24703

Общие принципы работы реле. Работа реле на переменном токе

Доклад

Энергетика

Общие принципы работы реле. Работа реле на переменном токе. В устройствах РЗ и электрической автоматики применяются реле на базе электромеханических конструкций полупроводниковых приборах из отдельных диодов транзисторов и др. Электромеханические реле обладают большими габаритами значительным потреблением мощности требуют тщательного ухода имеют ограниченное быстродействие и чувствительность.

Русский

2013-08-09

91.5 KB

27 чел.

2. Общие принципы работы реле. Работа реле на переменном токе.

В устройствах РЗ и электрической автоматики применяются реле, на базе электромеханических конструкций, полупроводниковых приборах, (из отдельных диодов, транзисторов и др.) и интегральных микросхемах.  Электромеханические реле обладают большими габаритами, значительным потреблением мощности, требуют тщательного ухода, имеют ограниченное быстродействие и чувствительность.  В структуре измерительных органов (ИО) имеются четыре функциональных части, общие для всех видов: 1) воспринимающая 1 - входная часть ИО (рис. 2.1), реагирующее на ток и/или напряжение и превращает их в величины, пригодные для использования в данной конструкции реле; 2) преобразующая 2,преобразует полученные сигналы в сравниваемые величины; 3) сравнивающая 3, производит сравнение сформированных величин по абсолютному значению или фазе с заданной величиной или между собой и по результату сравнения выдает сигнал о срабатывании или недействии реле; 4) исполнительная 4, которая усиливает выходной сигнал и воздействует на управляемую цепь.

Рис.1 Структурная схема реле.

    У реле, работающих с выдержкой времени, имеется пятая функциональная часть, осуществляющая замедление действия реле. Измерительные органы (реле), реагирующие на электрические величины, можно подразделить на три группы: 1) измерительные органы (ИО), реагирующие на одну электрическую величину: ток или напряжение(ИО тока и напряжения); 2) реагирующие на две электрические величины: ток и напряжение сети или два напряжения U1 и U2 (однофазные ИО мощности, сопротивления и др). 3)  реагирующие на три электрические величины или более (трехфазные реле мощности).  Принцип действия электромагнитных реле основан на притя-

жении стальной подвижной системы к электромагниту при прохождении тока по его обмотке.  Конструкций электромагнитных реле, содержат: электромагнит 1, из стального магнитопровода и обмотки; стальную подвижную систему (якоря) 2, несущую подвижный контакт 3; неподвижные контакты 4; противодействующую пружину 5.  Проходящий по обмотке электромагнита ток Iр создает магнитодвижущую силу (МДС) wplp, под действием которой возникает магнитный поток Ф, замыкающийся через магнитопровод электромагнита 1, воздушный зазор δ и подвижную систему 2. Якорь намагничивается, появляется электромагнитная сила FЭ, притягивающая якорь к полюсу электромагнита. Сила FЭ преодолевает сопротивление пружины и якорь приходит в движение и своим подвижным контактом 3 замыкает неподвижные контакты реле 4. При прекращении или уменьшении тока якорь возвращается  в   начальное   положение,  размыкая   контакты  4. Электромагнитная сила FЭ, притягивающая вызывающая движение якоря:

Магнитный поток Ф и создающий его ток I связаны соотношением

где R - магнитное сопротивление пути, по которому замыкается магнитный поток Ф; w - количество витков обмотки реле. Магнитное сопротивление магнитопровода электромагнита RM состоит из сопротивления его стальной части RC и воздушного зазора RВЗ

FЭ образует вращающий момент

где d — плечо силы FЭ.

FЭ и ее момент Мэ пропорциональны квадрату тока в обмотке реле и имеют постоянное направление, не зависящее от направления (знака) этого тока. Поэтому электромагнитный принцип пригоден для выполнения реле как постоянного, так и переменного тока реле тока, напряжения и реле логической части: промежуточных, сигнальных и времени.    У реле с поперечным движением якоря и с втягивающимся якорем поле в воздушном зазоре нельзя считать однородным.

где GB э - магнитная проводимость воздушного зазора/

Наименьший ток, при котором реле срабатывает, называется током срабатывания Ιср

В реле предусматривается возможность регулирования Iср изменением числа витков обмотки реле (ступенями) и момента противодействующей пружины Мп (плавно).

Током возврата реле называется наибольшее значение тока в реле, при котором якорь реле возвращается в исходное положение

Отношение токов ср и воз называется коэффициентом возврата kв

У реле, реагирующих на возрастание тока, Iср > /воз и кв < 1.

При протекании по обмотке реле переменного тока ip = Im sinωt 

Электромагнитная сила содержит две составляющие: постоянную, и переменную, изменяющуюся с двойной частотой тока. Электромагнитная сила FЭt(MЭt) имеет пульсирующий характер. Сила пружины Fn имеет неизменное значение. В результате этого в сработанном состоянии якорь реле будет находиться под действием разности двух сил FЭt - Fn, меняющей свой знак. Вибрация якоря вызывает вибрацию контактов, оказывая вредное влияние на работу реле. Для устранения вибрации применяется расщепление магнитного потока Фр обмотки на две составляющие и, сдвинутые по фазе. Расщепление потока Фр достигается при помощи короткозамкнутого витка К. В результате этого магнитные потоки смещены по фазе и при уменьшении одного из потоков второй нарастает, не позволяя электромагнитной силе понизиться до нуля.  Отключающая способность условно характеризуется мощностью SK, представляющей собой произведение номинального напряжения источника оперативного тока U и наибольшего допустимого тока IКД, размыкание которого не вызывает повреждение контактов. Для облегчения работы контактов можно применять шунтирование обмотки аппарата искрогасительным контуром RC или цепью из R и диода VD. Пусковые и измерительные реле переменного тока и напряжения выполняются на электромагнитном принципе.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76413. Признаки переходного и установившегося режимов работы САР 49.49 KB
  Признаки переходного и установившегося режимов работы САР Можно ли изучая выходной сигнал САР определить работает она на данном отрезке времени в переходном или установившемся режиме Для этого нужно более точно сформулировать что такое переходный и что такое установившийся режимы с практической точки зрения. Красная кривая переходный процесс при идеальном ступенчатом воздействии. Нарастание воздействия со скоростью примерно 8 ед сек сопровождается заметным переходным процессом голубая линия при скорости 4 ед сек переходный процесс...
76415. Преобразование Лапласа и его свойства 89.59 KB
  Различают прямое и обратное преобразование Лапласа. Прямое преобразование Лапласа определяется уравнением. Обратное преобразование Лапласа определяют из решения.
76416. Частотные характеристики САУ 83.42 KB
  Если на вход подавать синусоидальные колебания 1 то на выходе после затухания переходных процессов этим заниматься не будем также возникают синусоидальные гармонические колебания с той же частотой но с другой амплитудой и сдвинутые по фазе относительно входных колебаний: где φ сдвиг по фазе выходных колебаний относительно входных.угол φ Зависимость модуля АФЧХ от частоты колебаний ω называется амплитудно-частотной характеристикой. Зависимость сдвига фаз входных и выходных колебаний φ от частоты ω называется фазочастотной...
76417. Дифференциальные уравнения и передаточные функции 38.88 KB
  Введем понятие звена автоматической системы. При математическом описании системы удобно разбить систему на звенья и для каждого звена записать свое уравнение. Уравнение такого звена связывает две величины: x входная величина или воздействие и y выходная величина или реакция. Пусть момент времени t=0 выбран так что начальные условия на выходе звена являются нулевыми.
76418. Типовые сигналы 139.87 KB
  Дельтафункция является четной функцией между функцией Хэвисайда и Дирака существует связь выраженная соотношением: или На практике считается что на вход объекта подана функция функция если время действия прямоугольно го импульса намного меньше времени переходного процесса. Сдвинутые элементарные функции К этим функциям относятся функции Хевисайда и Дирака с запаздыванием т. и Рисунок 4 при этом Все...
76419. Типовые динамические звенья 34.53 KB
  Преобразуемая физическая величина поступающая на вход динамического звена называется входной х а преобразованная величина получаемая на выходе звена выходнойy. Статической характеристикой звена называется зависимость между его выходной и входной величинами в установившемся состоянии. Динамические свойства звена могут быть определены на основании дифференциального уравнения описывающего поведение звена в переходном режиме. Решение дифференциального уравнения дает возможность получить переходную или иначе временную характеристику...
76420. Минимально фазовые и не минимально фазовые звенья 21.74 KB
  Если в передаточной функции произвести замену то получаем называемое частотной характеристикой звена частотный коэффициент передачи звена. Общая фаза выходного сигнала звена будет складываться из частичных фаз определяемых каждым двучленом числителя и знаменателя. Если хотя бы один из корней звена расположен справа то такое звено не минимально фазовое звено.
76421. Интегрирующие и дифференцирующие динамические звенья и их характеристики 24.88 KB
  В этом случае для установившегося режима будет справедливым равенство откуда и произошло название этого типа звеньев. Такое звено является идеализацией реальных интегрирующих звеньев. Примерами идеальных интегрирующих звеньев могут служить операционный усилитель в режиме интегрирования гидравлический двигатель емкость и др. Дифференцирующие звенья В звеньях дифференцирующего типа линейной зависимостью связаны в установившемся режиме выходная величина и производная входной откуда и произошло название этого типа звеньев.