық күшейткіш шығысындақандай да бір құрылғыны қосуға немесе сөндіруге пайдалануға болатын кернеу пайда болады. Бақылау сұрақтары Датчиктердің статикалық және динамикалық сипаттамалары нені білдіреді?Генераторлық датчиктердің параметрлік датчиктерден айыр- машылығы неде?Потенциометриялық датчиктердің жұмыс принципін түсін- діріңіз.Индуктивтік датчиктердің артықшылықтары мен кемшіліктері қандай?Холл датчигі қалай жұмыс істейді?Сыйымдылықты датчиктерді пайдалану мысалын келтіріңіз.Фатореле жұмыс принципін түсіндіріңіз.Термореледе қандай датчиктерді қодануға болады? 13-ТАРАУ ЭЛЕКТРОНДЫ АППАРАТТАРДАҒЫ ЛОГИКАЛЫҚ ЖӘНЕ ИМПУЛЬСТІК ҚҰРЫЛҒЫЛАР 1.Ақпаратты берудің цифрлық әдістері туралы жалпы мәліметтер Соңғы уақытта аналогты құрылғыдан цифрлық құрылғыға өту бета- лысы байқалды. Цифрлық құрылғылар іс жүзінде аналогты құрылғы- лармен шешілетін барлық міндеттерді шешуге мүмкіндік береді және сонымен бірге өндірісте неғұрлым қарапайым, сенімді және арзан бо- лып табылады.Әсіресе цифрлық әдістер ақпарат беру құрылғыларында, әртүрлі ны- сандармен басқару жүйелерінде, автоматикада кеңінен қолданылады.Сонымен, қазіргі таңда байланыс жүйелерінің цифрлық әдістерге өтуі жүзеге асуда. Спутниктік телевидение де цифрлық режимде жұмыс істейді. Таспалы фотоаппараттардың орнына цифрлық, тіпті ұялы теле- фон аппараттарына тұрғызылған фотоаппараттар пайда болды. Цифр- лық ақпаратты есте сақтау оңай, компьютерлерге және DVD-рекордер- лерге енгізуге болады.Кез келген аналогты сигналдарды, мысалы, адам сөзін қажет жағдайда қайтадан аналогты сигналға түрлендіруге болатын цифрлық кодпен берілген дискреттік сигналдарға түрлендіруге болады. Цифр- лық әдістер іс жүзінде кез келген түрдегі сигналдарды түрлендіруге, мысалы ешқандай тербеліс контурынсыз синусоидалық кернеуді алуға мүмкіндік береді. Цифрлық әдістердің ерекшелігі - онда бізге үйрен- шікті ондық цифрлар пайдаланылмайтындығында. Оларды есте сақтау және жоғарғы сенімділікпен тарату қиын болар еді. Тек екі цифрды пайдалану неғұрлым ыңғайлы: нөл және бір. Екілік деп аталатын есептеудің мұндай жүйесінде нөл цифрына кернеудің болмауы, ал бірге– кернеудің болуы сәйкес келеді және қандай деңгейде екендігі бәрібір.Іс жүзінде есептеудің екілік жүйесінде барлық заманауи компьютер- лер жұмыс істейді, ал кейбір ғалымдардың ойынша адамның миы да екілік жүйеде жұмыс істейді.Цифрлық құрылғылардағы транзисторлар негізінен кілттік деп ата- латын режимде жұмыс істейді: транзистор толығымен жабық (коллек- тор тогы нөлге тең) немесе қаныққан режимде болады (коллектор тогыең жоғары). 2.Негізгі логикалық элементтер Барлық дерлік цифрлық құрылғылардың негізін логикалық элемент- тар құрайды. Олардың ішінен басты үшеуін ажыратуға болады: ЕМЕС, НЕМЕСЕ, ЖӘНЕ. Олардың шартты белгіленулері 13.1-суретте көр- сетілген.ЕМЕС логикалық элементі Q = A (оқылуы: «А емес») функциясын жүзеге асыруға мүмкіндік береді немесе Q = 1 — А, мұндағы А — кіріс мән; Q — логикалық элементтің шығыс мәні. ЕМЕС элементінің кіріс және шығыс мәндерінің байланысы 13.1-кестеде көрсетілген.ЕМЕС логикалық элементі кілттік режимде жұмыс істейтін бір транзистордың базасында орындалады. Әдетте логикалық элементтер әрқайсысы әртүрлі логикалық элементтердің белгілі бір санынан тұра- тын микросхема түрінде өнеркәсіпте қойылады.НЕМЕСЕ логикалық элементі Q = А + В логикалық қосу функци- ясын жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Бұл элемент үшін кіріс және шығыс мәндерінің байланысы 13.2-кестеде көрсетілген.НЕМЕСЕ операцияларын орындау үшін енді екі транзистор қажет. Олар дайын микросхема түрінде жеткізіледі.НЕМЕСЕ логикалық элементінің орнына көбінде НЕМЕСЕ— ЕМЕС элементтері пайдаланылады (13.1-суретті қараңыз). Олар өн- дірісте жеңіл және НЕМЕСЕ элементінің қарама қарсы операцияларын орындайды (яғни, НЕМЕСЕ элементінің шығысында бір болғанда, НЕ- МЕСЕ— ЕМЕС элементінің шығысында нөл болады және керісінше). НЕМЕСЕ— ЕМЕС элементінің кіріс және шығыс мәндерінің байланы- сы 13.3-кестеде көрсетілген.  13.1-сурет. Логикалық элементтердің шартты белгілері АВQ000011101111АВQ001010100110-кесте 13.2-кесте 13.3-кестеАQ0110 АВQ00101110111013.4-кесте 13.5-кестеАВQ000010100111  -сурет. Басқа логикалық схемаларды алуға мүмкіндік беретін логика- лық элементтердің байланысуы. ЖӘНЕ логикалық элементі Q = AB логикалық көбейту операцияла- рын жүзеге асыруға мүмкіндік береді (13.4-кесте).ЖӘНЕ операцияларын орындау үшін екі транзистор керек. Тек бір транзисторда шығысындағы сигнал ЖӘНЕ элементі сигналына қара- ма қарсы болатын (13.5-кесте) ЖӘНЕ-ЕМЕС элементі жүзеге асады (13.1-сурет).ЖӘНЕ және ЖӘНЕ-ЕМЕС логикалық элементтері өнеркәсіпте арқайсысы құрамында логикалық элементтердің белгілі бір саны бар микросхеманың құрамында шығарылады. Логикалық элементтерді сәй- кес түрде байланыстыра отырып, басқа логикалық схемаларды алуға болады (13.2-сурет). 3.Логикалық міндеттерді шешудің негізгі ережелері Қарастырылған логикалық элементтердің көмегімен әртүрлі логи- калық міндеттерді шешуге болады, мысалы қандай да белгілі бір кіріс шарттарын орындау кезінде қозғалтқышты немесе ракетаны іске қосу- ды.13.6-кестеде көрсетілген кіріс сигналдардың тек белгілі бір амалда- рында схеманың шығысындағы кернеу логикалық бірлікке тең болады делік. Берілген тапсырманы шешу логикалық алгебраны (Буль алгебра- 13.6-кестеABCQABC0001ABC0011 0100 0110 1000 1010 1100 1110 сы) пайдалануда айтарлықтай жеңілдейді. Шығыс мәні Q = 1 тең бола- тын жолдарда A, B және C кіріс сигналдарын көбейту керек. Егер кіріс мәні (мысалы, A) нөлге тең болса, онда оның теріс мәнін алады (A).Алынған өрнектерді Q = 1 кездегі барлық жолдары бойынша қо- сады. Нәтижесінде логикалық элементтердің байланысу схемасының құрылуына сәйкес теңдеуді алады.Келтірілген мысалдағы теңдеу келесі түрге келеді:Q = ABC+ABC.Оны жүзеге асыру үшін үш ЕМЕС элементі, сондай-ақ ЖӘНЕ логи- калық көбейту элементтері және НЕМЕСЕ логикалық қосу элементтері керек. Көп жағдайда логикалық алгебра шарттарын қолданып алынған шешімді жеңілдетуге болады. AB жақшаның сыртына шығарамыз және Q = AB(C + C) аламыз. Бірақ жақшаның ішіндегі өрнек әрдайым бірге тең болады, сондықтан соңғы шешім әлдеқайда оңай: Q = AB.Осылайша екі ЕМЕС элементі және бір ЖӘНЕ элементі қажет (13.3-сурет). С кірісі міндеттерді шешуде іске қосылмаған, өйткені он- дағы кез келген сигнал Q шығыс мәнге әсер етпейді.Логикалық алгебра шарттарын қарастырамыз. Олар көбінде кәдімгі алгебра шарттарымен сәйкес келеді, бірақ кейбір ерекшеліктері бар.Ауыстырымдылық заңы: Терімділік заңы: Үлестіру заңы: А + В = В + А; АВ = ВА. (А + В) + С = А + (В + С);(АВ)С = А(ВС). А(В + С) = АВ + АС;  -сурет. Міндеттерді шешуге арналған логикалық элементтердің бай- ланысу схемасы А + ВС = (А + В)(А + С) — кәдімгі алгебра заңдарынан ерекшеле- неді. Де Морган заңы:Бірігу заңы: Жұтылу заңы: AB+AB = А. АВ + А = А. Бұдан басқа келесі ара қатынасты ескеру керек:А + 1 = 1; A + A = 1; А + 0 = А; AA = 0; А1 = А; А + А = А; А0 = 0; АА = А.Электрлік аппараттар жүйесінде логикалық алгебра элементтерін іс жүзінде пайдалану мысалы ретінде тыйым салу схемасын қарастыра- мыз. Онда тыйым салудың болмауы кезінде ғана қандай да бір нысан- мен басқару мүмкіндігі қарастырылған.Егер тыйым салу болса, онда кірісіне кез келген сигнал бергенде (нөл немесе бір), шығысында бар уакытта логикалық нөл болады, яғни басқару мүмкін емес. Схемада тек екі логикалық элемент пайдаланы- лады: ЕМЕС және ЖӘНЕ (13.4-сурет). Тыйым салу схемасы Q = BA  -сурет. Тыйым салу схемасы функциясын жүзеге асырады. Мұндай түрдегі схемалар әскери істерде қолданылады. Мысалы, жоғарыдағы бастық ракетаны іске қосуға рұқ- сат бере алады немесе тыйым сала алады, бірақ ол өзі жібермейді. 4.Электрондық құрылғылар негізінде логикалық элементтер Логикалық элементтер базасында әртүрлі көптеген электрондық құрылғылар жасалуы мүмкін, әсіресе импульсті генераторлар. Муль- тидірілдеткіш деп аталатын осындай генераторлардың бірін қарасты- рамыз. Ол тікбұрыш түріндегі импульстер қатарын өндіруге арналған және ЖӘНЕ-ЕМЕС екі логикалық элементтерінің көмегімен жасалуы мүмкін (13.5-сурет).Мультидірілдеткіш қосылғаннан кейін логикалық элементтерінің бірінде мысалы DD1 логикалық бірлік пайда болады делік, яғни қандай да бір U кернеу. Бұл кернеу С1, R1, тізбегіне беріледі, нәтижесінде С1 конденсатордың зарядтауы басталады. Зарядтау тоғыDD2 екінші логикалық элементтің біріккен кірістерінде элементтің шығысында логикалық нөлдің пайда болуын қамтамасыз ететін U кір2 І R кернеуді тудырады.1 1Конденсатордың зарядтау тоuы экспоненциалды заң бойынша ке- митін болғандықтан, ерте ме кеш пе U кернеу қабылданатын логика- лық бірлік деңгейінен аз болған кезде және ЖӘНЕ — ЕМЕС элементінің жұмыс ережесіне (13.5-кестесін қараңыз) сәйкес оның шығысында ло- гикалық бірлік сигнал пайда болады. Осы кезде DD2, С2, R2 шығыс  -сурет. Мультидірілдеткіш схемасы (а) және олармен қалыптасатын импульстер (б)  -сурет. Дифференциялаушы тізбектің схемасы (а) және оның кірісі мен шығысындағы кернеудің уақыт диаграммалары (б) тізбегінің «жер» арқылы С2 конденсаторының зарядталуы басталады. DD1 кіріс элементінде логикалық бірлік, ал шығысында логикалық нөл шығады. Осы уақыттан бастап C1 конденсаторы VD1 диод арқылы бәсеңдей бастайды. Қандай да бір уақыт өткеннен кейін DD1 кірісіндегі кернеу логикалық бірлік шегінен аз болғанда, элемент шығысында ло- гикалық бірлік болуы жағдайына қайтып келеді.Сипатталған процестердің нәтижесінде мультидірілдеткіш шығы- старында тік бұрышты үлгідегі кернеу импульстері шығады. Егер кон- денсаторлардың бәсеңдеу тізбегі біркелкі болса, яғни R C = R C , онда 1 1 2 2 импульстер қуыстылығы Q = T / t имп = 2. Мұндағы T— импульстар жолы кезеңі; t —импульс ұзақтығы (13.5, б-сурет). Мультидірілдеткіштер радиолокаторларда, теле¬визиялық қабыл- дағыштарда, автомобильді электрондық құрылғыларда, өлшегіш аппа- раттарда кеңінен қолданылдаы. Мультидірілдеткіш көмегімен шамның, дыбыстық сигналдың және т.б. периодты қосылуларын қамтамасыз ету- ге болады.Кейде «нашар» импульс формасынан үлкен ұзақтығына (мысалы, кедергісі бар басқарушы сигналдардың) қатысты оның алдыңғы бағы- тын белгілеу қажеттілігі туады. Мұндай жағдайларда дифференция- лаушы тізбектерді жиі пайдаланады (13.6-сурет). Ол үлкен емес сый- ымдылықты конденсатор мен резистордан тұрады. Сыртқы жүктемені ескермей, шығысындағы кернеуді есептеуге болады: Әдетте U КІР >> U шығ , ал U КІР шығ болғандықтан, U ~ U КІР деп жорамалдауға болады. Онда І ~ C≈dU . Демек, қажетті дәлдікпен шығыс кернеу келесі формула бойынша анықталады:dU шығ = RC dt кір Дифференциалаушы тізбектің қалыпты жұмысы үшін RC << tболуы қажет. имп.кір Егер дифференциалаушы тізбектің шығысына тек бір оң импульс қажет болса, бұл шығысына диодтың теріс импульсті кесетін шектеу тізбегін жалғау керек.«Бірдірілдеткіш» деген атауға ие құрылғы бар. Ол тек кірісіне им- пульспен іске қосуды беру кезінде бірлік импульстерді түрлендіреді (ұзындығын қарапайым мультидірілдеткішегідей өзгертуге болатын). Осыдан бұл құрылғының тағы бір атауы— «кідіру мультидірілдеткіші» (импульсті іске қосуды күтетін мультидірілдеткіш). Оның схемасы 13.7, а-суретте келтірілген.Мультидірілдеткіш үш ЖӘНЕ-ЕМЕС логикалық элементінен тұра- ды. Оны іске қосу үшін кірісіне оң импульс беру керек. Бастапқы күйін- де кірісінде іске қосушы сигнал жоқ, яғни DD1 элементінің екі біріккен кірістерінде логикалық нөлдер, ал шығысында логикалық бірлік. Логи- калық бірлікке сәйкес келетін кернеу шығысында нөл болатын DD2 эле- ментінің кірістерінің біреуіне шығарылады, оның екінші кірісінде ло- гикалық бірлік (логикалық бірлікке сәйкес кернеу) болғандықтан DD3 элементі шығысынан тікелей түседі. DD3 элементінің кірістерінде бұл уақытта логикалық нөлдер болады. Сипатталған жағдай тұрақты болып табылады.Егер мультидірілдеткіштің кірісіне оң импульс берсе, онда DD1 элементі шығысында логикалық нөл шығады. Ол (жоғарғы, оған сәй- кес кернеу) DD2 логикалық элементінің кірістерінің біреуіне келіп түседі. ЖӘНЕ-ЕМЕС элементінің ережесіне сәйкес (13.5-кестесін қа- раңыз) DD2 шығысында логикалық бірлік шығады. C конденсаторы- ның зарядталуы басталады, R резистор арқылы ток ағады және DD3 элементі шығысында DD2 элементінің бір кірісіне келіп түсетін логи- калық нөл шығады. DD2 осы шығысының арқасында логикалық бірлік мультидірілдеткіштің кірісіне импульстің жіберілуі токтағаннан кейін де сақталады. RC тізбегінің тұрақты уақытымен анықталатын уақыт өт- кеннен кейін DD3 элементінің кірісінде логикалық нөл, ал шығысында логикалық бірлік шығады. Ол DD2 элементінің бір кірісіне келіп түседі  -сурет. Кідіру мультидірілдеткішінің схемасы (а) және оның кірісі мен шығысындағы кернеулердің уақыт диаграммалары (б) -сурет. Қосылуында уақыт кідірісі бар құрылғының құрылымдық схемасы (а) және оның кернеуінің уақыт диаграммалары (б) және DD2 шығысында логикалық нөл шығады. Демек кідіру мульти- дірілдеткішінің кірісіне келетін импульс оның шығысында ұзақтығы RC тізбегінің тұрақты уақытымен анықталатын тікбұрышты импуль- стердің пайда болуын тудырады (13.7, б-сурет).Кідіру мультидірілдеткіші пайдаланатын автоматика құралдары бел- гіленген уақытқа мультидірілдеткіш кірісіне қысқа уақыттық импульс кернеуін беру кезінде схема параметрлерімен анықталатын қандай да бір құрылғыны (есік қоңырауын, сиренаны, пәтер кірісіндегі жарық шамын) қоса алады. Екі кідіру мультидірілдеткішін пайдалану кезінде кіріс импульсінен кейін бірден емес, белгілі бір уақыт өткеннен кейін қандай да бір периодқа басқару нысандарын қосуды қамтамасыз ететін құрылғыны дайындауға болады. Мұндай құрылғының құрылымдық схемасы және оның кернеуінің уақыт диаграммалары 13.8-суретте көр- сетілген. Кірісіне іске қосушы импульстерін беру кезінде U бірінші кідіру мультидірілдеткішінің негізгі емес (инверстік) шығысындағы кернеу нөлге тең болады. Бірінші мультидірілдеткіш параметрлерімен анықта- латын t , уақыт өткеннен кейін оның негізгі шығысында (инверстік) дифференциалды тізбекке жіберілетін секірмелі түрдегі U кернеуі шығады. Соңғысы бұл кернеуден екінші кідіру мультидірілдеткішін іске қосатын U импульсі түріндегі оның алдыңғы бағытын белгілейді. вых кернеуі екінші мультидірілдеткіш шығысынан басқару нысанына беріледі. Басқару сигналының ұзақтығы t екінші мультидірілдеткіш параметрлерімен анықталады.Тікбұрышты импульстер генераторлары ЕМЕС екі логикалық эле- менттерінің базасында құрылады (13.9-сурет). Мұндай генератордың жұмыс қағидаларын қарастыру кезінде қандай да бір уақыт аралығын- да DD1 элементі кірісінде логикалық бірлік, ал сәйкесінше шығысында логикалық нөл, ал DD2 элементінің шығысында — логикалық бірлік, яғни қандай да бір оң кернеу болады деп есептейміз. Бұл кернеу R ре- зистор арқылы С конденсаторының зарядтауын қамтамасыз етеді. R резистордағы оң кернеу шығысындағы кернеумен генератордың күйін сақтайтын DD1 элементінің кірісіне түсірілген болады.Конденсаторды зарядтауына қарай ток R резистор арқылы кернеуі логикалық нөл деңгейіне дейін төмендеу кезіндегі мәнге дейін азаяды. Бұл кернеу DD1, элементінің кірісіне берілетіндіктен, бұл элементтің шығысында логикалық бірлік шығады, ал генератор шығысандағы кер- неу нөлге тең болады. C конденсаторы бәсеңдей бастайды. Оның сол түйінінде (схема бойынша) логикалық бірлікке сәйкес оң шама пайда болғанша DD1 элементі шығысында логикалық бірлік сақталып тұра- ды.Конденсаторда логикалық бірлікке сәйкес келетін кернеудің пай- да болуынан кейін DD1 элементі өзінің күйін өзгертеді және біз қара- стырған процесс қайталанады. Соңында генератордың шығысында тік бұрышты импульстер болады. R резисторының кедергісін және С кон- денсаторының сыйымдылығын өзгерте отырып генерацияланатын им- пульс ұзақтығын реттеуге болады.Автоматиканың әртүрлі схемаларында, коммуникациялы цифрлық аппаратураларда, есептегіш техникада екі мәннің бірін (шығысында — логикалық нөл немесе логикалық бірлік) барынша ұзақ сақтай алатын ауыстырып-қосқыш құрылғысы —триггерлер кеңінен қолданылады -сурет. ЕМЕС логикалық элементтер базасындағы импульстер генера- торының схемасы (а) және оның шығысындағы кернеудің уақыт диаграм- масы (б) және ол сыртқы сигналдар бойынша бір күйден екіншісіне секірмелі түрде ауысып отырады.RS-триггерді (13.10, а, в-сурет) қарастырамыз. Ол НЕМЕСЕ-ЕМЕС екі логикалық элементтерден тұрады және екі шығысы бар: негізгі Q және негізгі емес Q. Бұл шығыстарында әрдайым сигналдар қарама қар- сы, яғни егер негізгі шығысында логикалық бірлік болса, онда негізгі емес шығысында – логикалық нөл және керісінше. Егер S кірісіне ло- гикалық бірлікті берсек, онда НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементінің жұмыс ере- жесіне сәйкес DD2 шығысында DD1 элементінің кірісіне келіп түсетін логикалық нөл шығады, нәтижесінде DD1 шығысында логикалық бір- лік орнайды. S белгісі ағылшынның set — орнату сөзінен шыққан. Егер логикалық бірлік сигналын R кірісіне берсек, онда Q негізгі шығысында логикалық нөл шығады. R белгісі ағылшынның reset — түсіру сөзінен шыққан.Көптеген электрондық құрылғыларда, мысалы компьютерлерде жүздеген және тіпті мыңдаған триггерлер есептеледі. Олардың жұмы- сын ұйымдастыру үшін олардың барлығы бірдей уақытта жаңа күйге өткені дұрыс.Мұндай шарттарды қанағаттандыратын триггерлерді синхронды деп атайды. Синхронды RS-триггердің (13.10, б, г-сурет) R және S кірі- стерінен басқа қосымша синхрондау кірісі C бар. Оның күйіндегі кез келген өзгерістер С кірісінде логикалық бірліктің болуымен жүзеге аса- ды. 13.10, б–суретте көрсетілгендей, RS-триггер схемасы RS-триггерден басқа RS-триг¬герге С синхрондау кірісінде логикалық бірлік болғанда ғана R және S кірістерінен сигналдарды жіберетін екі ЖӘНЕ логикалық элементінен тұрады.Ең күрделісі JK-триггер болып табылады. Онда J кірісі RS-триг- герінің S кірісіне, ал К кірісі — R кірісіне сәйкес келеді. Егер J және K кірістерін біріктірсе, онда логикалық бірлік түріндегі әрбір кіріс сигна-  -сурет. RS-триггердің схемасы (а), синхронды RS-триггердің схемасы (б) және олардың шартты белгілері (в, г) лы шығысындағы сигналды өзгертетін болады (нөлден бірлікке немесе бірліктен нөлге). Триггердің мұндай жұмыс режимі есептік деп атала- ды. JK-триггердің құрамына RS-триггермен салыстырғанда, логика- лық элементтердің көп саны кіреді. JK-триггерлері және олардың түр- лендірулері дайын микросхема түрінде шығарылатын болғандықтан, олардың айтарлықтай күрделі құрылымын қарастырудың маңызы жоқ. Синхрондау кірісі бар JK-триггер синхронды JK-триггер деп аталады (13.11, а-сурет).Өнеркәсіпте сонымен бірге Т бір есептік кірісі бар Т-триггерлер де шығарылады (13.11, б-сурет). Бұл кіріске келіп түсетін әрбір логикалық бірлік триггердің шығысындағы сигналды қарама қарсыға өзгертеді (нөлді бірлікке немесе бірлікті нөлге). Т мәні ағылшынның toggle — құлау сөзінен шыққан.D-триггері (ағылшынның delay — кідіру сөзінен шыққан) оның син- хрондау кірісіне логикалық бірлік келіп түскеннен кейін ғана шығысына логикалық нөл немесе бірлік келіп түседі. Оның құрамына стандартты синхронды JK-триггер және ЕМЕС логикалық элементі кіреді (13.11, в-сурет).Триггерлерді пайдалану мысалы ретінде екілік сандарды есте сақта- уға арналған құрылғы жад регистрі схемасын қарастырамыз. Мұндай регистрлер есептеу техникаларында, байланыс жүйелерінде, автома- тика схемасында қандай да бір құрылғының қосылу алгоритмін есте сақтау үшін қолданылады. Жад регистрінде(13.12-сурет) барлық R кірістері біріктірелген RS-триггерлер пайда- ланылады. R біріккен кірісіне логикалық бірлік берілуі барлық негізгі шығыстарында логикалық нөл пайда болуын қамтамасыз етеді. Егер енді регистр кірісіне триггерлер санына тең разрядтар санымен екілік санды берсе, онда кірісіне бірлік келіп түсетін триггерлер өзінің күйін өзгертеді және олардың негізігі шығыстарында логикалық бірлік сиг- налы пайда болады. Осылайша регистр шығысында кірісіне берілген сан шығады. Кіріс сигналын алып тастағаннан кейін екілік сан регистр шығысы жадында қалып қояды, яғни оның есте сақтауы орын алады.«Түсіру» кірісіне логикалық бірліктің берілуі жад регистрін барлық шығыстарында нөл болатын бастапқы күйіне алып келеді.  сурет. JK-триггердің түрленулері:а — синхронды JK-триггер; б — Т-триггер; в — D -триггер  -сурет. Жад регистрі схемасы -сурет. Шмит триггерінің схемасы (а) және оның сипаттамасы (б) Автоматика схемаларында RS-триггерлер оның S кірісіне қысқа мерзімді сигнал беру кезінде қандай да бір атқарушы құрылғының (мысалы, электрлі қозғалтқыш) қосылуын қамтамасыз ететін аралық құрылғы ретінде қолданылады. Ажыратылуы R кірісіне қысқа мерзімді сигнал бергеннен кейін жүзеге асады. Қуатты нысандармен басқару үшін триггердің шығысында күшейткіш болуы керек. Мұндай схемада триггер техникада кеңінен қолданылатын релелік қосқыштарды ауы- стырады.Триггерлердің өзге қызықты түрі Шмит триггері болып табылады. Ол екі тізбектей қосылған ЕМЕС DD1, DD2 логикалық элементтерден (олар ИӘ элементін шығарады) және екі резистордан R1, R2 тұрады (13.13, а-сурет). Кірісіне кернеу береміз және оны ақырын жоғарыла- тамыз. Ол логикалық бірлік деңгейіне жеткен кезде ИӘ логикалық эле- менті өзінің күйін өзгертеді және оның шығысында логикалық бірлік сигналы пайда болады. Енді кіріс кернеуін азайтамыз. DD1 логикалық элементінің кірісіне триггердің шығысынан қосымша кернеу келіп түседі, шығысында нөлдік кернеуге қайтып келуі кірісіндегі аз кернеу кезінде жүзеге асады. Триггер сипаттамасы (13.13, б-сурет) гистерезис тұзағын еске салады. Шмит триггерлері механикалық түйіспесінен кер- неудің жеткізілуімен әртүрлі схемаларда түйіспенің дірілдеуінің неғұр- лым нақты іске қосылуы мен құбылыстарын жою үшін пайдаланылады.Қандай да бір нысандармен қашықтықтан басқаруды қамтамасыз ету жиі қажет болады. Сонымен бірге байланыстың жеке каналын пай- далану кез келген басқару тізбектері үшін көп жағдайда орынсыз. Сон- дықтан бірнеше командалар беруге болатын байланыстың бір каналын пайдалануға мүмкіндік беретін арнайы әдістер дайындалды. Басқару- дың әрбір тізбегіне екілік сан түріндегі өзінің адресін меншіктейді. Бұл адресті арнайы жүйеге енгізу басқарудың сәйкес тізбегін бірыңғай бай- ланыс тізбегі каналына қосады.-суретте байланыс каналына олардың сәйкес А және В адре- стік нөмірлеріне басқару құрылғыларын қосуға мүмкіндік беретін қа- рапайым жүйенің схемасы көрсетілген. Жүйеде бірразрядты адрес қарастырылған (0 немесе 1). Егер 0 адресі енгізілсе, онда ЕМЕС DD1 логикалық элемент шығысында ЖӘНЕ DD2 логикалық элементінің бір кірісіне берілетін логикалық бірлік шығады. DD2 екінші кірісі А ка- налының ақпарат көзімен, ал шығысы НЕМЕСЕ DD3 логикалық эле- ментімен байланысқан. DD3 шығысындағы және ақпарат қабылдағыш құрылғыға келіп түсетін сәйкес басқару каналындағы А сигналы ақпа- раттық кірісіндегімен бірдей болады (логикалық нөл немесе бірлік). Адрес каналы бойынша берілетін 0 адресі ЕМЕС DD5 логикалық эле- менті шығысында 1 сигналына айналады және ЖӘНЕ DD6 логикалық элементі А шығысындағы құрылғыны А ақпараттық кірісімен байланы- стырады. Егер 1 адресі енгізілген болса, онда В ақпараттық кірісі В шығысымен байланысатындығына көз жеткізу қиын емес. Жіберілген сигналды сақтау қажет болған жағдайда шығысына бірінші логикалық бірлік кезінде қажетті құрылғыны қосатын, ал екіншіде – оны ажырата- тын есептік триггерлерді қоюға боладыЕнді екіразрядты адрес кезінде (00, 01, 10, 11) төрт кірісті басқа- ру тізбектерін өзінің шығыстарымен байланысуын орындауға болады. Әрине, сонымен бірге барлық жүйе жұмысын қамтамасыз ететін ло- гикалық элементтер саны көбейеді. Мұндай жағдайдағы өндіріс үшін құрамына әртүрлі логикалық элементтер кіретін арнайы микросхемалар (мультиплексорлар және демультиплексорлар) шығарылады. Мұндай микросхемаларды пайдалану қағидалары 13.15-суретте түсіндіріледі. Қарастырылып отырған жүйеде төрт ақпараттық сигнал (А, B, C, D) және екіразрядты екілік адрес пайдаланылады. Жіберуші жағындағы мультиплексор адреске сәйкес ақпарат көзі бар бір ақпараттық кірісін -сурет. Басқарудың екі каналды жүйесінің схемасы  -сурет. Мультиплексорды және демультиплексорды пайдаланушы басқару жүйесінің схемасы ақпараттық каналға қосады. Қабылдағыш жағында ақпараттық канал- дан келетін сигнал және адрес каналынан адрес келіп түсетін демуль- типлексор болмайды. Алынған адреске сәйкес демультиплексор ақпа- раттық каналды А, В, С, D шығыстарының бірімен байланыстырады. Осылайша ақпарат көзімен сәйкес шығыстарының, яғни А с А, В с В және т.б. байланысы орнайды.Қарастырылған схемада адрес параллельді түрдегі деп аталатын екі канал бойынша жіберіледі. Екілік санды жіберудің параллельді түрін тізбектіге өзгертуге болады (ол үшін арнайы схемалар болады). Бұл жағдайда адресті жіберу үшін тек бір канал жеткілікті. Көптеген муль- типлексорларда басқару кірісі қарастырылған. Оған логикалық бірлік беру кезінде ақпараттық канал жұмысы тоқтатылады. Бақылау сұрақтары Неліктен логикалық схемаларда екілік есептеу жүйесі қолданы- лады?Неліктен өнеркәсіпте НЕМЕСЕ — ЕМЕС және ЖӘНЕ — ЕМЕС логикалық элементтері НЕМЕСЕ және ЖӘНЕ элементтеріне қа- рағанда көбірек шығарылады?Логикалық алгебраның негізгі ережелерін атаңыз.Мультидірілдеткіш дегеніміз не және ол қандай міндеттерді ше- шуге мүмкіндік береді?Дифференциалаушы тізбек схемасын салыңыз. Ол не үшін қол- данылады?Қарапайым мультидірілдеткіш кідіруші дірілдеткіштен несімен ерекшеленеді?RS- және JK-триггерлер арасындағы айырмашылық неде?Шмит триггері дегеніміз не? Оның қолданылуына мысалдар келтіріңіз. ҚОСЫМША Электронды аппараттар туралы қосымшамәліметтер Логикалық құрылғылардың схемалық шешімдері. Логикалық және импульстік құрылғыға арналған 13-тарауда олардың принципи- алдық электрлік схемалары қарастырылған жоқ. Ол материалды түсіну үшін талап етілмеді. Аталмыш қосымша осыған ұқсас құрылғылармен, олардың жұмыс принциптерімен, оларды есептеу элементтерімен то- лық танысқысы келетіндерге арналған.ЕМЕС логикалық элементін кілтті режимде жұмыс істейтін бір би- полярлық VT транзисторында дайындайды, (П.1-сурет).Транзистордың базасына R2 резисторы арқылы теріс жылжу керне- уі U беріледі, ол схемаға кірісте кернеу болмағанда (логикалық нөл) транзисторды жабады (оның коллекторының тогы нөлге тең). Коллек- торда ток жоқ болғандықтан, R3 резисторындағы құлау кернеуі (тран- зистор жүктемесінде) жоқ және коллектор потенциалы жоқ (схеманың шығуындағы кернеу) қуат кернеуіне тең U , ол логикалық бірлікке сәй- кес келеді. ЕМЕС логикалық элементіне қосылған құрылғының кіріс ке- дергісі жеткілікті дәрежеде үлкен болуы тиіс. Схеманың кірісіне логи- калық бірлікті беру кезінде транзистор ашылады және қанығу режиміне өтеді, бұнда коллектор тізбегінің кедергісі — эмиттер аз болады, ал кол- лектор тогы — транзистордың нақты типі үшін барынша көп рұқсат етілетін токқа жақын болады. U транзисторының қуат көзінің барлық кернеулері R3 резисторында төмендейтін болады, ал шығыстағы кер- неу логикалық нөлге сәйкес өте аз болады.Ереже бойынша, ЕМЕС логикалық элементтері микросхемалар түрінде шығарылады, олардың әрқайсысын нда бірнеше ЕМЕС элементі болады. Осын- дай микросхемалардың кернеуі 5 В ас- пайды. Микросхемалардың көпшілігі оң полярлық логикалық сигналдарымен жұмыс істейді. Микроминиатюризация принциптерін кеңінен қолдану үлкен интегралды схемаларды (ҮИЖ) жаса- уға мүмкіндік береді («үлкен» сөзі ми- кросхемалар өлшемдеріне жатпайды, ол олардың П.1-сурет. ЕМЕС логикалық элементтің схемасы интеграциясының жоғары деңгейін белгілейді), олар толығымен дайын құрылғылармен логикалық схемалардан басқа электронды схемаларды қамтиды. Мысалы, теледидардың жұмсын қашықтықтан басқару пульті, цифрлық инсандық индикациялы сыртқы сағаттардың жұмысын қашықтықтан басқару пультінде, цифрлы индикациясы бар қол сағаттарында, ұялы телефонда бір үлкен интегралдық микросхема бар.НЕМЕСЕ логикалық элементінің схемасы кем дегенде екі транзи- стордан (Қ.2-сурет) тұруы қажет. Бірінші VT1 транзистор ЕМЕС логи- калық элементіндегідей қосылған (Қ.1-суретін қараңыз). Ерекшелігі оның екі кірісі бар, кіріс сигналдар U және U VD1 және VD2 диод- тар арқылы транзистордың базасына келіп түседі. Кіріс сигналдар жоқ болған кезде (олардың логикалық нөлге тең болуы) транзистор VT1 резистор R2 арқылы базаға берілетін ығыстырудың теріс кернеуімен жабық болады. Колектордың тогы нөлге тең, ал VT1 шығысында кер- неу ЕМЕС схемасындағыдай қорек кернеуіне жақын, яғни логикалық 1 сәйкес келеді. Егер кірістердің біреуіне логикалық бір берілетін болса (оның үстіне екеуіне де), VT1 транзистор ашылады да, оның шығысын- да логикалық нөл шығады. Кірістердегі диодтар VD1, VD2 кірістердің біреуіне логикалық бірлік берілген кезде, оған жалғанға қандай да бір құрылғылардың жұмысын бұзатын екінші кіріске түсуін болдырмау үшін қажет.НЕМЕСЕ логикалық элементі логикалық қосу Q = A + B операци- ясын орындау керек, оны орындау үшін VT1 шығысындағы сигналды интеграциялауы керек, яғни логикалық нөлді логикалық бірлікке, ал логикалық бірлікті логикалық нөлге алмастыру қажет. Ол үшін екінші транзистор VT2 қолданылады, оның қосылу схемасы ЕМЕС логикалық элементін білдіреді. VT1 транзисторының шығысындағы сигнал логи- калық НЕМЕСЕ-ЕМЕС операциясының орындалуын қамтамасыз етеді. Оның орындалуы үшін тек бір транзистор қажет болғандықтан, НЕМЕ- СЕ-ЕМЕС типті микросхемалары жиі кездеседі. Қажетінше, қарапай- ым НЕМЕСЕ схемасын қолданып, НЕМЕСЕ ЕМЕС схемасын алу үшінЕМЕС элементін қосу қажет. П.2-сурет. НЕМЕСЕ логикалық элементінің схемасы П.3-сур. Төрт кірісі бар НЕМЕСЕ (а) және НЕМЕСЕ — ЕМЕС (б) логика- лық элементтерінің шартты белгілері Бірқатар тапсырмаларды шешу кезінде Q = A + B + C + D түрінде- гі функцияны орындау, яғни екі кіріс сигналдарынан көп сигналдарды операциялау қажеттілігі туындайды. Ол үшін бірнеше НЕМЕСЕ логи- калық элементін пайдаланбас үшін екі және одан да көп кірістермен НЕМЕСЕ және НЕМЕСЕ - ЕМЕС логикалық элементтерін шығарады (мысалы, төрт кіріс). Бұл элементтердің шартты белгіленулері Қ.3-су- ретінде келтірілген.Мұндай элементтердің шартты белгілері П.3-суретте келтірілген. Логикалық көбейту Q = AB операциясын орындайтын ЖӘНЕ ло-гикалық элементінің схемасының бір нұсқасы П.4-суретте көрсетілді. Кіріс сигналдар болмаған кезде (екі кіріс сигнал да логикалық нөлге тең) транзистор VT R3 және R4 резисторлары арқылы оның базасы- на ығысудың теріс кернеуін U беру арқылы жабық болады. Базаға әкелінген кернеу резисторынан R5 түзілген және R3, R4 резисторла- рымен параллель жалғанған кернеу бөлгішінен алынып тасталынады. Транзисторды бекіту режимі ығысу кернеуі мәнін таңдаумен және көр- сетілген резисторлардың кедергілер қатынасымен қамтамасыз етіледі. Транзистор шығысындағы кернеу бұл кезде қоректендіру кернеуіне Uптең, ол логикалық бірлікке сәйкес келеді.Егер схема кірістерінің біреуіне логикалық бірлік берілетін болса, онда тек бір диод жабылады, екіншісі арқылы транзистор базасына теріс кернеудің келіп түсуі жалғаса береді, ол өз кезегінде жабық қала береді. Тек схеманың екі кірісіне де логикалық бірлік берілетін болса, екі диод жабылады және транзистор базасында резистор R5 және қорек көзі арқылы келіп түсетін оң кернеу пайда болады. Бұл ретте транзи- стор ашылады және оның шығысында логикалық нөл пайда болады. Суреттелген процес ЖӘНЕ –ЕМЕС схемасына сәйкес келеді. ЖӘНЕ схемасын жүзеге асыру үшін транзистор шығысына логикалық ЕМЕС элементін қосу қажет.ЖӘНЕ схемасында екі транзистор болуы қажет, ал ЖӘНЕ –ЕМЕС схемасында тек біреуі қажет болғандықтан, микросхемаларда ЖӘНЕ-Е- МЕС микросхемаларын жиі шығарады (ереже бойынша бір микросхе- мада олар бірнеше болады). Логикалық элементтер ЖӘНЕ немесе ЖӘНЕ-ЕМЕС екі кірістерден көп кірістері бар микросхемалар да бар.ЖӘНЕ немесе ЖӘНЕ — НЕМЕСЕ логикалық элементтерінде екі- ден артық кірісі бар микросхемалар болады. Әр осындай элементте кірісте екі диодттан артық, ал логикалық бірлік (ЖӘНЕ элементінің жағдайында) немесе логикалық нөл (ЖӘНЕ — НЕМЕСЕ) барлық кірі- сте тек логикалық бірлік болған жағдайда ғана шығыста болады. Төрт кіріс болғанда, ЖӘНЕ элементі Q = ABCD функциясын іске асырады. Сипаттамаларда немесе каталогтарда осындай микросхемаларды 4 ЖӘНЕ деп белгілейді, онда 4 саны кіріс санын көрсетеді.Логикалық элементтердің бірнеше стандартты қосылыстары бар. Мысалы, тек бір НЕМЕСЕ логикалық элементінің көмегімен жады схемасын іске асыруға болады (П.5-сурет). Ол үшін DD элементінің кірістерінің бірі оны шығысымен жалғайды. Егер кірісте жады схема- лары логикалық нөл болса, онда шығыста нөл болады. Жад схемасы- ның кірісінде логикалық нөл болса, онда шығысында логикалық бірлік пайда болады. Егер логикалық бірлікке кіруде нөлге ауыстырса, онда схеманың шығысында кері байланыс есебінен логикалық бірлік қала- ды. Басқаша айтқанда, есте сақтайтын логикалық бірлік болады. Оны аз уақытта түсіру үшін НЕМЕСЕ элементінен қуатты алу қажет. Жад схемасы механикалық ағыту құрылғыларын пайдаланбай, қандай да бір логикалық схемадан логикалық бірлік кернеуін ала алады.П.6-суретінде «келісу схемасы» (сәйкестік) схемасы деп аталатын логикалық элементтерді стандартты қосу көрсетілген. Ол келесі тапсы- рманы шешеді: екі кірісте де не логикалық нөл немесе логикалық бір- лік болғанда, схеманың шығысында логикалық бірлік болуы тиіс. Кіріс және шығыс шамалар арасындағы байланыс П.1-кестеде ұсынылған.Қойылған тапсырманы шешу үшін схема Q = AB + AB функциясын іске асыруы тиіс. Келтірілген теңдеу П.1-кестенің жолдары бойынша жасалды, онда Q = 1 (бұл әдіс 13.3-тарауда сипатталған). Q = 0 жолдар- 4.П- сурет. ЖӘНЕ логикалық элементінің ды, жүйе жағдайының кестесінде көрсетпе- уге де болады. Басым жағдайларда аталмыш әдіс өзін ақтайды, себебі бірліктердің шығыс бағанында әдетте нөлдерге қарағанда аз бо- лады.Онда бірліктер көп болғанда теңдеу құра- стырудың басқа әдісін пайдалануға болады— шығыста нөл бар жолдарды пайдалануға болады. Егер кіріс сигналы бірлікке тең бол- са, бұл жолдарда кіріс сигналдарды оның терісін алу керек екенін есте сақтай отырып, жиынтықтау қажет.  П.5-сурет. Жад схемасы Барлық алынған қосындыны одан кейін көбейту керек, ол қорытын- ды теңдеу береді. Мүмкіндігінше алынған теңдеуді логика алгебрасы ережелерінің 13.3-тарауда келтірілгеннің барлығын пайдалана отырып, оңайлату қажет.«Шығыста бірлік бойынша» құрастырылған теңдеу Q = AB + AB түріне ие. Көрсетілген функцияны іске асыратын логикалық элемент- терді қосу схемасы П.8-суретте келтірілген.Сәйкестік және сәйкессіздік схемалары кіріс сигналдарының кез келген саны үшін орындалуы мүмкін. Сәйкестіктің ұқсас схемалары қандай да бір қосу кірулердің әрқайсында логикалық бірлік болғанда ғана өтуі тиіс болған жағдайларда пайдаланылады.«Шығыстағы нөлдер бойынша» жасалған мысалдағы теңдеу, Q = (A+ B)(A + B) түріне ие. Көрсетілген функцияны іске асыратын логикалық элементтерді қосу схемасы П.7-суретте келтірілген. Осы келісім схема- сында бес логикалық элемент пайдаланылады: екі ЕМЕС элементі, екі НЕМЕСЕ элементі және бір ЖӘНЕ элемент. Сәйкестік схемасымен қа- тар сәйкестік емес схемасы пайдаланылады. Кіріс және шығыс шамалар арасындағы байланыс П.2-кестесінде ұсынылған.  П.6-сурет. Q = AB + AB функциясын іске асыратын келісу схемасы«Шығыстағы нөлдер бойынша» жасалған мысалдағы теңдеу, Q = (A + B) (A + B) түріне ие. АВQ000011101110П.1-кесте П.2-кестеАВQ001010100111 Егер әр бірлік қандай да бір өзінің күрделі жүйесінің дұрыстығын сипаттаса (аталмыш кіру үшін), демек тек барлық блоктардың дұрыс болғанда ғана жұмысқа барлық күрделі жүйені қосуға болады. Мыса- лы, ғарыштық кемені жіберу кезінде тек ұшу үшін маңызды әр түрлі құрылғылардың көбі дұрыс болғанда ғана қозғалтқыштарды іске қосу мүмкін. Америкалық автомобильдердің кейбір типтерінде тек егер барлық жолаушылар және жүргізуші қауіпсіздік белбеуін тақса ғана қозғалтқыштың іске қосылуы мүмкін. Бұнда белбеулер тек жолаушылар бар отырғызу орындарында ғана тағылуы тиіс. Ол үшін автомобилдің әр отырғызу орнында жолаушылардың болуын тіркейтін қосымша дат- чиктерді қояды.Көп жағдайларда егер екіден артық кіріс саны бар НЕМЕСЕ және ЖӘНЕ логикалық элементтерін, сондай-ақ НЕМЕСЕ - ЕМЕС және ЖӘНЕ – ЕМЕС элементтерін пайдаланса, логикалық элементтерді қосу схемасын оңайлатуға болады.Триггерлер. Электроникада, атап айтқанда электронды аппарат- тарда триггерлер кеңінен қолданысқа ие болды — екі тұрақты күйі бар құрылғылар. Қарапайым, бірақ кеңінен қолданылатын, ЖӘНЕ- ЕМЕС екі элемент базасында жасалған RS-триггер 13-тарауда қарастырыл- ды. Тек бір RS-триггердің базасында ІGBT-транзисторымен үйлесімде (ол туралы толығырақ әрі қарай қараңыз) электрмагнитті қосқышты алмастыратын электр қозғалтқышты басқару жүйесін құруға болады (П.9-сурет). Сәйкесінше S және R кірістеріне қосылған S1 («Іске қосу») және S2 («Токтату») батырмалардың көмегімен триггерді одан шыққан- П.7-сурет. Q = (A+B)(A+B) функциясын іске асыратын келісім  П.8-сурет. Q = AB + AB функциясын іске асыратын сәйкессіздік схемасы да логикалық бірлік немесе логикалық нөл болатын күйге ауыстыруға болады.Триггердің шығысынан әр логикалық бірлік кернеуі ІGBT-тран- зисторының ысырмасына беріледі, транзистор ашылады және электр қозғалтқыштың жұмысын қосады.JK-триггер төрт НЕМЕСЕ — ЕМЕС логикалық элемент базасында (П.10-сурет, а), яғни екі НЕМЕСЕ —ЕМЕС элементтінің стандартты RS- триггеріне қосылуы жолымен нақты жасалуы мүмкін (П.10-сурет, б).JK-триггерінің базасында оның кіруіне түсетін импульстерді есеп- теуді жүзеге асыратын екілік есептегіш жасалуы мүмкін (П.11-сурет). Қажет болғанда екілік сан ондыққа ауыстырылуы мүмкін.Осы мақсаттар үшін логикалық элементтер базасында құрылған ауыстырудың арнайы схемалары қызмет етеді. Олар, сонымен қатар, барлық калькуляторлар мен ком¬пьютерлерде қолданылады.Екілік есептеуіш іштен жанатын қозғалтқыш білігін айналдыру жиілігін шектеу жүйесінде қолданылуы мүмкін. Мұндай жүйеде уақыт бірлігінде айналу жиілігі датчиктерімен (мысалы, Холл әсері негізінде жұмыс жасайтын) берілетін импульстер саны есептеледі. Бұл мән айна- лу жиілігінің рұқсат етілген ең жоғары санымен салыстырылады. Егер қозғалтқыш білігінің айналу жиілігі рұқсат етілген саннан көп болса, қажет болғанда ұлғаятын басқару сигналы өндіріледі. Көрсетілген сиг- налдың берілуі отынды бүрку жүйесінің форсункасының сөнуіне алып келеді, нәтижесінде қозғалтқыштың айналу жиілігі төмендей бастайды. Сипатталған құрылғы әдетте бір шағын микросхема түрінде орындала- ды, оның құрамында көптеген логикалық элементтер болады.D-триггерлер шығысқа логикалық бірліктің кіріс сигналын немесе С синхронизация кірісінде логикалық бірлік болған кезде логикалық нөл береді. Көбінесе синхронизация сигналы кернеу импульсін білдіреді. Қандай да бір құрылғыда жүздеген логикалық элементтердің бірге жұмыс жасауы үшін олар синхронизация сигналына өте дәл әсер етуі керек. Логикалық элементтердің ең жоғары жұмыс дәлдігі олар син- хронизация импульсінің алдыңғы немесе артқы фронты бойынша іске қосылғанда қамтамасыз етіледі. Мұндай синхронизация кейде динами- калық деп аталады, потенциалдыққа қарағанда синхрондау кірісінде тек кернеу өлшемі рөл атқарады. D-триггерлердің шартты белгісі синхро- низацияның әртүрлі нұсқаларымен П.12-суретте көрсетілген. П.13-су- ретте келтірілген уақыт диаграммалары D-триггер D кірісінен синхро- низация кезінде импуьстің артқы фронты арқылы сигналды шығысқа қалай беретінін қадағалауға мүмкіндік береді. Көріп тұрғанымыздай шығысында логикалық нөл синхронизацияның екінші импульсінің артқы фронты бойынша пайда болады.Қашықтықтан басқарудың электронды жүйелері. Өндірісте және тұрмыста электрлік және электрондық құрылғыларды кеңінен енгізу оларды басқару үшін көптеген сымдық байланыс каналдарын пайдалану қажеттілігіне әкеп соқты. Нәтижесінде кәсіпорындардағы жұмыс орындары, тұрғын үй ғимараттары сымдарға толды. Мысалы, автобустарда қозғалтқыштың артқы жағында орналасуына байланысты килограммнан асатын сымдарды пайдалануға тура келеді.Автобустың артынан алдына қарай келетін олардың бұрамалары- ның диаметрлері кей кездері бірнеше сантиметрлерден асып жатады. Ұшақтарда одан да күрделі. Бұл жерде сымдардың жалпы ұзындығы ондаған километрлерді құрайды. Мультиплекстік электрлік құрылғы тәсілін пайдалану, оның үстіне барлық ақпарат бір ақпараттық канал- мен берілген кезде жағдайды жақсартады. Мұндай жүйеде кез-келген хабарламалар кодталған түрде жоғары жиілікте беріледі, яғни байла- ныстың радиотехникалық тәсілі қолданылады. Дегенмен, оны басқару оператор бір орында отырған кезде көп жағдайда әртүрлі жерлерден немесе объектінің қозғалысы кезінде жүргізілетіндіктен, қандай да бір объектілерді сымдарды қолданып басқару әрқашан ыңғайлы бола бермейді. Бұл жағдайда радиоканалды пайдалануға тура келеді немесе (арақашықтық алыс болмаса) байланыстың инфрақызыл каналын қол- дану қажет. П.9-сурет. Электр қозғалтқышын басқару жүйесінің түйіспесіз жүйесінің схемасы  П.10-сурет. JK-триггерінің схемасы:а — НЕМЕСЕ —ЕМЕС логикалық элементтерінің төрт шартты белгісін пайдала- нумен суреттелген; б — RS-триггерінің шартты белгісі және НЕМЕСЕ — ЕМЕС логикалық элементтерінің екі шартты белгісін пайдаланумен бейнеленген Мысал ретінде қандай да бір объектіні инфрақызыл канал көме- гімен қашықтықтан мультибағдарламалық басқару жүйесін қарасты- рамыз. Ақпарат тарату көзі ретінде мұндай жүйелерде жарықдиодтар, ал қабылдағыш ретінде—фото¬диодтар жиі қолданылады. Ақпаратты тарату инфрақызыл канал бойымен жүргізілу жиіліктің кең диапазо- нында (өте төменнен бастап) орындалуы мүмкін болатындықтан, моду- ляцияны пайдаланудың қажеті жоқ. Дегенмен, көп каналдық байланыс кезінде қолданылады. Берілетін жақтан байланыстың алыстығын арт-  П.11-сурет. ТТ-триггер базасында қос есептеуіш схемасы  П.12-сурет. Потенциалды (а), алдыңғы фронт (б), артқы фронт (в) бойын- ша синхронизациямен D-триггерлерінің шартты белгіcі тыру үшін паралель қосылған бірнеше жарықдиодтар жиі қолданыла- ды. Бұған қарамастан, байланыстың инфрақызыл каналмен қамтамасыз етілетін алыстығы көбінесе 10...15 м аспайды. Кедергілердің негізгі көзі осы кезе фондық жарықтандыру болып табылады. Бұл кедергілермен күресудің негізгі тәсілі күш сәулесімен немесе электр шамдарымен фондық жарықтану салыстырмалы түрде баяу өзгереді. Қабылдаушы жақта сәйкес келетін сүзгілерді орнату көп жағдайдларда осындай ке- дергілердің алдын алуға көмектеседі. Пайдалы басқарылатын сигнал- дың уақыт бойынша өзгеру жиілігі (мысалы, импкльстерді қадағалау жиілігі) фондық жарықтанудың өзгеруімен байланысты жиіліктерден айтарлықтай жоғары болуы шарт.Инфрақызыл каналдың бұзылуы қабылдау фотодиодтарына жоғары қарқындылығы бар күн сәулелері тікелей түскенде орын алуы мүмкін. Көбіне осындай байланыс каналдарында ақпаратты беру үшін импул- сьтерді кодтық жіберу пайдаланады. Біздің мысалда кодтық импульсті модуляциясы бар қайта шифрлаушы сигналдардың қабылдау құрылғы- сы пайдаланылсын. Нөлді беру бір импульспен, ал екіншісі - екеуімен жүзеге асырылады. Импульстер ұзақтығы және олардың арасындағы уақыттық интервалдар қатаң белгіленген болуы тиіс. П.14-суретте 01100 жөнелтімін беруге арналған реттілік көрсетілген. П.13-сурет. Артқы фонд бойынша синхрондаумен D-триггерінің кірісінде- гі және шығысындағы сигналдар  П.14-сурет. 01100 коды бар импульстер жүйесі Электр аппараттарын басқару жүйесінің берілетін бөлігі батырма- лы басқарудан, ақпаратты беруді кодтау жүйесінен және күшейткіштен тұрады, оның шығысында жарық диоды болады (П.15-сурет). Қандай да бір батырманы басуға байланысты кодтау жүйесі кодты импуль- сті модуляцияның көмегімен белгілі бір санды әзірлейді. Импульстер реттілігі күшейіп, жарықдиодқа беріледі. Қабылдау құрылғысының де¬шифраторы кедергінің әсерін азайту және түсетін кодтарды тануға арналған. Ол бірнеше логикалық элементті және микропроцессорды қамтиды (П.16-сурет).Қабылдау құрылғысының жұмысын барынша толық қарастырайық. Үзіліс кезінде дешифратордың А кірісінде сигнал жоқ (логикалық нөл). DD1 және DD4 триггерлері 0 күйінде болады. DD1 триггерінің ин- верттеуші шығысынан логикалық бірлік DD3 есептегішінің L кірісінетүседі және оны 0 күйіне қояды.А кірісіне берілген бірінші импульс, DD1 триггерін 1 күйіне ауы- стырады; бұнда DD3 есептеуіші микропроцессордан оның CL кірісіне түсетін импульстерді есептеуді бастайды.1,1 мс кейін СТ есептеуіштің кірісінде сигналдың логикалық бір- лігі қалыптасады,ол DD2 триггерінің рұқсат етілген кірісіне С түседі. Өйткені дешифратордың А шығысында бұл уақытта сигнал болмаған- дықтан (әрбір импульс ұзақтығы 0,5 мс тең болса), онда DD2 шығысын- да логикалық нөл болады. DD4 триггері 1 күйінде болады. Сигналдың логикалық бірлігі оның шығысынан ІNT микропроцессорына түседі, ол бұл сигналды логикалық нөлді қабылдау сигналы ретінде сақтайды. П.15-сурет. Беруші құрылғының құрылымдық схемасы  П.16-сурет. Қабылдау құрылғысы дешифраторының схемасы Микропроцессор бір мезгілде ASK шығысынан өз сигналымен DD4 триггерді 0 күйіне орнатады. 5 мс өткеннен кейін төменгі DD3 шығу есептеуіші DD1 триггерін 0 күйіне аударатын сигналдың логикалық бірлігін қалыптастырады. Нәтижесінде DD3 есептеуіші 0 күйіне ора- лады. Дешифратор жаңа импульспен жұмысқа дайын. Барлық қаралған кезеңде схема кедергілерге төзімді.Егер А кірісіне екі импульс түссе, онда біріншісі жоғарыда сипат- талғандай DD2 триггерді ашады, ал екіншісі S шығысына түседі. Нәти- жесінде, DD2 шығысында логикалық сигнал бірлігі пайда болады, ол П.17-сурет. Дешифратор схемасындағы импульстердің пайда болу тәртібі: а — дешифратордың А кірісіндегі сигналдар; б — DD3 есептеуішінің шығысын- дағы сигналдар; в —DD2 триггер шығысындағы сигнал П.18-сурет. ІGBT-транзисторын шартты белгілеу (E — эмиттер, C — коллектор, G — ысырма) D микропроцессор шығысына түседі және сигналды қабылдау бірлігі ретінде сақталады.Дешифратор схемасында пайдаланылатын есептеуіш микропроцес- сордан шығатын импульстарды санау үшін және 1,1 және 5,0 мс кейін өз шығыстарынан логикалық бірлік сигналдарын беру қажет.Кейбір элементтерде импульстік сигналдардың пайда болу реті 17.П-суретінде көрсетілген.Дешифратордың салыстырмалы күрделігіне және шынайы құрылғы- ларда болып жатқан процесстерге қарамастан, барлық схема элемент- тері бір микросхемаға біріктірілген. Микропроцессордың шығысында екілік сандар түрінде дешифраторға сигнал түседі, ол осы санға сәй- кес (адрес) шығыстарының бірінен логикалық бірлік сигналын береді. Бұл сигнал электр аппараттарының біріне түседі (әдетте қандай да бір механикалық түйіспелерсіз электрондық тип), ол қандай да бір объек- тілермен басқарылады. Дешифратор өнеркәсіпте микросхемалар түрін- де шығарылады.ІGBT-транзисторлар. Әр түрлі құрылғыларды басқару үшін (қосу және сөндіру) электрмагнитті реледен басқа жартылай өткізгіш құрал- дарды— транзисторлар және тиристорлар пайдалануға болады (кейде тринисторлар деп те аталады). Бұнда түйіспелерді қолдану толығымен жойылады, ол олардың габариттік өлшемдері және салмағын азайтып, басқару жүйелерінің сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Өкінішке орай, транзисторлардың көпшілігі, көптеген жағдайларда тиристорлар да үлкен кернеулерде жұмыс істей алмайды және үлкен токтарды ком- мутациялай алмайды. 1990-жылдардың басында «ІGBT-транзисто¬р- лары» деп аталған жаңа типті транзисторлар пайда болды, яғни оқша- П.19-сурет. ІGBT-транзистор ысы- рмасындағы кернеуден коллектор тогының тәуелділігі П.20-сур. ІGBT-транзисторының сыртқы сипаттамасы    П.21-сурет. Электрмагнитті релені (а) және ІGBT-транзисторды (б) пайда- ланумен басқару схемалары уланған ысырмалы биполярлық транзисторлар (Іnsulated Gate Bіpolar Transіstor). Қазіргі уақытта олар өзінің деректері бойынша әдеттегі транзисторлардан да, басқарудың және коммутациялық шығындар- дың аз қуаттылықтарына, артық жүк беріктігі және коммутациялардың жоғары жылдамдығына ие болып тиристорлардан да асып түседі.Құрылымдық ІGBT-транзистор әр түрлі типті өткізгіштік жарты- лай өткізгіш бірнеше қабаттар үйлесімін құрайды. Мәнісі жағынан ол биполярлық транзистор және МОП-транзистор (оқшауланған ысырма- мен далалық транзистор) үйлесімі болып табылады. Онда үш шығару бар: эмиттер, коллектор (биполярлық транзистор сияқты) және ысырма (МОП-транзисторы сияқты) бар. Көбіне осы шығарулар E, С, G латын әріптерімен белгіленеді (П.18-сурет).Транзисторды басқару ысырмадағы кернеудің өзгеруімен жүзеге асырылады. Толығымен ашылған транзисторда кернеудің тік түсуі би- полярлық транзисторлардағыдай мардымсыз. Параллель ІGBT-транзи- сторлар әдетте кері бағытта шағын диодты қосады, ол индуктивтіліктің болуымен туындаған кері токтың өтуі үшін транзисторды сөндіруде қажет шағын диодты қамтиды (тізбектегі индуктивті жүктемедегі ток өзгере алмайды, сол себепті диод болмағанда транзисторда үлкен кер- неулер пайда болуы мүмкін).ІGBT-транзисторының маңызды сипаттамасы коллектор-эмиттер тізбегіндегі ысырмадағы кернеуден ток тәуелділігі болып табылады (П.19-сурет). Осындай транзисторлар көбіне кілтті режимде жұмыс істейтін болғандықтан (толығымен ашық немесе толығымен жабық), онда транзистор жұмысының режимінің өзгеруі болатын ысырмадағы кернеу деңгейлерін білу маңызды. П.19-суретінде көрсетілгендей, тран- зистор U кернеуінде ашыла бастайды, ол коллектор – эмиттер тізбегін- дегі токтың пайда болуына әкеледі. U кернеуде транзистор толығымен ашылады және B ток ең жоғары мәніне жетеді. ІGBT-транзисторының сыртқы сипаттамасы П.20-суретінде келтірілген. Ол коллектор тоғына байланысты транзистордағы кернеудің өзгеруін көрсетеді.Қазіргі ІGBT-транзисторлар 1000 А артық токтарда және 6 кВ артық кернеулерде жұмыс істей алады.Қандай да бір объектілермен (құрылғылармен) басқару тізбегіне ІGBT-транзисторын қосу өте қарапайым жүзеге асырылады. Алдын ала құрылғыны шығарудан электрмагнитті реленің орамының орнына кернеу (фотореле, жарық релесі, ток шектеуіші және т.б.) транзисторға тікелей әкеледі (ысырма және эмиттер арасында, ысырмаға «қосу»), электрмагнитті реле түйіспелерінің орнына коллектор және эмиттер шығарулары пайдаланылады (П.21-сурет). ІGBT-транзистордың ысыр- масының тізбегіндегі ток өте аз (әдеттегі далалық транзистордағыдай), бұл тізбек қуатты мүлде тұтынбайды, сол себепті электр аппаратының тізбегіндегі қуатты күшейткішті пайдалану қажеттілігі жойылды.Кейде транзистормен басқарылатын тізбекке қызмет көрсетуші персонал тізбектің ажырауын көруі және қандай да бір регламенттік жұмыстарды өткізуге қорықпауы үшін қолмен іске келтірілетін ажы- ратқышты қосу керек.ІGBT-транзисторлар электромагнитті релеге қарағанда әлі қымбат, бірақ олардың жоғары сенімділігі мен ұзақ мерзімділігінің арқасында мұндай транзисторлары бар электр жабдықтарды орнату және пайдала- нудың жиынтық шығыстары төмен болып шығады. ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ Буткевич Т.В. Основы теории электрических аппаратов / Т. В. Буткевич. — М. : Жоғары мектеп, 1970.Коробков Ю. С. Электромеханические аппараты автоматики / Ю. С. Ко¬робков, В.Д.Флора. — М. : Энергоатомиздат, 1991.Родштейн Д.А. Электрические аппараты : оқулық / Д.А.Род- штейн. — Л. : Энергоатомиздат, 1989.Силовые ІGBT-модули : материалы по применению. — М. : Додэка, 1997.Флоренцев Ф.Н. Современая элементная база силовой электро- ники / Ф.Н.Флоренцев, Ф.И.Ковалев. — М. : Энергоатомиздат, 1996.Чунихин А.А. Электрические аппараты. Общий курс / А.А.Чу- нихин. — М. : Энергоатомиздат, 1988.Шоффа В. М. Анализ полей магнитных систем электрических аппа¬ратов / В.М.Шоффа. — М. : МЭИ баспасы, 1994.Электрические и электронные аппараты : учебник / Ю.К. Ро-за- новтың ред. — М. : Энергоатомиздат, 1998. МАЗМҰНЫ Алғы сөз 3
Пікірлер (0)
Пікір жазу үшін аккаунтқа кіріңіз. Кіру