электрические привода тема: реле. Реферат. Реферат по электрическим приводам Тема Реле Кановский Вадим. Проверил Берега Валентин. Группа е210 f бельцы 2022г. Содержание

• Название: Реферат по электрическим приводам Тема Реле Кановский Вадим. Проверил Берега Валентин. Группа е210 f бельцы 2022г. Содержание
• Анкор: электрические привода тема: реле
• Дата: 16.02.2022
• Размер: 422.5 Kb.
• Имя файла: Реферат.doc
• Тип: Реферат; #364357
• страница: 2 из 3

Fэ= k 1 (w”/ R”m) I”p., (3.4.).
У реле с поворотным якорем и с поперечным движением якоря (рис.б и в ) электромагнитная сила Fэ образует вращающий момент:
Мэ =F . Lp = k 2 . I”P, ( 3.5.).
где Lp- плечо силы FР.
Коэффициенты к1 и к2 зависят от Rм и сохраняют постоянное значение только при отсутствии насыщения.
Из (3.4.) и (3.5.) следует, что сила притяжения Fэ или ее момент Мэ пропорциональны квадрату тока Ip в обмотке реле и имеют, следовательно, постоянное направление (знака) этого тока. Поэтому электромагнитный принцип пригоден для выполнения реле как постоянного, так и переменного тока и широко используется для изготовления реле тока, напряжении, промежуточных, сигнальных и реле времени. б)Ток срабатывания, ток возврата и коэффициент возврата.
б1)Ток срабатывания реле.
Для срабатывания реле необходимо, чтобы электромагнитная сила или ее момент превосходил силы сопротивления пружины Fп, силы трения
и массы Fт или соответствующие моменты Мп и Мт.
Реле начинает действовать, когда
Fэ =F э.с.р. = Fп + Fт или М э = М э.с.р.= Мп + Мт.
Эти величинам соответствует определенный наименьший ток Ip, необходимый для срабатывания.
Наименьший ток, при котором реле срабатывает, называется током срабатывания реле –Iср.
Подставляя в (3.5.) Мср вместо Мэ, находим ток
Iр= Iс.р.= (Rм / wр ) V Мср/ k
Ток Iс.р. можно регулировать путем изменения числа витков обмотки реле wp, момента противодействующей пружины Мп, размера воздушного зазора d с учетом, что Rм = f (d)
в) Ток возврата реле.
Возврат притянутого якоря в исходное положение при уменьшении тока в обмотке реле происходит под действием пружины 5.
Для возврата необходимо, чтобы момент пружины Мп преодолел электромагнитный момент Мэ.воз. и момент трения Мп.
Ток Ip, соответствующий моменту возврата Мэ.воз., обозначается Iвоз. и при этом токе обеспечивается условие возврата.
Током возврата реле Iвоз. называется наибольший ток в реле, при котором якорь возвращается в начальное положение.
в) Коэффициент возврата реле называется отношение
kвоз. = Iвоз / Iс.р.
1) Реле максимального и минимального действия
Реле, действующие при возрастание тока в обмотке, называются максимальными.
Реле, действующие при уменьшение тока, называются минимальными.
Ток срабатывания минимального реле называется наибольший ток, при котором отпадает якорь реле, а током возврата – наименьший ток, при котором притягивается якорь реле.
Как и у максимальных реле k = Iвоз/ Ic.р.
У минимальных реле Iвоз>Iс.р, поэтому kвоз >1.
2) Электромагнитные реле тока и напряжения
2.1.)Токовые реле
Называются реле, которые при включении их обмоток на ток сети непосредственно или через ТТ, их электромагнитный момент Мэ= k. I”c
и их поведение зависит от тока сети Ic.
Токовые реле должны иметь малое потребление мощности для уменьшения нагрузки на ТТ. Обмотки токовых реле должны рассчитываться на длительное прохождение токов нагрузки и кратковременное – токов к.з.
Коэффициент возврата реле должен приближаться к единице.
2.2.) Реле напряжения
Называются реле, которые при включении обмотки реле на напряжение сети непосредственно или через ТН, получим реле, реагирующее на величину напряжения сети. Uc.
Момент Мэ = k Ip, но ток в реле Ip-=Up / Zp, где
Zp. сопротивление обмотки реле, а
Up - напряжение на зажимах реле.
Mэ=k. U”p или с учетом, что Up= Uc / nн, Mэ = k.U”c.
Это означает, что поведение реле зависит от напряжения сети.
2.3.) Промежуточные реле
Называются вспомогательные реле и применяются, когда необходимо одновременно замыкать или размыкать несколько независимых цепей или когда требуется реле с мощными контактами для замыкания и размыкания цепей с большим током. По способу включении, пром. реле подразделяются на реле параллельного и последовательного включения.
Обмотка первых включается на полное напряжение источника питания. А вторых - последовательно с катушкой отключения ВВ или какого-либо аппарата или реле на ток цепи.
Выпускаются реле с дополнительными удерживающими катушками- реле параллельного включения с удерживающей обмоткой, включаемой последовательно в управляемую контактами реле цепь (рис. 2-13, в). Такое реле , подействовав от кратковременного импульса, поданного в параллельно включенную обмотку, остается в сработанном состоянии под действием тока удерживания, пока не завершится операция. В схема РЗА пром. Реле вносят нежелательные замедления, пэтому их время срабатывания должно быть малым, не более 0,01-0,02 с до 0,1 с. а)Промежуточные реле постоянного тока
Выполняются по системе с поворотным якорем для создания большой электромагнитной силы при малом потреблении и удобном для изготовлении многоконтактных реле. Применяются также системы с втягивающем якорем. Реле типа РП-210, имеет четыре контакта.
Время срабатывания реле равно 0,01 с, потребление 5-8 Вт, разрывная мощность контактов 50 Вт.
Реле последовательного включения отличаются от реле параллельного включения лишь обмоточными данными.
Реле замедленного действия - реле замыкающие или размыкающие свои контакты с некоторым замедлением.
Полное время действия реле tp складывается из времени нарастания тока в обмотке якоря tн до значения Ic.p. и времени движения якоря tд.
tр =tн + tд
Замедление в таких реле получается за счет повышения составляющей tн
Замедленное действие реле при втягвание якоря достигается размещением на магнитопроводе 3 короткозамкнутой обмотке 2, выполняемой в виде медной цилиндрической гильзы, или медных шайб, поверх которых наматывается основная обмотка 1. При включении обмотки 1 на напряжение Up, магнитный поток Ф1 в обмотке реле устанавливается не сразу.
В момент включения в обмотке 2 возникает ток I2, cоздающий поток Ф2, который противодействует нарастанию тока в обмотке 1. В результате этого скорость возрастания тока в обмотке реле уменьшается , а время нарастанич тока увеличивается tн. 2.4.) Указательные реле
Называются реле, которые служат для фиксации действия защиты в целом или каких либо ее элементов.
При срабатывании защиты по обмотке реле 1 проходит ток, приводящий реле 1 в действие. При появление тока в обмотке 3 якорь реле 5 притягивается и освобождает флажок 9, который падает под действием собственного веса, принимая вертикальное положение. Возврат флажка в начальное положение производится кнопкой 10.Сигнальный флажок и контакты реле остаются в сработанном состоянии до тех пор, пока их не возвратят на место обслуживающий персонал. Указательные реле изготовляются для последовательного и параллельного включения. Реле последовательного включения более удобны и поэтому имеют более широкое применение. 2.5.) Реле времени
Называются реле, которые служат для искусственного замедления действия устройств релейной защиты и автоматики.
Основным требованием, предъявляемым к реле времени, применяемым в схемах релейной защиты, является точность.
Погрешность во времени действия реле не должна превосходить + - 0,25 с, а в ряде случаев + - .02 с. Реле времени должно надежно срабатывать начиная с 80% номинального напряжения, и его выдержка времени не должна зависеть от возможных в эксплуатации колебаний оперативного напряжения. Конструкция реле времени приведена на рис 2.23.Чер.
При появление тока в обмотке 1 якорь 2 мгновенно втягивается, освобождая рычаг 4 с зубчатым сегментом 5. Под действием ведущей пружины 6 рычаг 4 приходит в движение, которое, однако, не является свободным, так как оно замедляется специальным устройством выдержки времени 7. Через некоторое время tр, зависящее от расстояния l (или угла а ) и скорости движения wр рычага 4 , последний переместится на угол а и замкнет контакты реле 8. Таким образом реле сработает с выдержкой времени tр= а / wр.
Устройство выдержки времени осуществляется с помощью часового механизма. При исчезновении тока в реле якорь и рычаг 4 должны мгновенно возвратиться в начальное положение под действием возвратной пружины. Это обеспечивается с помощью храпового механизма или фрикционного устройствыа, обладающих свободным расцеплением при обратном ходе сегмента 5. Регулирование выдержки времени осуществляется изменением угла а путем перемещения контактов реле 8. Для уменьшения размеров реле катушка реле времени не рассчитывается на длительное прохождение тока. Поэтому, реле предназначенное для длительного включения под напряжение, выполняются с добавочным сопротивлением rд, включаемым последовательно с обмоткой реле. Нормально сопротивление зашунтировано размыкающимися мгновенными контактом реле. После срабатывания реле этот контакт размыкается и сопротивление rд вводится в цепь реле, ограничивая проходящий в ней ток. Заводы выпускаю реле постоянного тока типа ЭВ-110, 120,130,140 и переменного тока типа ЭВ-220, 230, 240.
2.6.) Поляризованное реле
Называется электромагнитное реле, якорь которого находится под воздействием двух магнитных потоков, из которых один создается током , питающим обмотку реле, а второй постоянным магнитом.
Магнитный поток обмотки называется рабочим, а постоянного магнита –поляризующем.
Поляризованные реле выполняются в двух вариантах: с дифференциальной магнитной системой и мостовой.
Принцип устройства поляризованных реле.
Обе конструкции состоят из сердечника 1 , обмотки 2, постоянного магнита 3, якоря 4 и контактной системы 5.
Рассмотрим принцип действия поляризованного реле на примере более простой дифференциальной системы.
Поляризующий магнитный поток Фп постоянного магнита выходит из северного полюса N и разветвляется на две части Фпа и Фпб, замыкающиеся через воздушные зазоры dа и dб и соответствующие половины сердечника 1. Обмотка 2, обтекаемая током Iр, создает рабочий магнитный поток Фр, который замыкается по сердечнику 1 и по воздушным зазорам dа и dб. Магнитный поток, замыкающийся через якорь не учитывается. В воздушном зазоре da магнитные потоки Фп и Фр суммируются, а в dб вычитываются, образуя результирующие магнитные потоки:
Ф=Фпа+Фр и Ф=Фпб-Фр.
Под воздействием магнитного потока Фа якорь притягивается к левому полюсу а
с силой Fa= k Ф”а. Силе Fa противодействует сила F=k.Ф”б, стремящейся притянуть якорь к правому полюсу б.
При определенном токе Iр > Iс.р. магнитный поток Фа становится больше магнитного потока Фб, сила Fa > Fб и якорь отклоняется влево, к полюсу а, замыкая контакты 5.
При изменение направления тока Iр поток Фр также меняет свое направление , вследствие чего в зазоре da возникает разность магнитных потоков, а в зазоре dб их сумма. Тогда при Iр > Iс.р поток Фб > Фа, сила Fб >Fа и якорь отклоняется вправо. Таким образом, благодаря наличию поляризованного потока реле становится направленным и реагирует не только на значение тока, но и на его направление (полярность). Аналогичным образом работает реле и с мостовой магнитной системой.
При питание реле переменным током якорь реле вибрирует, следуя за изменением направления тока. Поэтому поляризованные реле не пригодны для работы на переменном токе.
Преимущества поляризованных реле:
высокую чувствительность и малое потребление;
2) высокую кратность тока термической стойкости = 29-50 Iс.р. мин., когда у обычных реле оно не превышает 1,5 Iс.р.мин.
3) быстроту действия, которая достигает 0,005 с.
Недостатки поляризованных реле являются: малая мощность контактов; небольшой зазор между ними (0.1-0,5 мм); относительно невысокий коэффициент возврата.
ПР применяются в схемах РЗА как вспомогательные реле постоянного тока при необходимости быстродействия и высокой чувствительности а также в качестве реагирующих органов в схемах реле на выпрямленном токе. 2.7.) Индукционные реле
Называется электромагнитное реле, принцип действия которого основан
на взаимодействие электромагнитных сил между магнитными потоками неподвижных электромагнитов и вихревыми токами, создающимися в подвижной системе (дисках), находящимися в его поле, в результате которого возникают электромагнитные силы взаимодействия. Реле состоит из подвижной системы (диск, цилиндр) 3, расположенной в поле двух магнитных потоков Ф1 и Ф2, которые создаются токами, проходящими по обмоткам неподвижных электромагнитов 1 и 2. При вращении против часовой стрелки подвижная система преодолевает момент пружины 5 и замыкает контакты 4. Обмотки реле 1 и 2 питаются переменным токами I1 и I2, которые создают переменные магнитные потоки Ф1 и Ф2, совпадающими по фазе с создающим их током (рис.2-28, Чер.). Пронизывая подвижную систему 3 (диск или цилиндр), магнитный поток Ф1 наводит в ней э.д.с. Ед1 = - дФ1 / dt , аналогично поток Ф2 Ед2 = - дФ2 / dt, которые отстают от по фазе на 90 гр. От вызвавших их магнитных потоков. Под действием э.д.с. в подвижной системе возникают вихревые токи Iд1 и Iд2, замыкающиеся вокруг оси индуктирующего их магнитного потока. Вследствие малой величины сопротивления контура вихревых токов, они принимаются совпадающими по фазе с соответствующей э.д.с.
В рассматриваемой конструкции реле между магнитными потоками катушек и индуктируемыми токами в диске (цилиндре), возникают две электромагнитные силы взаимодействия Fэ1, обусловленная взаимодействием магнитного потока Ф1 и тока Iд2, и Fэ2 , вызванная взаимодействием Ф2 с током Iд1.
Векторная диаграмма э.д.с. , токов и магнитных потоков индукционного реле.
В индукционном реле сила взаимодействия между магнитными потоками
Ф1 и Ф2, и контуром тока I1 и I2, индуктированным этим потоком, равна нулю, при условии, что магнитный поток создает равномерное магнитное поле.
Мгновенное значение сил Fэ1 и Fэ2 меняют свой знак в течение периода Т=1/f
четыре раза, поэтому вращение диска зависит от знака среднего значения сил
Fэ1 и Fэ2. Знак и направление каждой силы определяется углом сдвига фаз между магнитным потоком и взаимодействующим с ним током Iд.
Силы F и F образуют результирующую электромагнитную силу Fэ, равную их алгебраической сумме Fэ = Fэ1 + FЭ2. Результирующая сила Fэ создает вращающий момент Мэ = Fэ.d, где d плечо силы Fэ электромагнитная сила и момент приводят в движение диск реле, которая в зависимости от знака Мэ, замыкает или размыкает контакты реле 4. Таким образом, принцип работы индукционных реле основан на взаимодействие двух магнитных потоков с вихревыми токами, индуктируемыми в подвижной системе (диск) реле. Электромагнитная сила и ее момент
Значение и знак электромагнитной силы Fэ выражается магнитные потоки Ф1 и Ф2 угол сдвига фаз Y и частоту переменного тока f уравнением Фэ =k* f Ф1 Ф2 sin y.
Соответственно электромагнитный момент
Мэ= Fэ d = k** f .Ф1.Ф2 sin y = k** f .Ф1.Ф2 sin y = k Ф1.Ф2. sin y,
где – d плечо силы F.
Из уравнения для электромагнитного момента можно установить следующее:
1.Для получения э.м. момента конструкция реле должна обеспечить создание не менее двух переменных магнитных потоков (Ф1 и Ф2), пронизывающих подвижную систему в в разных точках и сдвинутых по фазе на угол y /=0. 2.Величина момента Мэ пропорциональна амплитудам магнитных потоков
Ф1 и Ф2 и их частоте f и зависит от сдвига фаз y между потоками.
Реле имеет наибольший момент при сдвиге фаз магнитных потоков 90 гр.(sin y=1)
При y=0 реле не может работать (sin y=0), так как Мэ=0.
3.Знак момента зависит от sin y, т.е. от угла сдвига фаз между потоками
Ф1 и Ф2 или создающих их токами I1 и I 2.
При значениях угла y в пределах от 0 до 180 гр. момент Мэ положителен, при этом магнитный поток Ф2 опережает Ф1, а сила Fэ направлена от оси опережающего магнитного потока Ф2 к оси отстающего магнитного потока Ф1. При – y в пределах от 180 гр. до 360 гр. момент Мэ отрицателен. В этом сдлучае поток Ф2 отстает от Ф1 , а сила Fэ направлена в обратную сторону –от оси Ф1 к оси Ф2. Таким образом, результирующая сила Fэ всегда направлена от оси опережающего к оси отстающего магнитного потока. 4.На индукционном принципе выполняются только реле переменного тока., так как токи в диске (цилиндре) индуктируются при условии. что электромагниты питаются переменным током. На индукционном принципе выполнены реле тока, направления мощности и другие. 2.7.1.) Индукционные реле тока и напряжения
а)Реле с короткозамкнутыми витками (экранами).
Реле переменного тока питается током ip= Im sin wt, при этом мгновенное значение силы Fэt= k i”p=k I”m sin” wt.
С учетом, что Sin” wt =1/ 2( 1- cos2 wt), получим Fэ1= k. I”m – k.I”m cos 2wt. Следовательно, мгновенное значение содержит две составляющие :
-постоянную kI”m и переменную kI”m cos 2wt, изменяющуюся с двойной частотой. Результирующая электромагнитная сила имеет пульсирующий характер, дважды изменяясь от нуля до максимального значения в течение каждого периода (рис.2.5.). В то же время противодействующая сила пружины Fп имеет постоянное значение. В результате в период времени, когда Fп > Fэt , якорь стремиться отпасть, а в периоды времени, когда Fэt > Fп –вновь втянуться. Притянутый якорь при этом непрерывно вибрирует вследствие периодического изменения действующей на него результирующей силы Fрез = Fэt – Fп, это вызывает вибрацию контактов реле при срабатывание, их подгоранию, износу цапф, на которые они опираются. При большом моменте инерции якоря он не успевает следовать за быстрым изменением знака результирующей силы Fрез и в таких случаях вибрации не наблюдается. Для устранения вибрации применяют расщепление магнитного потока обмотки на две составляющие, сдвинутые по фазе, при помощи короткозамкнутого витка К, или путем выполнения обмотки реле в виде двух параллельных секций с разными углами сдвига, расположенных на разных магнитопроводах. Короткозамкнутый виток (рис.2.6.,Черн.) охватывает часть сечения магнитопровода. Под влиянием магнитного потока, пронизывающий виток, в нем возникает ток Iк, создающий поток Фк. Из-под сечения, охваченным короткозамкнутым витком, выходит результирующий поток Ф1, состоящий из части потока обмотки реле Фр1 и потока Фк , проходящих через это сечение: