Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Топ:
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Интересное:
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Дисциплины:
2021-05-28 | 25 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Для построения электромагнитных реле обычно используют следующие электромеханические системы: с втягивающимся якорем (рис. 2.1, а); с поворотным якорем (рис. 2.1,б); с поперечным движением якоря (рис. 2.1, в). Действие таких реле основано на притяжении стального подвижного якоря 2 к электромагниту 1, по неподвижной 3 и подвижной 4 частей. Подвижная часть связана с якорем реле. При отсутствии тока в обмотке 6 якорь удерживается в исходном положении противодействующей пружиной 5 с усилием FП, при этом контакт реле разомкнут.
При прохождении по обмотке реле тока возникает магнитный поток Ф, замыкающийся через магнитопровод электромагнита, воздушный зазор и якорь. При этом создается электромагнитная сила FЭ , стремящаяся притянуть якорь реле к электромагниту — обусловить действие реле:
FЭ = 0,5IР2ωP2(dλ/dl) (2.1)
Где λ — магнитная проводимость; l — длина силовой магнитной линии, м; ωP — число витков обмотки реле.
Выражение (2.1) является общим для всех конструкций электромагнитных реле. У реле с поворотным якорем магнитное поле в воздушном зазоре практически можно считать равномерным. При этом магнитную проводимость, которую в основном определяют длиной воздушного зазора δ и площадью его сечения S, с достаточной точностью можно принять равной 4πS/δ. Так как при движении якоря сокращается зазор, то dl = - dδ, при этом
dλ./(dl) = - dλ/dδ = 4πS/δ2 (2.2)
Подставляя (2.2) в выражение (2.1), можно найти
FЭ = 2 πS ωP2IР2/δ2 = k IР2/ δ2. (2.3)
Для действия реле необходимо, чтобы на всем пути перемещения якоря от начального положения (зазор δН), в конечное положение (зазор δК) выполнялось условие
|
FЭ.Д > FП + FТ = FМ.Д, (2.4)
где fТ — сила трения, Н.
Минимальное значение тока IР, при котором соблюдается условие (2.4), является током действия реле IД.Р . Отпускание якоря, т. е. возврат реле в начальное состояние, может произойти, если на всем пути от δК до δН сохраняется условие FЭ.О < FП — FТ = FМ.О .
На рис. 2.2 изображены совмещено механические характеристики реле с поворотным якорем с учетом сил трения при действии (FМ.Д) и при отпускании (FМ.О) и соответственно электромагнитные характеристики (FЭ.Д и FЭ.О), построенные для тока действия IД.Р и тока отпускания IО.Р — максимального тока в обмотке реле, при котором оно переходит в начальное состояние.
Отношение тока отпускания к току действия характеризуется коэффициентом отпускания
k0 = IО.Р / IД.Р . (2.5)
Исходя из требований чувствительности измерительных органов желательно иметь k0 ≈ 1.
Электромагнитные характеристики (см. рис. 2.2) построены при условии, что ток IР при перемещении якоря и уменьшении зазора δ, несмотря на возрастание индуктивного сопротивления обмотки реле, остается неизменным. Это справедливо для реле тока, у которых ток не зависит от параметров электромагнита, а определяется источником тока, каковым является измерительный трансформатор тока. Если обмотка реле подключается к измерительному трансформатору напряжения, являющемуся источником ЭДС, то вместе с изменением индуктивного сопротивления обмотки изменяется и ток IР, а электромагнитная сила FЭ остается практически неизменной, так как изменение зазора δ компенсируется соответствующим изменением тока. Действие реле (притягивание якоря) не осуществляется. Поэтому обмотка реле напряжения выполняется с преобладанием активного сопротивления или последовательно с обмоткой включается резистор с относительно большим сопротивлением. При этом ток в обмотке реле при движении якоря практически не изменяется, а электромагнитная сила возрастает и действие реле обеспечивается.
|
В качестве измерительных реле обычно применяются максимальные реле тока и напряжения и минимальные реле напряжения. Действие или отпускание реле, при котором оно выполняет предназначенные ему функции в автоматическом устройстве, называется срабатыванием реле. Максимальные реле выполняют свои функции при возрастании тока или напряжения. Поэтому их срабатывание совпадает с действием и ток или напряжение действия соответственно называют током Iс.р или напряжением Uc.р срабатывания реле. При этом ток и напряжение отпускания называют током Iв.р и напряжением Uв.р возврата реле, а коэффициент отпускания (2.5) — коэффициентом возврата kВ, который всегда меньше единицы. Минимальное реле напряжения выполняет свою функцию в автоматическом устройстве при снижении напряжения. Поэтому его срабатывание совпадает с отпусканием. Напряжение срабатывания минимального реле равно напряжению отпускания, а напряжение возврата равно напряжению действия. Поэтому значение коэффициента возврата минимального реле напряжения равно обратному значению коэффициента возврата максимального реле и всегда больше единицы.
После притягивания якоря реле к электромагниту в связи с различным характером изменения электромагнитной и механической характеристик на подвижную часть реле действует избыточная сила Fизб. Значение kВ тем существеннее отличается от единицы, чем больше избыточная сила. С другой стороны, с ростом избыточной силы повышается надежность работы замыкающих контактов реле. Поэтому избыточная сила должна быть достаточной для надежной работы контактов, но не слишком большой, чтобы не влиять значительно на коэффициент возврата. Эти условия удовлетворяются при использовании П-образной магнитной системы с поперечным движением якоря (см. рис. 2.1, в). На ее основе отечественной промышленностью выпускаются измерительные реле тока и реле напряжения.
Из выражения (2.3) следует, что электромагнитный принцип можно использовать для выполнения как реле постоянного, так и реле переменного тока, так как мгновенное значение электромагнитной силы Fэi пропорционально квадрату тока и, следовательно, не зависит от его знака. При линейной зависимости между потоком Ф и током IР значение Fэi пропорционально квадрату мгновенного значения потока Фi, т.е. Fэi = k'Фi2. Для синусоидального тока
|
Фi = Фmsinωt и Fэ i = k'(Фmsinωt)2. (2.6)
С учетом того, что sin2ωt = 0,5(1 – cos2ωt), получается
Fэ i = 0,5 k'Ф2 – 0,5 k'Ф2 cos2ωt. (2.7)
Рис. 2.3. Зависимость мгновенных значений магнитного потока, электромагнитной и противодействующей сил от времени для электромагнитного реле переменного тока с одним (а) и двумя (б) магнитными потоками, смещенными по фазе
Рис. 2.4. Электромагнитное реле с двумя магнитными потоками, векторная диаграмма
Таким образом, мгновенное значение электромагнитной силы состоит из постоянной и переменной составляющих (рис. 2.3, а). В результате их сложения получается электромагнитная сила Fэi, изменяющаяся во времени с двойной частотой. При этом в некоторые моменты времени она становится меньше противодействующей силы fM, что вызывает вибрацию якоря. Для устранения вибрации необходимо, чтобы результирующая электромагнитная сила Fэi при изменении тока во времени оставалась все время больше противодействующей силы Fм. Этого можно достичь, например, при наличии двух электромагнитных сил Fэi1 и Fэi2, смёщенных относительно друг друга по фазе (рис. 2.3, 6). Результирующая электромагнитная сила Fэi, равная их сумме, изменяется во времени незначительно, оставаясь все время больше противодействующей силы.
Для получения двух электромагнитных сил необходимо иметь два магнитных потока Фi1 и Фi2, смещенных во времени. Обычно это достигается разделением потока в воздушном зазоре на два потока с помощью короткозамкнутого витка (рис. 2.4, а). При этом магнитный поток Ф1 отстает от потока Ф2 на угол ψ (рис. 2.4, б).
Для выполнения измерительного органа с двумя электрическими величинами можно использовать так называемую балансную электромагнитную систему с двумя катушками и подвижным якорем в виде коромысла.
|
Эта система производит сравнение квадратов абсолютных значений токов I1 и I2. На подвижную систему действуют в противоположные стороны электромагнитные силы
FЭ1 = k1 l12/ δ12 и FЭ2 = k2 l22/ δ22. (2.8)
Реле срабатывает, если Fэ1 > Fэ2 . В комплексной плоскости W граничная линия определяется условием W = Fэ1/Fэ2 = 1 и имеет вид окружности. Зона действия реле располагается вне окружности (см. рис. В.7,а).
Для релейной защиты, автоматики и телемеханики важными параметрами являются время срабатывания и время возврата реле, под которыми понимают интервал времени от момента достижения воздействующей величиной значений срабатывания или возврата соответственно до момента завершения срабатывания или возврата реле. У электромагнитных реле время срабатывания складывается из двух составляющих:
t с.р = t н + t д, (2.9)
где t н — время от момента достижения воздействующей величиной значения срабатывания до момента начала движения якоря, с; t д — время от начала движения якоря до момента завершения срабатывания реле, с.
Время tН зависит от скорости нарастания тока в обмотке реле, а время t д — от хода якоря и скорости его перемещения. У обычных электромагнитных реле без специальных дополнительных устройств время срабатывания составляет tс .р = 0,02÷0,1 с.
Для релейной защиты и автоматики требуются также реле, замыкающие или размыкающие контакты с некоторым замедлением. У промежуточных реле это замедление обычно получают за счет увеличения времени tН , а у реле времени — за счет увеличения времени t д.
Для увеличения времени tН , а следовательно, и времени срабатывания реле необходимо замедлить нарастание магнитного потока при включении.
Замедления нарастания магнитного потока в реле можно достичь с помощью медной втулки, располагаемой концентрически с основной обмоткой на общем сердечнике. При этом удается получить время срабатывания реле около t c.p =0,1÷0,5 с. Применение медной втулки для замедления возврата реле является более эффективным в связи с тем, что затухание магнитного потока происходит при малом воздушном зазоре, т. е. при большой индуктивности цепи обмотки реле. Время возврата реле удается получить около нескольких секунд. Реле с медной втулкой получили название реле с магнитным демпфированием.
Реле времени, у которых выдержка времени создается путем увеличения составляющей t д , называются реле с механическим демпфированием. Их можно разделить на две группы: реле с замедленным движением якоря и реле с часовым механизмом.
|
Реле с замедленным движением якоря обычно имеют зависимую характеристику выдержки времени. Для получения замедленного движения якоря в конструкциях реле применяют, как правило, жидкостные или воздушные демпферы и используют торможение вихревыми токами.
С помощью часового механизма выполняют реле как с независимой, так и с ограниченно зависимой характеристикой выдержки времени.
|
|
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!