РЕЛЕ ЧАСУ З ЕЛЕКТРОМАГНІТНИМ СПОВІЛЬНЕННЯМ

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ РЕЛЕ ЧАСУ

У схемах захисту й автоматики часто потрібно витримка часу між спрацьовуванням двох чи декількох апаратів. При автоматизації технологічних процесів також може виникнути необхідність у визначеній часовій послідовності операцій. Для створення витримки часу служать електричні апарати, називані реле часу.

Загальними вимогами для реле часу є:

а) стабільність витримки часу при коливаннях напруги, частоти живлення, температури довкілля і впливі інших факторів;

б) малі споживана потужність, маса і габарити. Повернення реле у вихідне положення відбувається, як правило, при його знеструмленні. Тому коефіцієнт повернення може бути дуже низьким.

У залежності від призначення до реле часу пред'являються різні специфічні вимоги. Для схем автоматичного керування електроприводом при великій частоті включень вимагаються реле з високою механічною зносостійкістю - до (5 - 10) ×10⁶ спрацьовувань. Необхідні витримки часу знаходяться в межах 0,25 - 10 с. До цих реле не пред'являються вимоги щодо високої стабільності витримки часу. Розкид часу спрацьовування може досягати 10%. Реле повинні працювати у виробничих умовах при наявності інтенсивних механічних впливів.

Реле для захисту енергосистем повинні мати велику точність витримки часу. Ці реле працюють відносно рідко, тому до них не пред'являються особливі вимоги щодо зносостійкості. Зносостійкість реле часу захисту порядку (5 -10)×10³ спрацьовувань. Витримки часу таких реле складають 0,1 - 20 с.

Для автоматизації технологічних процесів необхідні реле з великою витримкою часу - від декількох хвилин до декількох годин. У цьому випадку, як правило, використовуються моторні реле часу. В даний час створені також напівпровідникові реле з таким же великим діапазоном витримки часу (див. § 12.4).

а) Будова реле і вплив різних факторів на його роботу. Принцип електромагнітного сповільнення розглянутий у § 5.7. Конструкція реле з таким сповільненням типу РЭВ-800 (рис. 10.1) містить П-подібний магнітопровід 1 і якір 2 з немагнітною прокладкою 3. Магнітопровід закріплюється на плиті 4 за допомогою литого алюмінієвого цоколя 5, на якому встановлюється контактна система 6.

На магнітопроводі встановлена намагнічувальна обмотка 7 і короткозамкнута обмотка у вигляді овальної гільзи 8. Зусилля поворотної пружини 9 змінюється за допомогою регулювальної гайки 10, що фіксується шплінтом.

Рис. 10.1. Реле часу з електромагнітним сповільненням

Для одержання великої витримки часу при відпусканні необхідна висока магнітна провідність робочого і паразитного проміжків у замкнутому стані магнітної системи (див. § 5.7). З цією метою всі дотичні деталі магнітопровода і якоря ретельно шліфуються. Литий алюмінієвий цоколь створює додатковий короткозамкнутий виток, що збільшує витримку часу.

У реальних магнітних матеріалів після відключення обмотки намагнічування потік спадає до Ф_ост, що визначається властивостями матеріалу магнітопроводу, геометричними розмірами магнітного кола і магнітною провідністю робочого проміжку (див. § 5.8). Чим менша коерцетивна сила магнітного матеріалу при заданих розмірах магнітного кола і магнітної провідності робочого проміжку, тим нижча залишкова індукція, а отже, і залишковий потік. При цьому зростає найбільша витримка часу, що може бути отримана від реле. Застосування сталі з низьким значенням Н_с дозволяє збільшити витримку часу.

Витримка часу при відпусканні для насиченої магнітної системи з короткозамкнутим витком чи обмоткою може бути знайдена за допомогою формули (5.90):

чи (10.1)

де w - кільксть витків короткозамкнутої обмотки; R - її опір; i - струм у короткозамкнутій обмотці; Ф_отп - значення магнітного потоку, при якому відбувається відпускання якоря; Ф_о - стале значення магнітного потоку в магнітопроводі при включеній обмотці; i₁w₁ - МРС первинної обмотки. Можна показати, що для одержання великої витримки часу матеріал магнітопроводу повинен мати високу магнітну проникність на ненасиченій ділянці кривої намагнічування.

б) Схеми вмикання реле. Час спрацьовування реле з електромагнітним сповільненням дуже малий, тому що постійна часу мала через великий початковий робочий проміжок, і рушання реле відбувається при малому значенні МРС обмотки. МРС рушання значно менша сталого значення. Цей час складає 0,05 - 0,2 із при наявності короткозамкнутого витка і 0,02 - 0,05 із при його відсутності. Таким чином, можливості електромагнітного сповільнення при спрацьовуванні дуже обмежені. Тому використовуються спеціальні схеми включення електромагнітних реле (мал. 10.2).

Рис. 10.2. Схеми включення реле з витримкою часу

Якщо необхідна велика витримка часу при замиканні контактів, то доцільна схема з проміжним реле К (мал. 10.2,а). Обмотка реле часу КТ увесь час підключена до напруги через роз’єднувальний контакт К реле. При подачі напруги на обмотку К реле розмикає свій контакт і знеструмлює реле КТ. Якір КТ відпадає, і його контакти, що розмикають, спрацьовують з необхідною витримкою часу, обумовлену часом спрацьовування реле К і часом відпускання реле КТ. У схемі мал. 10.2, б роль короткозамкнутого витка грає сама обмотка намагнічування, яка живиться через резистор R_доб. Напруга, прикладена до обмотки, повинна бути достатньою для насичення магнітного кола при притягнутому якорі. При замиканні керуючого контакту S обмотка реле закорочується і забезпечується повільний спад потоку в магнітному колі. Відсутність спеціальної короткозамкнутої обмотки дозволяє усе вікно магнітопроводу зайняти намагнічувальною обмоткою і створити великий запас по МРС. При цьому витримка часу незмінна при зниженні напруги живлення на обмотці до 0,5U_ном. Така схема широко застосовується в електроприводі. Обмотка реле включається паралельно ду ступіні пускового реостата в колі якоря. При закороченні цієї ступіні обмотка реле замикається, а його контакти з витримкою часу включають контактор, який шунтує наступну ступінь пускового реостата (рис. 7.18).

Застосування напівпровідникового вентиля також дозволяє використовувати реле без короткозамкнутого витка (мал. 10.2, в). При включенні обмотки струм через вентиль практично дорівнює кулю. При відключенні керуючого контакту S потік у магнітному колі спадає й в обмотці наводиться ЕРС із полярністю, зазначеною на рис. 10.2, в. При цьому через вентиль. протікає струм, обумовлений цією ЕРС, активним опором обмотки і вентиля й індуктивністю обмотки.

Для того, щоб прямий опір вентиля не приводив до зменшення витримки часу (росте активний опір короткозамкнутого кола), він повинно бути на один-два порядків нижчим від опору обмотки.

При будь-яких схемах обмотки реле живляться від джерела або постійного, або змінного струму з мостовою схемою випрямлення.

в) Регулювання витримки часу. Час спрацьовування реле можна плавно регулювати за допомогою поворотної пружини 9 (рис. 10.1). Зі збільшенням стискання цієї пружини збільшується електромагнітне зусилля, необхідне для рушання якоря й зумовлене потоком у магнітному колі. При більшому стиску пружини потік рушання зростає. Отже, зростає час рушання.

При розімкнутому магнітному ланцюзі постійна часу обмотки мала і максимальна витримка часу також незначний (близько 0,2 с). Витримка часу значно збільшується, якщо потік рушання близький до сталого значенню. Однак у цьому випадку реле працює на похилій частині кривої Ф(t), що викликає великі розкиди часу спрацювання.

Для одержання витримки часу 1 с і більше, необхідно використовувати відпускання якоря. Регулювання витримки реле при відпусканні може здійснюватися плавно і східчасто (грубо).

Плавне регулювання витримки часу здійснюється зміною зусилля пружини 11 (мал. 10.1). Ця пружина верхнім кінцем упирається в шайбу 14, що утримується шпилькою 15, закручену в якір реле. Нижній кінець пружини за допомогою спеціальної пластини 16 передає силу через два латунних штифти 12, що можуть вільно переміщатися в отворах якоря. Осі латунних штифтів 12 зміщені відносно осі пружини. У притягнутому положенні якоря 2 штифти 12 перемішаються нагору і пружина 11 додатково стискується. Пружина 11 створює основну силу, яка відриває якір від осердя. Початковий стиск пружини змінюється за допомогою гайки 13. Зі збільшенням сили пружини 11 електромагнітне зусилля, при якому відбувається відривання якоря, збільшується і зростає потік відпускання Ф_отп. При цьому час відпускання зменшується (рис. 10.3). Чим менша сила пружини, тим більша витримка часу. Слід зазначити, що при Ф_отп, близькому до Ф_ост, якір реле взагалі може не відпадати від осердя.

Рис. 10.3. Регулювання часу відпускання за допомогою пружини

Поворотна пружина 9 регулюється так, щоб забезпечити необхідне натискання роз’єднувальних контактів реле і чітке повернення якоря в положення, показане на рис. 10.1 (після того як якір відірветься від осердя).

Грубе регулювання витримки часу здійснюється зміною товщини d немагнітної прокладки. Оскільки при притягнутому якорі магнітне коло насичене, товщина немагнітної прокладки мало впливає на величину сталого потокуі. Зі зменшенням товщини немагнітної прокладки (d₂<d₁) зростає індуктивність котушки при ненасиченому магнітопроводі і зменшується швидкість спадання магнітного потоку. У результаті при незмінному зусиллі пружини 11 (рис. 10.1) витримка часу збільшується (рис. 10.4). Товщину немагнітної прокладки не рекомендується брати менше 0,1 мм. У протилежному випадку при повторно-короткочасному режимі роботи якір розклепує немагнітну прокладку і товщина її зменшується, що веде до зміни витримки часу. При товщині прокладки d³0,1 мм цим явищем можна знехтувати.

Рис. 10.4. Регулювання часу відпускання

зміною немагнітного зазору

Слід зазначити, що електромеханічні реле часу досить прості по конструкції і мають високі ударо-, вібро- і зносостійкістю. Допустима кількість вмикань сягає 600 на годину. Вони можуть використовуватися в схемах автоматики й електропривода як реле струму, напруги і проміжні. Коефіцієнт повернення їхніх низький і становить 0,1 - 0,3. Короткозамкнуті витки створюють електромагнітне сповільнення як при притяганні, так і при відпусканні якоря. Тому струмові реле з короткозамкнутим витком не реагують на короткочасні перевантаження. При короткочасних перевантаженнях МРС обмотки пропорційна цим перевантаженням.

Потік у магнітопроводі наростає з постійної часу Т_к, обумовленої параметрами короткозамкнутого витка L_к/R_к. Якщо перевантаження короткочасне і її тривалість t_пер<t_ср, то потік до моменту t_пер не досягне значення потоку спрацьовування і якір залишиться нерухомим. Якщо t_пер>t_ср, то реле спрацює. Таким чином, запобігається відключення навантаження (двигуна) при великих, але короткочасних струмових перевантаженнях, безпечних для двигуна.

Промисловістю випускаються численні модифікації реле з електромагнітним сповільненням і витримкою часу при відпусканні 0,3 - 5с. Сучасні реле мають один чи два уніфікованих контактних вузли. Кожен вузол має один замикальний і один розмикальний контакти з загальною точкою. Постійний струм включення контактів складає 10 А при напрузі 110 В і 5А при 220 В. Струм відключення для індуктивного навантаження (котушки реле, контакторів) складає 0,2, для активної 0,5 А.

Читайте також:

РЕЛЕ ЧАСУ З МЕХАНІЧНИМ СПОВІЛЬНЕННЯМ

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
На прикладі інтегрованого середовища Delphi	\|	На прикладі інтегрованого середовища Delphi

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.007 сек.