Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Электрические аппараты автоматического управления

Реле - Электрические аппараты автоматического управления

Оглавление
Электрические аппараты автоматического управления
Общие сведения о дуге
Дуга постоянного тока и гашение
Дуга переменного тока и гашение
Переходное сопротивление электрических контактов
Работа контактов в нормальном режиме и при кз
Материалы, износ и вибрация контактов
Типы контактов и их разрывная способность
Магнитоуправляемые контакты
Неавтоматические ручные выключатели
Предохранители до 1000 В
Конструкции предохранителей до 1000 В
Автоматические выключатели
Устройство и типы воздушных автоматов
Контакторы
Тяговые статические характеристики и коэффициент возврата контакторов постоянного тока
Магнитные пускатели
Электромагниты
Электрогидравлические толкатели
Электромагнитные муфты управления
Электрические командо-аппараты
Сопротивления
Реостаты
Контроллеры
Реле
Реле защиты
Слаботочные реле постоянного тока
Датчики
Датчики с промежуточным преобразованием
Бесконтактные аппараты автоматического управления, диоды
Триоды
Тиристор, варисторы
Магнитные усилители
Разновидности магнитных усилителей
Коэффициент усиления магнитного усилителя
Конструкции магнитных усилителей
Однотактные и двухтактные блоки магнитных усилителей
Быстродействующие магнитные усилители
Магнитно-полупроводниковые, каскадные, трехфазные магнитные усилители, расчет
Бесконтактные реле
Бесконтактное магнитное реле
Бесконтактные феррорезонансные реле, управляемые трансформаторы
Магнитные гистерезисные реле, трансфлюксор, параметрон
Электронные реле
Бесконтактные путевые выключатели
Элементы логического действия
Конструкции ЭЛД
Бесконтактные элементы математических моделей и цифровых машин
Преобразователи тока и напряжения
Комплектные устройства с магнитными усилителями

§ 8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
На рис. 8.1 даны статические функциональные связи «вход — выход» y=f(x). По виду статической характеристики элементы автоматики делятся на элементы непрерывного (рис. 8.1, а) и дискретного (рис. 8.1,6) действия.

Как видно, у элементов первой группы при плавном изменении входной величины х также плавно изменяется выходная величина а у элементов второй группы при плавном изменении входной величины х происходит скачкообразное изменение выходной величины у.
Обе характеристики обладают гистерезисом, что делает параметры срабатывания и отпускания различными. Это явление ухудшает их эксплуатационные качества.

Приведенные характеристики показывают, что указанные элементы не чувствительны к полярности сигнала. Такие элементы называются неполярными или нейтральными.
Существуют также элементы непрерывного и дискретного действия, имеющие характеристику, приведенную на рис. 8.1,б и г. У этих элементов с изменением полярности входа изменяется полярность выхода. Такие элементы называются реверсивными или поляризованными. К элементам указанных типов относятся различные реле и датчики. Прерывистый скачкообразный характер функциональной связи y=f(x) называется релейным (рис. 8.1, б и г), а аппараты, осуществляющие прерывистое скачкообразное управление, называются реле.

Аппараты, осуществляющие непрерывную функциональную связь y=f(x) (рис. 8.1, а—в), т. е. такие, у которых с изменением входной величины х происходит плавное изменение выходной величины у, называются датчиками.

Реле выполняют различные функции и потому по конструкции весьма разнообразны. Классифицируют их по разным признакам, обычно по тем параметрам, которыми приводятся в действие. Различают реле токовые, напряжения, мощности, частоты, тепловые, газовые и др. Реле содержит три основных функциональных элемента; воспринимающий, промежуточный и исполнительный.
По принципу действия воспринимающих органов различают реле электромагнитные, поляризованные, индукционные, магнитные, электронные и др. По принципу действия исполнительных органов реле бывают контактные и бесконтактные.
По способу включения воспринимающего органа различают первичные, вторичные и промежуточные реле.
По способу воздействия на управляемый объект различают реле прямого и косвенного действия.
По назначению реле разделяются на три основные группы, а именно: реле управления электроприводами, защиты энергосистем, автоматики и электросвязи.

Реле управления электроприводами

Электромагнитные реле времени (типы ЭРЭ-100, ЭРЭ-180, РЭ-100, РЭ-180, РЭ-511 и др.) выполняются на постоянном токе с напряжением 48, 110 и 220 в. Их действие основано на замедлении затухания или нарастания магнитного потока в магнитной системе, благодаря чему реле работает с замедлением. Это позволяет получить выдержку времени при срабатывании или отпускании, т. е. то, что и требуется от реле времени.

На рис. 8.2 представлено реле времени типа РЭ-100, где 1 — скоба магнитопровода (ярмо), 2 — якорь, 3 — немагнитная прокладка, 4 — втягивающая катушка, 5 — болт упора, 6 — подвижный контактный мостик н. о. контакта, 7 — неподвижные контактные стойки. Это реле имеет магнитную систему клапанного типа. На сердечник, помимо катушки, одета немагнитная втулка, сплошная или составленная из колец. Назначением этой втулки является создание выдержки времени реле.
Электромагнитные реле времени
При снятии напряжения с катушки магнитный поток начинает спадать и в процессе этого наводит э. д. с. и ток во втулке (короткозамкнутый виток), в результате чего втулка создает магнитный поток, который стремится поддержать спадающий магнитный поток при отключении реле и задержать нарастание магнитного потока при нарастании его во время включения. Обычно реле времени типа РЭ-100 используется как реле времени при отключении. На рис. 8.3 приведены кривые спадания тока и магнитного потока при отпадании якоря. Грубая регулировка выдержки реле достигается изменением толщины немагнитной прокладки, расположенной на якоре против сердечника; тонкая — натяжением пружины, которая регулирует поток отпуска. Немагнитная прокладка нужна также для устранения возможного прилипания якоря к сердечнику.
Реле типа РЭ-100 имеет выдержку времени до 0,9 сек. Это реле может быть использовано как реле тока и напряжения.
Реле  РЭ-511
Рис. 8.4
Реле типа РЭ-180 конструктивно такое же, как и РЭ-100, но только может иметь выдержку времени до 5 сек, так как имеет большие размеры и вес немагнитной втулки.

Реле типа РЭ-511 (рис. 8.4) серии РЭ-500 работает на том же принципе, что и реле типа РЭ-100, но конструктивно выглядит несколько иначе. Оно имеет гнутый (U-образный) сердечник и алюминиевые втулки, а также алюминиевое основание, в котором покоится гнутая часть сердечника. Это алюминиевое основание служит дополнительным короткозамкнутым витком. Чем больше постоянная времени втулки, тем большую выдержку времени будет иметь реле. Так как L одного витка мало, то для увеличения Т необходимо уменьшить г, т. е. увеличивать сечение втулки, а значит, ее вес. Поэтому чем большую массу металла содержит втулка, тем большую выдержку времени можно получить в реле.
Отношение напряжения отпускания к напряжению срабатывания реле называется коэффициентом возврата реле

(8.1)
где kQ — коэффициент возврата реле (0,15—0,2);
U0тп — напряжение отпускания реле;
t/cp — напряжение срабатывания реле.
Очень низкий коэффициент возврата является отрицательным показателем таких реле, как реле постоянного тока управления электроприводами.
Маятниковое реле времени типа РВМ-2 (рис. 8.5) состоит из приводного механизма реле, регулируемого механизма замедления срабатывания контактов реле, контактной системы, пластмассовой панели, на которой смонтированы все основные узлы реле.
Маятниковое реле времени  РВМ-2
Рис. 8.5

Приводной механизм реле состоит из «тянущего» электромагнита типа ЭС-1-5100, имеющего якорь, заводную пружину сжатия, рычагов и храпового сегмента, механизма замедления срабатывания контактов и представляет собой простейший часовой механизм маятникового типа, заключенный в пластмассовый корпус. Точная регулировка выдержки времени осуществляется путем изменения длины маятника. Контактная система реле состоит из двух конечных выключателей типа ВК-Ш. При подаче напряжения на катушку электромагнита сердечник его втягивается, увлекая за собой рычаги приводного механизма. Скоба замыкает нормально открытые и размыкает нормально закрытые контакты выключателя мгновенного действия.
При втягивании сердечника электромагнита перемещается храповой сегмент, который в свою очередь вращает шестерню часового замедлителя. Храповой сегмент перемещается по этой шестерне до тех пор, пока по ней не пройдут все зубцы сегмента. Весь путь сегмент проходит в заданный промежуток времени, определяемый установкой выдержки времени реле. Затем сегмент, отцепившись от шестерни, под действием заводной пружины наносит установленным на нем штифтом резкий удар по плечу рычага, который передает своим другим плечом удар кнопке выключателя. Только после этого происходит размыкание нормально закрытых и замыкание нормально открытых контактов реле, т. е. с выдержкой времени, определяемой движением сегмента по шестерне механизма замедления. После снятия напряжения с катушки электромагнита под действием силы тяжести сердечник и вся подвижная система реле возвращается в исходное положение.
Пневматическое реле времени серии ΡΒΠ-1Μ (рис. 8.6) состоит из приводного механизма /, регулируемого механизма замедления срабатывания контактов реле 2, контактной системы реле 3 и стальной панели 4, на которой смонтированы все основные узлы реле. Приводной механизм реле представляет собой электромагнитную систему, состоящую из ярма 1 с катушкой и сердечника 2. Ярмо и сердечник собраны из штампованных пластин. Сердечник вместе с системой направляющих связан посредством возвратной пружины 3 с основанием пневматической камеры замедления 4. Регулируемый тематический замедлитель 4 срабатывания контактов реле представляет собой две камеры — верхнюю и нижнюю. В верхней камере смонтированы выхлопной клапан и регулирующая установка времени реле, дросселирующая игла с гайкой для регулировки выдержки времени. Между обеими камерами закреплена диафрагма из тонкой прорезиненной ткани, связанная жесткой тягой с пластмассовой колодкой 6. Между пластмассовой колодкой и основанием нижней камеры установлена пружина 5, стремящаяся опустить пластмассовую колодку в крайнее нижнее положение.
Контактная система представляет собой микропереключатели типа МП-1, МП-7, МП-8, имеющие переключающие контакты.

При подаче питания на катушку электромагнита реле якорь 2 электромагнита втягивается, освобождая при этом пластмассовую колодку б, которая под действием пружины начнет опускаться, но не мгновенно, так как она связана с диафрагмой пневматической камеры реле. Скорость перемещения диафрагмы зависит от количества воздуха, засасываемого через дроссельное коническое отверстие пневматической камеры в единицу времени.

Меняя, с помощью иглы сечение дроссельного отверстия, можно получать различные выдержки времени. Когда пластмассовая колодка реле дойдет до крайнего нижнего положения, она воздействует посредством рычагов на штифт микропереключателя 7 и переключает его контакты. При втягивании сердечника 2, кроме того, переключаются без выдержки времени контакты микропереключателя 8.
После снятия напряжения с катушки сердечник под действием возвратной пружины возвратится в исходное положение и поднимет колодку 5 в верхнее крайнее положение. В пневматической камере произойдет выхлоп воздуха через клапан, а контакты микропереключателей 7 и 8 возвратятся в первоначальное положение.
Реле типа РЭ-60 (рис. 8.7) (а — внешний вид, б — противодействующая пружина, в — дугогасительное устройство, г — магнитная система) применяется в схемах автоматического управления электроприводами в цепях с напряжением 110—500 в.
Реле РЭ-60
Особенностью этого реле является достаточно высокий коэффициент возврата (0,6—0,7). Достигается это за счет наличия воздушных промежутков в магнитной цепи реле, а также благодаря соответствующей характеристике пружины, действующей на якорь. Эти особенности конструкции реле позволяют приблизить значение U0тп к Ucр, и тем самым достичь более высокого коэффициента возврата. Реле снабжено дугогасительным устройством, работающим по принципу магнитного дутья.
Реле типа ЭРЭ-70 (РЭ-70) (рис. 8.8) постоянного тока с магнитной системой клапанного типа используется как реле напряжения и тока для защиты установок от перегрузок, токов короткого замыкания и как реле минимального напряжения. На рис. 8.8: 1 — подвижный контактный мостик, 2 — регулировочная гайка, 3 — якорь, 4 — ролик, 5 — кнопка механизма ручного возврата, 6 — втягивающая катушка, 7 — отключающая пружина, 8 — шкала уставок, 9 — неподвижный контакт.

Реле   ЭРЭ-70
Рис. 8.9
Реле типа ЭРЭ-2100 (РЭ-2100) (рис. 8.9) переменного тока с магнитной системой клапанного типа. Оно находит  широкое применение в цепях управления переменного тока. Реле выпускаются с последовательными и параллельными катушками. С последовательной катушкой реле используется как реле максимального тока, а с параллельной — как реле повышения напряжения или нулевое реле. На рис. 8.9: 1 — регулировочная гайка, 2 — упор, 3 — якорь, 4 — сердечник, 5 — втягивающая катушка.
биметаллический элемент теплового реле
Рис. 8.10                                                         Рис. 8.11
Электрические тепловые реле так называются потому, что принцип их работы основан на изменении физических свойств органов реле под действием температуры при нагревании их электрическим током. В качестве элементов, которые изменяют свои физические свойства под действием температуры, весьма широкое распространение получили биметаллические механизмы, состоящие из биметаллического элемента и системы рычагов. Биметаллический элемент представляет собой пластину, состоящую из двух металлов, имеющих различные линейные коэффициенты теплового расширения.

Индукционно-тепловое реле
На рис. 8.10 представлен биметаллический элемент теплового реле. При изменении температуры пластинки в силу неодинаковых коэффициентов линейного расширения металлов, из которых она состоит, пластинка изгибается. В результате сцепление пластинки с рычагом-контактом нарушается и механизм срабатывает, т. е. срабатывает реле.

Электрические тепловые реле могут иметь непосредственный подогрев. В этом случае ток проходит через биметаллический элемент и подогревает его. Они могут иметь косвенный подогрев (рис. 8.11), когда подогреваются не током, а спиралью-нагревателем. Реле могут быть с комбинированным подогревом. В этом случае имеет место тот и другой подогрев. Тепловые реле широко используются как реле управления и защиты. В качестве последних они применяются для защиты асинхронных двигателей от перегрузки. С помощью биметаллических пластинок можно построить тепловое реле времени.
Индукционно-тепловое реле (рис. 8.12) состоит из магнитопровода 6 с сердечником 4> на котором помещена короткозамкнутая биметаллическая спираль 5. На спираль и сердечник одета катушка 3, которая включена в цепь защищаемого объекта. При протекании по катушке тока биметаллическая спираль нагревается. Расширяясь, она стремится раскрутиться и своим свободным концом 1 воздействует на контакт 2.



 
« Электрическая прочность междуфазовых полимерных распорок ВЛ   Электрические сети промышленных предприятий »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.