![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Тема 5.1 Назначение, классификация и основные характеристики реле
Студент должен: Знать: - классификацию реле, их назначение и основные характеристики; - требования, предъявляемые к судовым реле; уметь: - определять вид реле; - выбирать тип и номинальные параметры реле по справочной литературе; - проводить настройку реле на заданные параметры.
Назначение реле в схемах электропривода, автоматики и контроля. Функциональная схема реле. Классификация реле, основные характеристики. Требования к реле. Реле, контролирующие неэлектрические параметры.
Материал для изучения
В схемах автоматического управления, регулирования и защиты электрических приводов широко применяются реле. Электрическое реле — аппарат, в котором при плавном изменении входного (управляющего) параметра и достижении им определенного значения происходит скачкообразное изменение выходного (управляемого) параметра. Реле относится к аппаратам прерывистого управления, так как рабочее состояние его определяется двумя крайними положениями исполнительного элемента «включено» и «выключено». Оно состоит из трех основных функциональных элементов: воспринимающего, промежуточного и исполнительного. Воспринимающий элемент реагирует на входной параметр и преобразует его в физическую величину, необходимую для работы реле. В контактных реле входной параметр преобразуется воспринимающим элементом в механическую силу. Конструктивное исполнение воспринимающего элемента определяется в основном параметром, на который должно реагировать реле. Например, в реле тока это будет электромагнит, в реле давления — мембрана или сильфон, в реле уровня — поплавок и т. д. Промежуточный элемент при превышении тягового усилия над противодействующим передает первичное воздействие на исполнительный элемент. Промежуточными элементами в контактных реле являются противодействующие пружины и успокоители (демпферы). Пружины служат для создания противодействующих сил и изготовляются из специальных сортов стали или сплавов меди. Они выполняются прямыми, изогнутыми, винтовыми цилиндрическими, коническими и спиральными. Успокоители применяются для успокоения колебаний подвижных частей и получения в реле времени необходимой выдержки времени. Наиболее часто применяются магнитные и механические успокоители. Магнитное успокоение создается за счет увеличения постоянной времени магнитного потока или использования вихревых токов. Замедленное нарастание или спадание потока в магнитной системе при ее включении или отключении позволяет получить в реле необходимую выдержку времени. Успокоение колебаний подвижной части реле осуществляется за счет взаимодействия вихревых токов, индуктированных в подвижной части (алюминиевом диске, барабанчике) с полем постоянного магнита. Механические успокоители выполняются масляными, воздушными и др. При масляном успокоении якорь связан с поршнем, который движется в цилиндре, наполненном вязкой жидкостью. Воздушные успокоители выполняются аналогично масляным, но обладают меньшим эффектом успокоения. Исполнительным элементом у контактных реле являются контакты. Условия работы контактов оказывают большое влияние на выбор их конструкции, размеров и материала, из которого они выполняются. В реле малой мощности подвижные и неподвижные контакты крепятся на упругих пластинках из фосфористой бронзы, латуни и т. д. Они обеспечивают необходимое нажатие и провал контактов. В более мощных реле применяются мостиковые контакты. В этом случае неподвижные контакты укреплены на пружинящих пластинках или жестком основании. У мощных реле иногда применяют пальцевую систему контактов. Большое разнообразие существующих реле можно классифицировать по различным признакам. По принципу действия воспринимающих элементов различают реле: электромагнитные, поляризованные, магнитоэлектрические, электродинамические, индукционные, тепловые, электронные, полупроводниковые и т. п. По принципу воздействия на управляемую цепь реле делятся на контактные и бесконтактные. Первые воздействуют на управляемую цепь путем замыкания или размыкания ее при помощи своих контактов. Вторые осуществляют управление за счет скачкообразного (релейного) изменения параметров (индуктивности, емкости и т. п.) своего исполнительного элемента, включенного в управляемую цепь. К таким реле относятся полупроводниковые, магнитные и др. В зависимости от входного параметра различают реле тока, напряжения, мощности, частоты и других величин. Все они могут реагировать не только на максимальное или минимальное значение, но и на разность величин (дифференциальные реле). Некоторые реле реагируют на изменение знака или на скорость изменения входной величины. По способу включения воспринимающего элемента различаются первичные, вторичные и промежуточные реле. Первичные реле включаются непосредственно в контролируемую цепь, а вторичные — через измерительные трансформаторы тока и напряжения. Промежуточные реле работают от исполнительных элементов других аппаратов и предназначаются для усиления сигнала, увеличения числа управляемых цепей и т. п. По способу воздействия исполнительного элемента на объект управления различают реле прямого и косвенного действия. Реле прямого действия своим исполнительным элементом непосредственно управляет контролируемой цепью. Реле косвенного действия воздействует своим исполнительным элементом на контролируемую цепь через другие аппараты. Реле защиты электропривода — обычно вторичные, косвенного действия и рассчитываются на выходные токи порядка единиц ампер. Реле управления электроприводами чаще всего исполняются как первичные реле прямого действия; воспринимающие элементы допускают токи до тысяч ампер, а исполнительные — до единиц.
Одной из основных характеристик реле является зависимость выходного параметра Y от входного X. При отсутствии входного сигнала контакты исполнительного элемента разомкнуты и ток в управляемой цепи равен нулю. При изменении входного сигнала X от нуля до некоторого его значения Хср выходной параметр Y равен нулю либо своему минимальному значению Ymin —для бесконтактных реле (рис. 5.1.1). При X ³ Хср выходная величина скачком изменяется до значения Ymах, т.е. происходит срабатывание реле. Если затем уменьшить входной параметр до Хотп, наблюдается обратное скачкообразное изменение выходной величины Y до значения Y = 0 или Y = Ymin. которое остается неизменным при дальнейшем уменьшении X. Значение входного параметра Хср, при котором происходит срабатывание реле (якорь притягивается), называется параметром срабатывания, а значение входной величины Хотп, при котором реле отключается (якорь отпадает), — параметром отпускания. Величина параметра срабатывания или отпускания, на которую настроено реле, называется уставкой. Отношение параметров отпускания к срабатыванию называется коэффициентом возврата: Отношение рабочего значения входного параметра Хр, подаваемого для срабатывания реле, к величине уставки на срабатывание называется коэффициентом запаса по срабатыванию: Параметром, характеризующим усилительные свойства реле, является коэффициент усиления по мощности: Одним из параметров релейных устройств является чувствительность. Под чувствительностью понимают ту минимальную входную величину энергии (мощности), которая еще способна вызвать скачкообразное изменение выходной величины. Применительно к электромагнитным реле чувствительность обычно характеризуется МДС срабатывания. В практике она выражается через ток или напряжение срабатывания, так как число витков для данного реле — величина постоянная. Время срабатывания — промежуток времени от момента появления входного параметра (X > Хср) на воспринимающем элементе до момента скачкообразного изменения выходного параметра. Время срабатывания t ср для контактных реле складывается из времени трогания t тр и времени движения t дв подвижных частей реле до момента воздействия на исполнительный элемент (рис. 5.1.2). Время срабатывания и отпускания реле зависит от его конструкции и схемы включения. На рис. 5.1.2, а представлена зависимость тока от времени в управляемой цепи, а на рис. 5.1.2, б — та же зависимость в управляющей цепи.
Время от момента замыкания контактов до момента прекращения действия входного параметра называется рабочим периодом реле t раб. Промежуток времени от момента снятия входного сигнала с воспринимающего элемента до момента прекращения воздействия исполнительного элемента на управляемую цепь называется временем отпускания реле t отп. Полное отключение управляемой цепи произойдет после погасания дуги. Требования, предъявляемые к судовым реле, в значительной степени определяются условиями, в которых они работают. Судовые реле должны нормально работать в следующих режимах: · реле переменного тока при кратковременном (в течение 5с) снижении линейного напряжения на 35% и повышении на 10%; при длительном снижении напряжения на 15% и изменении частоты на 5% номинальной; · реле постоянного тока при кратковременном повышении напряжения на 10%; при длительном повышении напряжения на 5% и длительном снижении напряжения на 20% номинального.
|