/ реле. Реле напряжения реферат

Реферат: Испытание электромагнитного реле напряжения

Испытание электромагнитного реле напряжения

Цель работы: Испытать реле напряжения РН-54/160 и дать заключение о пригодности реле, сравнив результаты с техническими.

Ход работы:

1. Познакомились с устройством и электрической схемой реле. Реле реагирует на уменьшение напряжения в цепи переменного тока.

Рисунок 1 – Схема реле напряжения

VS – выпрямительный мост

R1, R2 – для изменения предела напряжения

Напряжение срабатывания реле увеличивается в 2 раза, установка увеличивается в 2 раза.

2. Познакомились со схемой испытаний, измерительными приборами и регулирующими устройствами

Рисунок 2 – Схема испытаний, измерительными приборами и регулирующими устройствами

3. Установили указатель напряжения срабатывания в положение 80 В

4. Включил питание стенда

5. Вывели сопротивление реостата до замыкания контактов

Uсраб1 = 96 В

6. Ввели сопротивление, увеличивая напряжение

Uвозв1 = 126 В

7. Включили питание стенда

8. Установили указатель напряжения срабатывания в положение 70 В

9. Уменьшили напряжение: до замыкания контактов

Uсраб2 = 81 В

10. Увеличили напряжение до размыкания контактов

Uвозв2 = 105 В

11. Выключили питание стенда

12. Установили указатель напряжения срабатывания в положение 60 В

13. Уменьшили напряжение: до замыкания контактов

Uсраб3 = 65 В

14. Увеличили напряжение до размыкания контактов

Uвозв3 = 83 В

15. Выключили питание стенда

16. Установили указатель напряжения срабатывания в положение 50 В

17. Уменьшили напряжение: до замыкания контактов

Uсраб4 = 49 В

18. Увеличили напряжение до размыкания контактов

Uвозв4 = 56 В

19. Выключили питание стенда

20. Установили указатель напряжения срабатывания в положение 40 В

21. Уменьшили напряжение: до замыкания контактов

Uсраб5 = 33 В

22. Увеличили напряжение до размыкания контактов

Uвозв5 = 41 В

23. Выключили питание стенда

24. Данные занесли в таблицу, определили значение Квозв

                                           (6.1)

Таблица 6.1 – Данные испытаний

25. Для данной установки путем пятикратного изменения определили значение погрешности Uсраб, В реле относительно установки

 (6.2)

                           (6.3)

                                  (6.4)

Таблица 6.2 – Результаты вычислений

Допустимое значение максимального отклонения для реле напряжения не должно превышать 5%.

26. Дали заключение о пригодности реле, сравнив полученные результаты со справочными данными. Отклонение коэффициента возврата не должно превышать 0,03.

Вывод: Данное реле напряжения РН-54/160, не пригодно для использования, т. к. коэффициент возврата контакта превышает допустимое значение 0,03. напряжение срабатывания превышает напряжение установки на 20%, а допустимое значение отклонения 5%

www.referatmix.ru

Реле напряжения, тока и времени.

                                                  1. Общие сведения.

         а) Классификация. Под реле понимают такой электрический аппарат, в котором при плавном изменении управляющей ( входной) величины происходит скачкообразное изменение управляемой (выходной) величины. Из двух величин хотя бы одна должна быть электрической. По области применения реле можно разделить на реле для схем автоматики, для управления и защиты энергосистем.

         По принципу действия реле делятся на электромагнитные, поляризованные, индукционные, магнитоэлектрические, полупроводниковые и др.

         По принципу воздействия на управляемую цепь реле делятся на контактные и бесконтактные.

         Первые воздействуют на выходной параметр путём замыкания или размыкания контактов в управляемой цепи; во-вторых, при срабатывании реле резко меняется сопротивление, включенное в управляемую цепь. Разомкнутому  состоянию контактной системы соответствует большое сопротивление в управляемой цепи бесконтактного реле. Это состояние бесконтактного реле носит название закрытого состояния. Замкнутому состоянию контактного исполнительного органа соответствует малое сопротивлении между выходными зажимами бесконтактного реле. При этом говорят об открытом состоянии бесконтактного реле.

         б) Основные характеристики реле. Значение воздействующей величины, при которой происходит срабатывание реле, называется значением величины срабатывания.

         Значение воздействующей величины, при котором произошло скачкообразное уменьшение выходного параметра с умакс до умин, называется значением величины отпускания. Заданное значение величины (срабатывания или отпускания), на которую отрегулирован аппарат, называется установкой по воздействующей величине.

         Для целого ряда реле очень важным является отношение хотп ∕хср. Это отношение называется коэффициентом возврата. 

         Время с момента подачи команды на отключение до момента достижения минимального значения выходной величиной называется временем отключения.

         в) Требования, предъявляемые к реле. Требования к реле в значительной мере определяются их значением. К реле защиты энергосистем предъявляются следующие четыре основных требования: селективность, быстрота действия, чувствительность и надёжность.

         Под селективность понимается способность реле отключать только повреждённый участок энергосистемы. Быстрота действия позволяет резко снизить последствия аварии, сохранить устойчивость системы при аварийных режимах, обеспечить высокое качество электроэнергии. Повышение чувствительности реле позволяет уменьшить «мёртвую» незащищённую зону.

         Реле для защиты энергосистем должны иметь высокую надёжность, так как неправильная работа реле может привести к развитию тяжёлых аварий и недопуску большого количества энергии.

         При работе схем защиты и автоматики часто требуется создать выдержку времени между срабатыванием двух или нескольких аппаратов. При автоматизации технологических процессов также может возникнуть необходимость производить операции в определенной временной последовательности.

Для создания выдержки времени служат аппараты, называемые реле времени.

Общими требованиями для реле времени являются:

а) стабильность выдержки времени вне зависимости от колебаний питающего напряжения, частоты, температуры окружающей среды и других факторов;

б) малые потребляемая мощность, масса и габариты;

в) достаточная мощность контактной системы. Возврат реле в исходное положение происходит, как правило, при его обесточивании. Поэтому к коэффициенту возврата не предъявляется особых требований, и он может быть очень низким.В зависимости от назначения реле к ним предъявляются специфические требования.Для схем автоматического управления приводом при большой частоте включений в час требуются реле с высокой механической износостойкостью (5-10)10­­6 срабатываний. Требуемые выдержки времени находятся в пределах 0,25-10 с. К этим реле не предъявляются высокие требования относительно точности работы. Разброс времени срабатывания может достигать 10%. Реле должны работать в условиях производственных цехов, при вибрации и тряске.

Реле для защиты энергосистем должны иметь большую точность выдержки времени. Эти реле работают относительно редко, поэтому к ним не предъявляются особые требования по износостойкости. Износостойкость реле времени защиты порядка (5-10)103 срабатываний. Выдержки времени таких реле составляют 0,1-20 с. Для автоматизации технологических процессов необходимо создание больших выдержек времени, начиная от нескольких минут и до часа.

                                      2. Электромагнитные реле.

         а) Согласование тяговых и противодействующих характеристик. Электромагнитные реле благодаря своей простоте, надёжности получили широкое распространение как в схемах электропривода, так и схемах защиты энергосистем.

         Для того, чтобы реле включалось, необходимо чтобы тяговая характеристика Fэ1 во всех точках хода механизма шла выше, чем суммарная противодействующая характеристика Fп = F1+F2.

         Наименьшее значение тока, при котором кривая Fэ1 во всех точках проходит выше ломаной Fп, называется током трогания. Для надёжного включения в обмотку реле обычно подаётся ток Ip, больший, чем ток трогания.

         Для отключения реле необходимо, чтобы тяговая характеристика Fэ2 во всех точках пошла ниже характеристики Fп. При этом сила, развиваемая противодействующими пружинами, будет больше сил электромагнита и якорь возвратиться в начальное положение. Ток, при котором имеет место такое положение характеристик, называется током отпускания или током возврата.

         б)Влияние различных  факторов на коэффициент возврата. Для получения высокого коэффициента возврата желательно применение электромагнита, имеющего малый рабочий ход и большую величину конечного зазора в магнитной цепи при притянутом якоре. Если выбрать достаточно большле значение δн – δк, то характеристика противодействующей пружины достаточно близко подойдёт к тяговой и коэффициент возврата может быть получен порядка 0,7 – 0,8.

         Большие возможности даёт электромагнитная система с вращательным движением якоря. Изменяя форму якоря и полюсов, можно получить практически любую тяговую характеристику.

         Помимо указанных выше факторов, на коэффициент возврата оказывают влияние трение в механизме и гистерезис магнитного материала.

         Наличие трения создаёт дополнительные силы сопротивления, что вызывает увеличение тока трогания. При возврате сила трения препятствует движению. При этом усилие пружины, действующее на механизм, уменьшается, что вызывает уменьшение тока отпускания. В результате коэффициент возврата уменьшается. Для того чтобы трение мало сказывалось на коэффициенте возврата, необходимо, чтобы сила, развиваемая противодействующей пружиной, была значительно больше, чем сила трения. Гистерезис магнитного материала также ведёт к уменьшению коэффициента возврата. Дело в том, что при трогании процесс намагничивания цепи идёт по восходящей ветви гистерезиса, а при отпускании – по нисходящей ветви. При этом ток трогания возрастает, а ток отпускания падает по сравнению со случаем безгистерезисного материала.        

         Тяговая характеристика электромагнитов переменного тока более полога, чем электромагнитов постоянного тока, и её легче согласовать с противодействующей. Поэтому высокий коэффициент возврата в реле переменного тока достигается легче, чем в реле постоянного тока.

            3. Конструкция электромагнитных реле тока и напряжения.

         а) Реле для энергосистем. В схемах защиты энергосистем, крупных и ответственных установок широко применяются реле серии ЭТ.

         Магнитопровод штрихуется  из листов электротехнической стали. Обмотка реле разбита на две части и позволяет соединять секции параллельно и последовательно. Якорь выполнен из тонкого листа электротехнической стали и имеет Z-образную форму. При повороте якоря происходит увеличение потока и насыщение якоря даже при токах, близких к току трогания. Это ограничивает момент, развиваемый реле в конце хода якоря.

         Применение поворотной системы и легко насыщающегося якоря позволяет приблизить тяговый момент к противодействующему и получить высокий коэффициент возврата (0,85). Подвижный контакт мостикового типа шарнирно укреплён на рычаге, связанном с валом. Это даёт возможность контакту самоустанавливаться. Для устранения вибраций контактов служит масляный демпфер, связанный с валом реле. Противодействующая сила создаётся спиральной пружиной. Начальная деформация пружины меняется рычагом. Начальное и конечное положения якоря определяются специальными упорами.

          К недостаткам реле следует отнести малую мощность контактной системы, необходимость тщательной регулировки реле во избежание вибрации контактов. Мощность контактов на размыкание составляет всего 50 Вт постоянного тока при напряжении 220 В.

         б) Реле тока и напряжения для управления электроприводом. В схемах управления и защиты применяется реле постоянного тока серии РЭВ-300 с высоким коэффициентом возврата.

                                                               Рис.1. Реле серии РЭВ-300

         На рис.1 изображено токовое реле. Магнитопровод 1 имеет U-образную форму и выполнен из прутка круглого сечения. Плоский якорь 2 вращается на призме, что обеспечивает высокую механическую износоустойчивость реле. Обмотка 3 выполняется из меди в соответствии с номинальном током реле. Регулирование силы пружиной 5 осуществляется гайкой 6. Якорь 2 связан с подвижным контактом 8 с помощью изоляционной пластины 7. Реле имеет два неподвижных контакта 9 и 10. Подвижный контакт 8 соединяется с зажимом 11 с помощью гибкой связи 12. Реле выполняется в виде единого блока, который с помощью шпилек 4 может устанавливаться на металлических рейках сборной панели. Высокий коэффициент возврата достигается благодаря тому, что конечный зазор может быть достаточно большим ( до 5·10-3 ), а ход якоря может составлять доли миллиметра. В реле тока установка тока срабатывания регулируется в пределах 30 – 65% номинального значения путём изменения начального усилия сжатия пружины 5.

         В реле напряжения установка срабатывания меняется в пределах 30 – 50%Uн. При увеличении сжатия пружины растёт напряжение трогания Uтр, увеличивается время трогания  согласно уравнению

где Lр – индуктивность и Rр – сопротивление цепи обмотки реле.

         в) Реле защиты схем электропривода. В целом ряде схем управление производится  не с помощью кнопки, а с помощью командоконтроллёра. В этом случае после обесточивания якорной цепи двигателя реле отпустит свой якорь и контакты этого реле подадут напряжение на катушку линейного контактора. Произойдёт повторное включение на короткое замыкание. При этом последует новое отключение и т.д. В результате повреждений двигатель будет многократно включать в сеть.

         Для устранения этого недостатка реле снабжаются специальным устройством, предотвращающим возврат реле в исходное состояние после прекращения тока в катушке. Такие реле называются реле без самовозврата.

                                               4. Тепловые реле.

         а) Принцип действия. Долговечность энергетического оборудования в значительной степени зависит от перегрузок, которым оно подвергается во время работы. Для любого объекта можно найти зависимость длительности протекания тока от его величины, при которых обеспечивается надёжная и длительная эксплуатация оборудования.

         Для защиты от перегрузок наиболее широкое распространение получили тепловые реле с биметаллической пластиной.

         Биметаллическая пластина состоит из двух пластин, одна из которых имеет больший температурный коэффициент расширения α1, другая – меньший α2. В месте прилегания друг к другу пластины жёстко скреплены либо за счёт проката в горячем состоянии, либо за счёт сварки. Если закрепить неподвижно такую пластину и нагреть, то произойдёт изгиб пластины в сторону материала с меньшим α. Именно это явление используется в тепловых реле.

         Широкое распространение в тепловых реле получили материалы инвар (малое значение α) и немагнитная или хромоникелевая сталь (большое значение α).

         б) Конструкция тепловых реле. Прогиб биметаллической пластины происходит медленно. Если с пластиной непосредственно связать подвижный контакт, то малая скорость его движения не сможет обеспечить гашение дуги, возникающей при отключении цепи. Поэтому пластина действует на контакт через ускоряющее устройство.

         Современные контакторы и пускатели комплектуются с тепловыми реле ТРП (однофазное) и ТРН (двухфазное). Реле типа ТРП представлено на рис.2. Биметаллическая пластина имеет комбинированную систему нагрева. Пластина 1 нагревается как за счёт нагревателя 5, так и за счёт прохождения токп через саму пластину. При прогибе конец биметаллической пластины воздействует на прыгающий контактный мостик 3. Реле позволяет иметь плавную регулировку тока срабатывания в пределах (±25% номинального тока установки). Эта регулировка осуществляется ручкой 2, меняющей первоначальную деформацию пластины. Такая регулировка позволяет резко снизить число потребных вариантов нагревателя. Возврат реле в исходное положение после срабатывания производится кнопкой 4, Возможно исполнение и с самовозвратом после остывания биметалла. Высокая температура срабатывания (выше 200°С) уменьшает зависимость работы реле от температуры окружающей среды. Установка меняется на 5% при изменении температуры окружающей среды на 10°с. Высокая ударо- и вибростойкость реле позволяют использовать его в самых тяжёлых условиях.

                                                                              Рис.2. Тепловое реле ТРП

                                     5. Поляризованные реле.

         В поляризованных реле контакты приводятся в действие поляризованным электромагнитом, в котором на якорь действуют два потока: поляризующий, создаваемый постоянным магнитом, и поток, создаваемый катушкой, по которой проходит управляющий ток.    

         Отличительной особенностью поляризованного электромагнита является изменение направления силы, действующий на якорь, при изменении направления тока в катушке.

         Поляризованные реле могут иметь различное исполнение контактной системы. При подаче тока в направлении срабатывания размыкается левый и замыкается  правый контакты. При отключении тока снова замыкается левый контакт (однопозиционная настройка с преобладанием).

         Широкое распространение получили реле  типа РП. Эти реле допускают максимальную частоту переключений до 200 в секунду . Магнитодвижущая сила срабатывания 1,5 – 5 А. Нажатие контактов при отсутствии тока в обмотке 1 - 5·10-2 Н, длительный ток контактов 0,2 А, напряжение управляемой цепи 24 В. Поляризованные реле имеют следующие преимущества перед электромагнитными:

направленностью действия в зависимости от направления тока в рабочей обмотке;

обладают очень высокой чувствительностью;

позволяют создать быстродействующие аппараты с временем срабатывания около 2 мс;

обладают высокой устойчивостью к перегрузкам. Допустимая кратность тока через обмотку к току срабатывания достигает 20;

за счёт расположения упоров можно осуществлять однопозиционную, нейтральную и двухпозиционную настройки реле.

                                6. Реле с электромагнитным замедлением.

         а) Устройство реле и влияние различных факторов на его работу. Конструкция реле с электромагнитным замедлением типа РЭВ-800 изображена на рис.3. Магнитная цепь реле состоит из магнитопровода 1, якоря 2 и немагнитной прокладки 3. Магнитопровод укрепляется на плите 4 с помощью литого алюминиевого цоколя 5. Этот же цоколь служит для крепления контактной системы 6.

                                                  Рис. 3. Реле с электромагнитным замедлением.

На ярме прямоугольного сечения магнитопровода устанавливается короткозамкнутая обмотка в виде сплюснутой гильзы 8. Намагничивающая обмотка 7 устанавливается на цилиндрическом сердечнике. Якорь вращается относительно стержня 1 на призме. Усилие, развиваемое пружиной 9, изменяется с помощью корончатой гайки 10, которая фиксируется после регулировки с помощью шплинта.

Магнитопровод реле выполняется из стали ЭАА. Сердечник катушки имеет круглое сечение, что позволяет применять катушку цилиндрической формы, удобную в производстве. Стержень 1 имеет сечение вытянутого прямоугольника, что увеличивает длину линии касания якоря с торцом ярма и повышает механическую износостойкость реле.

         Для получения большого времени при отпускании необходимо иметь высокую магнитную проводимость рабочего и паразитного зазоров в замкнутом состоянии магнитной системы. С этой целью торцы ярма и сердечника и прилегающая к ним поверхность якоря тщательно шлифуются.

         Литое основание из алюминия создает дополнительный короткозамкнутый виток, миния создает дополнительный короткозамкнутый виток, увеличивающий выдержку времени (в схеме замещения все короткозамкнутые обмотки заменяются одним витком с суммарной электрической проводимостью).

         У реальных магнитных материалов после отключения намагничивающей обмотки поток спадает до Фост, который определяется свойствами материала магнитопровода и геометрическими размерами магнитной цепи. Чем меньше коэрцитивная сила магнитного материала при заданных размерах магнитной цепи, тем ниже величина остаточной индукции, а следовательно, остаточного потока. При этом возрастает наибольшая выдержка времени, которая может быть получена от реле. Применение стали ЭАА, имеющей низкое значение Нс, позволяет увеличить выдержку времени реле.

         Выдержка времени для насыщенной системы может быть найдена с помощью формулы ( ):

 (1)

где w – число витков короткозамкнутой обмотки;

      R – ее сопротивление;

      i – ток в короткозамкнутой обмотке.

         Выдержка времени при прочих равных условиях определяется начальным потоком Ф0 уравнения (1). Этот поток определяется кривой намагничивания магнитной системы в замкнутом состоянии. Поскольку напряжение и ток в обмотке пропорциональны друг другу, то зависимость Ф(U) повторяет, только в другом масштабе, зависимость Ф(Iw). Если система при номинальном напряжении не будет насыщена, то поток Ф0 будет в сильной степени зависеть от питающего напряжения. При этом выдержка времени также будет зависеть от напряжения, приложенного к обмотке. В схемах привода на обмотку реле часто подается напряжение ниже номинального, при этом реле будет иметь пониженные выдержки времени. Для того, чтобы сделать выдержку времени реле независимой от питающего напряжения, магнитная цепь делается сильно насыщенной (рис. 4). Для того чтобы выдержка времени при отпускании была стабильной, необходимо, чтобы длительность приложения напряжения к питающей катушке была достаточная для достижения потоком установившегося значения. Это время называется временем подготовки или зарядки реле.

Рис. 4. Зависимость времени отпускания от напряжения питания.

                         7. Схемы включения реле.

Время срабатывания реле при подаче напряжения очень мало, так как м.д.с. трогания значительно меньше установившегося значения. Для реле с короткозамкнутым витком это время равно 0,005-0,2 с. При отсутствии короткозамкнутого витка это время составляет всего 0,02-0,05 с. Таким образом, возможности реле с электромагнитным замедлением при срабатывании очень ограничены. Если необходимо при замыкании управляющих контактов иметь большие выдержки времени, то целесообразно применить схему с промежуточным реле РП (рис.5, а). Обмотка реле времени РВ находится под напряжением, все время питаясь через размыкающий контакт реле РП. При подаче напряжения на обмотку РП последнее размыкает свой контакт и обесточивает реле РВ. Якорь РВ отпадает, создавая необходимую выдержку времени. Реле РВ в этой схеме должно обязательно иметь короткозамкнутый виток.

В некоторых схемах реле времени может не иметь короткозамкнутого витка. Роль этого витка играет сам намагничивающая обмотка, замкнутая накоротко (рис.5,б). Обмотка РВ питается через резистор Rдоб. Величина напряжения на РВ должна быть достаточной для достижения потока насыщения в замкнутом состоянии магнитной цепи.

Рис. 5. Схемы включения реле с электромагнитным замедлением.

         При замыкании управляющего контакта К обмотка реле закорачивается, обеспечивая медленный спад потока в магнитной цепи. Отсутствие короткозамкнутой обмотки позволяет все окно магнитной системы занять намагничивающей обмоткой и создать большой запас в м.д.с. При этом выдержка времени не уменьшается даже в том случае, когда питающее напряжение на обмотке составляет 0,5 UН. Такая схема широко применяется в электроприводе. Реле включается параллельно ступени пускового резистора в цепи якоря. При закорачивании этой ступени обмотка реле времени замыкается и с выдержкой это реле производит включение контактора, шунтирующего следующую ступень пускового резистора.

Применение полупроводникового вентиля также позволяет использовать реле без короткозамкнутого витка (рис. 5,в). При включении питающей обмотки ток через вентиль практически равен нулю, так как он включен в непроводящем направлении. При отключении контакта К поток в магнитной цепи спадает, при этом на зажимах обмотки появляется э.д.с. с полярностью, указанной на рис 5,в. При этом через вентиль протекает ток, определяемой этой э.д.с., активным сопротивлением обмотки и вентиля и индуктивностью обмотки.

Для того чтобы прямое сопротивление вентиля не приводило к уменьшению выдержки времени (растет активное сопротивление короткозамкнутой цепи), это сопротивление должно быть на один-два порядка ниже сопротивления намагничивающей обмотки реле.

При любых схемах питание намагничивающей обмотки реле должно производиться либо от источника постоянного тока, либо от источника переменного тока с применением мостовой схемы на полупроводниковых вентилях.

                         8.Регулирование времени работы реле

Время срабатывания реле можно плавно регулировать с помощью возвратной пружины 9 (рис 3).С увеличением сжатия этой пружины увеличивается сила, необходимая для трогания якоря. Эта сила определяется потоком в магнитной цепи. При большем натяге пружины поток трогания возрастает. Следовательно, возрастает время трогания. Ввиду того что в разомкнутом положении магнитной цепи постоянная времени мала, максимальные выдержки времени также незначительны (около 0,2с). Выдержка времени может быть значительно увеличена, если поток трогания приблизить к установившемуся потоку. Однако в этом случае реле работает на пологой части кривой Ф(t). При этом наблюдаются большие разбросы времени срабатывания. В некоторых случаях якорь может вообще не притянуться к сердечнику.

В том случае, когда необходимо иметь время выдержки около 1с и более, необходимо использовать реле при отпускании якоря.

Регулировка выдержки реле при отпускании может производиться плавно и скачком.

Плавное регулирование выдержки времени производится с изменением силы, развиваемой пружиной 11 (рис.3). Эта пружина верхним концом упирается в шайбу 14, которая удерживается шпилькой 15, ввернутой в якорь реле. Нижний конец пружины посредством специальной пластины 16 передает силу на два латунных штифта 12, которые могут свободно перемещаться в отверстиях якоря. Оси латунных штифтов 12 смещены относительно оси пружины. В притянутом положении якоря 2 штифты 12 перемещаются вверх и пружина 11 дополнительно сжимается.

Пружина 11 создает основную силу, отрывающую якорь от сердечника. Начальное сжатие пружины изменяется с помощью гайки 13.

С увеличением силы пружины 11 сила, при которой происходит отрыв якоря, увеличивается, следовательно, возрастает и поток отпускания Фотп. При этом время отпускания уменьшается (рис. 6). Чем меньше сила пружины, тем больше выдержка времени. По мере приближения Фотп к остаточному потоку Фост выдержка времени начинает резко возрастать. Нестабильность работы механизма может приводить к большим разбросам во времени срабатывания. Следует отметить, что при Фотп, близком к Фост, якорь реле вообще может не отпадать от сердечника.

Рис6 Регулировка времени отпускания с помощью пружины                                                                                    

Рис7. Регулировка времени отпускания немагнитным зазором

Возвратная пружина 9 регулируется таким образом, чтобы обеспечить необходимое нажатие размыкающих контактов реле и четкий возврат якоря в положение, указанное на рис. 3.

Грубо выдержка времени в реле может регулироваться толщиной немагнитной прокладки. Поскольку магнитная цепь в замкнутом положении насыщена, то толщина немагнитной прокладки мало сказывается на величине установившегося потока. При уменьшении толщины немагнитной прокладки возрастает индуктивность катушки в ненасыщенном состоянии сердечника и уменьшается скорость спада потока. В результате при неизменной силе возвратной пружины выдержка времени увеличивается (рис.7). Минимальную толщину немагнитной прокладки не рекомендуется брать менее 0,1 мм. В повторно-кратковременном режиме работы якорь расклепывает немагнитную прокладку, при этом толщина ее падает, что ведет к изменению выдержки времени. Если толщина немагнитной прокладки 0,1 мм, то нестабильностью работы за счет расклепа прокладки можно пренебречь.

В заключение следует отметить, что электромагнитные реле времени имеют простой механизм, который не боится ударов и вибраций, обладающий большой износостойкостью. Допустимое число включений в час равно 600.

Реле описанного типа могут использоваться в схемах автоматики электропривода как реле тока, напряжения и промежуточные реле.

aim.uz

реле

3. Реле напряжения типа РН-54/320

Минимальное реле напряжения предназначены для применения в схемах защит и противоаварийной автоматики в качестве органа, реагирующего на уменьшение напряжения в цепях переменного тока.

Напряжением срабатывания этих реле принято называть напряжением, при котором происходит отпускание реле и замыкание размыкающих контактов, напряжением возврата – напряжение, при котором якорь реле притягивается к полюсам электромагнита и происходит заиыкание замыкающих контактов. Коэффициент возврата, равный отношениию напряжения возврата к напряжению срабатывания, в данном случае больше единицы. Среди реле, к которым подводится одна электрическая величина, наибольшее распространение получили электромагнитные (реле тока, напряжения, промежуточные реле, реле времени). Схема, поясняющая работу электромагнитного реле, изображена на рисунке 2. Электромагнитные реле имеют разомкнутый магнитопровод 1 , на котором размещена обмотка 2 с числом витков wр и подвижной стальной якорь 3, удерживаемый в крайнем положении противодействующей пружиной 4.

Рисунок 2 – Схема, поясняющая работу электромагнитного реле.

1 - магнитопровод; 2-обмотка; 3-стальной подвижный якорь; 4-пружина; 5-изоляционная колодка; 6-подвижные контакты; 7-неподвижные контакты.

На якоре имеется изоляционная колодка 5. На ней установлены подвижные контакты 6, которые при перемещении якоря замыкаются с неподвижными контактами 7. Ток Iр в обмотке реле создает намагничивающую силу Ipwp, под действием которой в магнитопроводе возникает магнитный поток Ф, замыкающийся через магнитопровод 1, якорь 3, воздушный зазор δ. Этот магнитный поток создает электромагнитную силу Fэ, которая стремится притянуть якорь к магнитопроводу, чему препятствует пружина 4, тормозное усилие Fт которой суммируется с силой трения в осях.

Электромагнитная сила определяется по формуле

Fэ=кФ2=к'·Iр2, (1)

где к и к' – коэффициенты пропорциональности;

Ф – магнитный поток;

Iр – ток в обмотке реле.

В процессе притяжения якоря уменьшается зазор, увеличивается поток Ф и электромагнитная сила Fэ , создающая вращающий момент

Мв= Fэ·lэ, (2)

где lэ – плечо силы Fэ.

Тормозное усилие Fт создает тормозной момент

Мт= Fт·lт, (3)

где lт – плечо силы Fт.

Для срабатывания реле необходимо соблюдение условия

Мв≥Мт. (4)

Регулирование тока срабатывания можно осуществлять путем изменения момента Мт, регулируя натяжение пружины или момента Мв, изменяя число витков обмотки 2 с помощью отпаек.

Если по обмотке реле проходит переменный ток, то мгновенное значение вращающего момента имеет постоянную составляющую и переменную составляющую, изменяющуюся с двойной частотой. Их сумма образует результирующий вращающий момент, который является пульсирующим. Тормозной момент Мт пружины имеет неизменное значение. В моменты, когда Мэ > Mт якорь стремится притянуться, а в моменты, когдаМэ < Мт-отпасть.

Рисунок 3 - Общий вид электромагнита реле напряжения

1 – П-образный шихтованный сердечник; 2 – Г-образный якорь; 3 – упорный винт; 4 – противодействующая спиральная пружина; 5 – указатель уставки; 6 – шкала реле; 7 – полый барабанчик с радиальными перегородками внутри; 8 – бронзовая пластинка; 9 – вкладыш; 10 – рамка-основание

.

Магнитная система реле состоит из П-образного шихтованного сердечника 1 и Г-образного якоря 2. В сердечнике электромагнита под катушками имеются вырезы, предназначенные для снижения вибрации подвижной системы при больших и несинусоидальных токах. Катушки реле напряжения выполнены проводом диаметром 0,1 – 0,25 мм с числом витков от 2 до 14 тысяч и рассчитаны на длительное подключение к цепям, напряжение которых соответствует номинальному напряжению реле. Положение якоря фиксируется упорными винтами 3, закреплёнными контргайками или пружинными пластинками для предохранения от самоотвинчивания. Якорь реле удерживается в начальном положении с помощью противодействующей спиральной пружины 4, один конец которой связан с якорем, а другой – с указателем уставки 5. Необходимое положение указателя определяется по делениям, нанесённым на шкале реле 6. К якорю приклёпаны опорная скоба и пластмассовая колодка с двумя подвижными мостиковыми контактами из серебра. К верхней части скобы приклёпан полый барабанчик 7 с радиальными перегородками внутри, полость барабанчика заполнена просушенным кварцевым песком. Между барабанчиком и опорной скобой помещается шайба с узким центральным отверстием и бронзовая пластинка 8, служащая опорной плоскостью для подвески подвижной системы реле. Подвижная система в верхней части опирается бронзовой пластинкой на штифт из нержавеющей стали со сферическим концом, укреплённый во вкладыше 9 на рамке-основании 10 и проходящий через отверстия в опорной скобе и шайбе.

Рисунок 4 – Схема внутренних соединений реле.

С целью снижения потребляемой мощности и вибрации подвижной системы обмотка реле из двух последовательно соединенных катушек подключается к контролируемой цепи через выпрямительный мост ВМ и добавочные резисторы R1 и R2. Включение обмотки реле через выпрямитель позволило более полно использовать железо электромагнита и поставить более сильную противодействующую пружину. Реле имеет два диапазона уставок. В диапазоне меньших уставок обмотка реле подключается к контролируемой цепи через добавочный резистор R1, в диапазоне больших уставок - через последовательно соединенные добавочные резисторы R1 и R2. Размещение добавочных резисторов в цепи переменного тока позволило снизить обратное напряжение на диодах выпрямительного моста до нескольких вольт. При включении реле на напряжение индуктивность обмотки тормозит нарастание тока в первый момент после включения сопротивление обмотки очень велико и к диодам выпрямительного моста прикладывается обратное напряжение, подаваемое на реле. У реле на номинальное напряжение 400 В это амплитудное значение превышает допустимое для диодов значение. Для устранения опасности пробоя диодов обмотка реле на номинальное напряжение 400 В шунтируется конденсатором небольшой емкости. Сопротивление незаряженного конденсатора в первый момент после включения очень мало, вследствие чего обратное напряжение на диодах снижается до безопасной для них величины.

Таблица 1 – Технические данные реле РН-54/320

Коэффициент возврата реле 1,25. Время замыкания замыкающего контакта не более 0,15 с при снижении напряжения до 0,8 Uр.сраб и не более 0,1 с при снижении напряжения до 0,5 Uр.сраб. Время размыкания размыкающего контакта при сбросе напряжения от 1,1 Uном до 0,8 Uр.сраб не более 0,05 с.

3. Реле времени ЭВ-122

Реле времени серии ЭВ-122 применяются в семах релейной защиты и противоаварийной автоматики на оперативном постоянном токе для создания регулируе­мой с заданной точностью выдержки времени при сраба­тывании и обеспечения определенной последовательности работы элементов схемы. Выдержка времени создается часовыми механизмами серии 213ЧП, специально раз­работанными для этой цели. Принцип устройства и работы часового механизма реле времени показан на рисунке 5.

Рисунок 5 – Часовой механизм реле времени

1-анкерная шерстня; 2-храповая шерстня; 3-Г-образная храповая пружина; 4-анкерная скоба; 5-грузики; 6-коромысло; 7а, 7б-пальцы анкерной скобы; 8-трубка.

Под воздействием ведущей пружины, которая заводится пусковым устройством реле времени (на рисунке 5 не показаны), ведущая шестерня начинает вращаться в направлении, указанном стрелкой. Ее вращение передается на трубку 8, с которой жестко связана храповая шестерня 2, имеющая косые зубья. При вращении по часовой стрелке зубья храповой шестерни зацепляются за выступ Г-образной храповой пружины 3 и тянут ее и связанную с ней анкерную шестерню 1. Непосредственной связи между храповой и анкерной шестернями нет. Анкерная шестерня 1 образует с анкерной скобой 4 так называемый анкерный или спусковой механизм, создающий выдержку времени. В показанный на рисунке 5 момент палец анкерной скобы 7а вошел между зубьями анкерной шестерни и остановил ее. Вместе с анкерной шестерней остановятся храповая шестерня 2, трубка 8, ведущая шестерня и ее ось, на которой она укреплена вместе с подвижным контактом реле времени. Палец 7а, остановив анкерную шестерню, сам получает удар, вследствие чего анкерная скоба 4 поворачивается на своей оси, выводит палец 7а из зубьев анкерной шестерни и освобождает ее. При этом анкерная шестерня и сцепленная с ней храповая шестерня, трубка, ведущая шестерня и подвижный контакт свободно поворачиваются до тех пор, пока анкерная скоба не повернется и введет свой второй палец 7б между зубьями анкерной шестерни, чем вновь остановит ее.

Таким образом, движение анкерной шестерни и, следовательно, подвижного контакта происходит не непрерывно, а прерывисто. Скорость вращения анкерной шестерни, от которой зависит выдержка времени реле, определяется моментом инерции анкерной скобы, величину которого можно регулировать изменением положения грузиков 5 на коромысле 6. При удалении грузиков от центра коромысла время действия реле увеличивается, а при приближении — уменьшается.

При снятии с обмотки реле напряжения оперативного тока оно мгновенно возвращается в исходное положение возвратной пружиной реле. При возврате реле ведущая шестерня, трубка и храповая шестерня вращаются в обратном направлении. При этом зубья храповой шестерни скользят скошенной поверхностью по выступу храповой пружины, не зацепляясь за него. Благодаря этому анкерная шестерня остается неподвижной и, следовательно, часовой механизм не препятствует мгновенному возврату реле в исходное положение

Устройство реле времени типа ЭВ-122 показано на рисунке 7 . В этом реле времени ведущая пружина 8 нормально растянута (заведена) и удерживается в таком положении тем, что палец 4 упирается в верхнюю часть якоря 2. При подаче напряжения на обмотку реле 1 якорь 2, втягиваясь, сжимает возвратную пружину 3 и освобождает палец 4. Благодаря этому под воздействием освобожденной ведущей пружины 8 зубчатый сектор 9, укрепленный на оси 12, начинает вращаться и вращать сцепленную с ним шестерню 7, которая в свою очередь вращает валик с укрепленной на нем контактной траверсой 10.

В самом начале вращения валика происходит его сцепление с ведущей шестерней 5 посредством фрикционного устройства 11 на оси 6, которое в данной конструкции реле выполняет функции храповой шестерни и храповой пружины . Ведущая шестерня 5 через трубку 13 и промежуточные шестерни 14 и 15 связана с часовым механизмом 16, 17, 18, имеющим устройство, аналогичное рассмотренному на рисунке 5. Часовой механизм обеспечивает движение контактной траверсы 10 с определенной скоростью.

Рисунок 7 – Устройство реле времени

1-обмотка реле; 2-якорь; 3-возвратная пружина; 4-палец; 5-ведущая шерстня; 6,12-ось; 7-шерстня; 8-ведущая пружина; 9-зубчатый сектор; 10-контактная траверса; 11-фрикционное устройство; 13-трубка; 14,15-промежуточные шерстни; 16,17,18-часовой механизм; 19-переключающие контакты мгновенного действия; 20-подвижные контакты; 21-неподвижные контакты; 22-проскальзывающий контакт.

Поэтому выдержка времени от начала работы реле до замыкания его контактов зависит от расстояния между начальным положением подвижного контакта 20 и неподвижными контактами 21 или проскальзывающими контактами 22, которые для изменения уставок можно перемещать по шкале реле.

Кроме контактов с регулируемой выдержкой времени, реле времени имеют переключающие контакты мгновенного действия 19. Переключение мгновенных контактов происходит при втягивании якоря.

Реле имеет сильную возвратную пружину, рассчитан­ную на завод часового механизма, поэтому обмотка электромагнита потребляет значительную мощность и может подключаться к источнику напряжения лишь на непродолжительное время. Для облегчения режима ра­боты управляющих контактов у реле на номинальное на­пряжение 110 и 220 В параллельно катушкам электро­магнитов подключен искрогасительный контур из после­довательно соединенных резистора и конденсатора. В тех случаях, когда требуется продолжительное пребыва­ние обмотки реле под напряжением, после втягивания якоря последовательно с обмоткой вводится добавочный резистор, для чего используется размыкающий контакт мгновенного действия. Искрогасительный контур у таких реле не ставится.

Рисунок 8 – Схема внутренних соединений реле

Реле времени еще отличаются длительной или кратковременной термической устойчивостью контактной системы и наличием или отсутствием проскальзывающих контактов.

Для устранения искрообразования у управляющих контактов параллельно обмоткам электромагнита подключен искрогасительный контур, который состоит из резистора R и конденсатора С.

Реле времени выпускают на напряжения Uном = 24, 48, 110, 220 В с минимальной выдержкой времени  tс.р. min = 0,1 с и максимальной выдержкой времени tс.р. max= 20 с.

ЭВ-122 имеет различные исполнения, которые отличаются диапазоном выдержки времени.

Например, имеются диапазоны выдержки времени 0,1 – 0,3 с; 0,25 – 3,5 с; 0,5 – 9 с; 1 – 20 с.

Реле четко срабатывает при напряжении не менее Uр=0,7Uном. Мощность, потребляемая обмоткой реле – 60 Вт.

Таблица 2 – Технические данные реле ЭВ-122

3. Указательное реле РУ-21/220

Указательное реле РУ-21/220 применяется в цепях посто­янного тока схем защиты для указания о происходившем срабатывании устройств защиты, что облегчает последу­ющий анализ действия защит и определение характера повреждения.

Рисунок 9 - Общий вид (а) и схема внутренних соединений (б) реле

1– цоколь; 2 – катушка; 3 – якорь; 4 – зуб защёлки; 5 – контактные мостики; 6 – указательный диск с грузом; 8 – скоба контактно-указательного устройства; 9 – колодка неподвижных контактов; 10 – планка; 12 – противодействующая пружина; 13 – скоба; 14 – возвратная пружина.

Электромагнит реле состоит из скобы 13, укреплен­ной на цоколе 1, сердечника с катушкой 2 и якоря 3, удерживаемого в начальном положении противодейст­вующей пружиной 12. К скобе электромагнита крепится скоба контактно-указательного устройства 8, на которой смонтированы колодка неподвижных контактов 9, пласт­массовый барабан и устройство возврата барабана в начальное положение. На пластмассовом барабане укреплены зуб защелки 4, контактные мостики 5 и ука­зательный диск с грузом 6. На указательном диске чер­ной эмалью нанесены три сектора. В передней стенке скобы 8 сделаны три секторных выреза, с которыми в на­чальном положении реле совпадают черные секторы на указательном диске, при этом в смотровое окно корпуса реле виден черный диск.

Принцип действия: при подаче тока на катушку 2 реле, выводы которой расположены на цоколе 1, сердечник притягивает якорь 3. При втягивании якоря электромагнита освобождает­ся зуб защелки барабана. Под действием груза на ука­зательном диске барабан вместе с диском поворачивает­ся, контактные мостики замыкают (или размыкают) не­подвижные контакты, а в вырезах передней стенки скобы 8 появляются светлые секторы указательного диска. Для наблюдения за положением диска передняя стенка кожуха делается прозрачной.

После снятия тока барабан возвращается в исходное положение с помощью возвратного устройства, состоя­щего из планки 10, возвратной пружины 14 и рычага, смонтированного на кожухе реле. При повороте рычага его конец давит на правый загиб планки 10, последняя перемещается и специальным выступом возвращает ба­рабан в начальное положение. После снятия усилия с рычага планка возвращается в исходное положение под действием возвратной пружины.

Корпус реле складывается из цоколя (служит основанием) и светопропускающей оболочки. Указательное реле содержит контактную группу, электромагнитную систему и флажок. Флажок посредством упора фиксируется от поворачивания, которое возможно только при срабатывании электромагнита. На флажке нанесены чёрные и белые полосы. При повороте флажка, в смотровое окошко попадает белый цвет, который зрительно воспринимается на чёрном фоне. Установка флажка и встроенных двух замыкающих контактов в исходное положение осуществляется вручную, при помощи кнопки на лицевой части кожуха.

Таблица 3 - Технические данные указательного реле

3. Промежуточное реле РП-255

Промежуточное реле РП-255 применяется в цепях постоянного тока схем защит и автоматики в тех случаях, когда требуется удержание якоря в притянутом положении при прохождении тока в одной из трех контролируемых цепей. Замедление при срабатывании и возврате у реле не предусмотрено.

Рисунок 10 - Общий вид промежуточного реле РП-255

1 – цоколь; 2 – пластмассовый кожух; 3 – скоба; 4 – рабочая катушка; 5 – возвратная пружина; 6 - траверс; 7 – контактные пластины; 8 – контактные угольники; 9 – контактные пружины; 10 – колодки; 11 – якорь; 12 – угольник; 13 – направляющие пластины; 14 и 15 – винты; 16 – медные демпфирующие шайбы; 17 – кольцо со стопорными винтами; 18 и 19 – винты.

Электромагнит реле состоит из скобы 3 с приклёпанным цилиндрическим сердечником и якоря 11. На сердечнике со стороны рабочего зазора размещена рабочая катушка 4 на пластмассовом каркасе. Ближе к цоколю реле размещены медные демпфирующие шайбы 16, обеспечивающие замедление реле при срабатывании. Катушка и шайба удерживаются на сердечнике кольцом 17 со стопорными винтами. Якорь крепится к скобе с помощью угольника 12. Ход якоря регулируется винтами 14 и 15, положение винтов фиксируется контргайками. Винтами 19 к верхней части скобы крепятся колодки 10 контактной системы. Неподвижные контакты приварены к контактным угольникам 8, прикреплённым к контактным колодкам винтами 18. Эти же винты служат для присоединения внутренних монтажных проводов. Подвижные контактные пластины 7 смонтированы на траверсе 6, их положение фиксируется контактными пружинами 9, обеспечивающими провал контактов. Концы траверсы скользят в отверстиях направляющих пластин 13. На задний конец траверсы надета возвратная пружина 5, упирающаяся в направляющую пластину и выступ на траверсе; на передний конец траверсы непосредственно воздействует якорь электромагнита. Электромагнит вместе с контактной системой крепится с помощью стального угольника к цоколю 1 и закрывается пластмассовым кожухом 2. Конструкция реле позволяет снимать его с цоколя и использовать в качестве элемента различных комплектных устройств.

Рисунок 10 – Схема внутренних соединений

В соответствии с назначением реле имеет одну рабочую обмотку напряжения, намотанную на пластмассовом каркасе и расположенную рядом с рабочим зазором, и три действующие независимо друг от друга, удерживающие токовые обмотки, намотанные на укороченном пластмассовом каркасе и расположенные со стороны цоколя. Реле имеет пять замыкающих контактов, три из которых включены последовательно в цепь удерживающих обмоток.

Реле выпускается на номинальное напряжение рабочей обмотки 24, 48, 110 или 220 В, номинальный ток удерживающих обмоток 1, 2, 4 и 8А.

Напряжение срабатывания реле при отсутствии тока в удерживающих обмотках не превышает 70% от номинального, напряжение возврата – не менее 5% от номинального.

Ток удерживания любой удерживающей обмотки при отсутствии напряжения на рабочей обмотке не превышает 80% от номинального.

Время срабатывания реле при номинальном напряжении не превышает 0,05с.

Все обмотки намотаны проводом ПЭВ-2.

Таблица 4 – Данные обмоток напряжения

Таблица 5 – Данные обмоток тока

studfiles.net

Смотрите также

• 
  Психология инвалидности реферат
• 
  Правовое мышление реферат
• 
  Полупрезидентская республика реферат
• 
  Политический консалтинг реферат
• 
  Пломбирование зубов реферат
• 
  Платон менон реферат
• 
  Пирометры излучения реферат
• 
  Пальма мерцалова реферат
• 
  Онлайн редактор рефератов
• 
  Нургуш заповедник реферат
• 
  Несъемная опалубка реферат