Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция






Магнітоелектричні, електродинамічні і феродинамічні реле

Магнітоелектричне релеце електромеханічне реле, робота якого заснована на взаємодії магнітного поля постійного магніту зі струмом в обмотці, підведеним ззовні.

На рис. 6.1, а схематично зображена одна з конструкцій такого реле. Його магнітна система складається з постійних магнітів 1 і 3, осердя 2 і ярма 4. У робочих проміжках d обертається рамка 5 з намотаною на неї обмоткою. Струм до обмотки від зовнішнього джерела підводиться спіральними проводами (не показані на рис. 6.1), що служать також поворотними пружинами. При відсутності струму в обмотці вони створюють момент, що утримує рухомий контактний елемент (КЕ) 6 замкнутим з нерухомим КЕ 7.

Рис. 6.1. Принципова схема магнітоелектричного реле

При допущенні рівномірності магнітного поля в робочих проміжках з урахуванням закону Ампера випливає, що обертовий момент, який діє на обмотку, визначається за формулою

, (6.1)

де r, l, w – середній радіус, активна довжина і кількість витків обмотки в робочому проміжку відповідно; В – складова магнітній індукції, спрямована вздовж радіуса r; iз – струм в обмотці від зовнішнього джерела; Ред – електродинамічна сила, що діє на активну довжину обмотки (рис. 6.1).

Магнітна індукція В, строго кажучи, залежить від кута a переміщення рамки (рис. 6.2, а), що випливає з аналізу розподілу ліній магнітної індукції, показаних на рис. 6.1. Відповідно від кута a залежить і обертовий момент. Однак при малих відхиленнях рамки від вертикального положення (від –aр до + aр на рис. 6.2, а) можна прийняти В=соnst і вважати, що

, (6.2)

де .

З (6.2) випливає, що магнітоелектричні реле можуть працювати тільки на постійному струмі.

Припустимо, що при струмі із, рівному значенню рушання (із.тр), рух рамки починається з a=0 (рис. 6.1). Тоді вираз для механічного протидіючого моменту спіральних струмопровідних пружин має вигляд

, (6.3)

де с – жорсткість пружин; a0 – кут, що відповідає їхньому попередньому розтягу від a=–a0 до кута рушання aтр=0, що необхідний для створення сили контактного натискання між КЕ 6 і 7 при відсутності струму iз (рис. 6.1).

Рис. 6.2. Деякі характеристики магнітоелектричного реле:

а – залежності магнітної індукції В і обертового моменту Моб від кута a при i=const; б – залежність кута статичного повороту рамки від зміни струму в обмотці; в – криві динамічної зміни кута повороту рамки при трьох режимах роботи реле: 1 – коливальному, 2 критичному, 3 --аперіодичному; г – залежності часу спрацювання реле від коефіцієнта запасу за струмом спрацювання (нумерація кривих відповідає рис. 6.2, в)

Зневажаючи тертям у підшипниках осей обертання О і О' рамки (рис. 6.1, б) і провалом контактів, для статичного режиму переміщення рамки одержимо

, (6.4)

Знак мінус у (6.3) і (6.4) показує, що напрямок Моб протилежний до додатного напрямку Моб.

З (6.2) – (6.4) у межах переміщення рамки:

a = кмеізш/c – a0, (6.5)

що ілюструється рис. 6.2, б, на якому значення aспр і iзш.ср відповідають спрацюванню реле (замикання КЕ 6 і 8 при збільшенні струму в рамці), а значення aп і iзш.п – поверненню реле (замикання КЕ 6 і 7 при зменшенні струму).

У динамічному режимі крім Моб і Ммх на рамку діють заспокійливі гальмівні моменти, зумовлені струмами, індукованими у витках обмотки й у рамці (якщо остання виконана з металу), вихровими струмами в товщі провідника обмотки, а також тертям до повітря.

Електрорушійна сила, індукована у витках обмотки при її русі в магнітному полі постійних магнітів, визначається за формулою

. (6.6)

Якщо зневажити розмірами поперечного перерізу рамки з обмоткою і довжиною робочого проміжку d у порівнянні із середнім радіусом r обмотки (рис. 6.1), прийняти, що лінії індукції в робочих проміжках перпендикулярні до поверхні осердя і що , то потокозчеплення y можна розрахувати за формулою

. (6.7)

З (6.6) і (6.7) при В=соnst одержуємо

.

Струм в обмотці, обумовлений цією ЭРС при допущенні чиста активного характеру кола,

, (6.8)

де R – опір обмотки; Rвшопір зовнішнього кола з урахуванням опору джерела.

Заспокійливий момент, зумовлений струмом і, можна знайти, використовуючи формулу (6.2):

(6.9)

де – коефіцієнт заспокоєння рамки від дії струму, індукованого в обмотці.

Оскільки моменти від струмів, індукованих у металевій рамці, від вихрових струмів, індукованих у товщі провідника обмотки, і момент, зумовлений тертям до повітря, також пропорційні , то дію всіх заспокійливих моментів можна характеризувати величиною , де – сумарний коефіцієнт заспокоєння рамки.

Таким чином, для динамічного режиму роботи можна записати

, (6.10)

де J – момент інерції рамки з обмоткою.

Аналіз цього виразу [6] показує, що в залежності від значення коефіцієнта реле може працювати в трьох режимах, ілюстрованих кривими a=f(t) на рис. 6.2, у: коливальному (крива 1), критичному (крива 2) і аперіодичному (крива 3). На рис. 6.2, у aуст позначає стале значення кута a після заспокоєння рамки у випадку вилученого КЕ 8 (див. рис. 6.1), а tр – час рушання.

Знаючи aср, kме, куS, J, с і ЭРС eзн джерела живлення обмотки, використовуючи (6.10) і приймаючи , можна знайти час tcp спрацьовування реле. Цей час знижується з ростом коефіцієнта кз запасу за струмом спрацьовування ізш.ср (рис. 6.2, г).

Розрахунок динамічних характеристик реле істотно ускладнюється при врахуванні власної індуктивності обмотки, взаємоіндуктивності обмотки з металевою рамкою і провалу контактів.

Магнітоелектричні реле з рухомою рамкою високочутливі (мінімальна потужність спрацювання досягає 10–10 Вт), однак час їхнього спрацювання порівняно великий (порядку 0,1 с). До магнітоелектричного можна віднести магнітогідродинамічні реле, у яких рухомим струмопроводом є рідкий метал, наприклад, ртуть.

Електродинамічне реле відрізняєтьсявідмагнітоелектричного реле тільки тим, що в них замість постійного магніту застосовується обмотка зі струмом.

Феродинамічне реле – це електродинамічне реле, у якому взаємодія двох систем провідників зі струмом підсилюється наявністю феромагнітних деталей.

Принцип дії феродинамічного реле ілюструється на рис. 6.3. На полюси магнітопроводу 1 намотана обмотка 2, по якій проходить постійний струм І1. Симетрично між полюсами знаходиться феромагнітне осердя 3. У робочих проміжках розміщається рамка з обмоткою 4. Припротіканні по обмотці 4 постійного струму І2 його взаємодія з магнітним полем, створюваним у робочих проміжках обмоткою 2, викликає поворот рамки, напрямок якого визначається за правилом лівої руки.

Рис. 6.3. Принципова схема феродинамічного реле

При допущенні лінійності магнітної системи і рівномірності поля в робочих проміжках обертовий момент, що діє на обмотку 4,

, (6.11)|

де кфд – коефіцієнт пропорційності.

Якщо обмотки живляться синусоїдальним змінним струмом і , то при казаних допущеннях миттєве значення обертового моменту

, (6.12)

де j – кут зсуву фаз між струмами.

Аналіз формули (6.12) показує, що обертовий момент феродинамічного реле при живленні обмоток змінним струмом має як змінну, так і постійну складові. Середнє значення обертового моменту за період Т

. (6.13)

Таким чином, феродинамічні реле можуть працювати як на постійному, так і на змінному струмі.

З (6.13) випливає, що феродинамічна система може використовуватися для створення реле зсуву фаз. На її основі може бути створене також реле потужності, якщо через одну з обмоток пропускати струм навантаження, а через іншу – струм, пропорційний до прикладеної до навантаження напруги.

 

Электромеханические аппараты автоматики: Учеб. для вузов по спец. «Электрич. аппараты» / Б. К. Буль, О. Б. Буль, В. А. Азанов, В. Н. Шоффа. – М.: Высш. школа, 1998. – 303 с. (с. 124 – 129)




Переглядів: 2095

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Характеристики пружин і формули для їхнього розрахунку | 

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.005 сек.