Материал: Конспект лекций по курсу Электрические и электронные аппараты. Гуляев А.А., Королев Н.И

9.Допустима частота срабатывания ( малая - 1 в мин., средняя -до 10 в сек, большая - более 10 в сeк).

10.Время срабатывания и отпускания - tср и tотп. 11.Срок службы - (1-10) 10 циклов.

Требования к реле в основном определяются их назначением. Так реле защиты энергосистем работают в облегченных условиях (без ударов, вибрации, коррозии, аварийные режимы редки ...) поэтому к ним нет больших требований по износоустойчивости. Основными требованиями к ним являются: селективность (они должны отключать только поврежденный участок), быстродействие, чувствительность и надежность.

Реле схем защиты и автоматики электропривода работают в худших условиях ( удары, вибрация, при большой частоте включения...), поэтому главными требованиями к ним является повышенная износоустойчивость (I07 циклов) и высокая надежность.

Электромагнитные реле - простота и надежность обеспечили широкое применение таких реле.

Для клапанной системы (рисунок 10.2) с учетом линейной зависимости

силы пружины от ее деформации и небольшого , сила противодействующих пружин приведенная к сердечнику меняется линейно с изменением зазора (Fпр - мала и ею обычно пренебрегают). Из сопоставления тяговой и механической характеристик ясно, что для включения реле должно быть: Fтяг1>Fтяг. Для

имеется это соотношение называется током возврата Iотп=Iвозвр.

Для защиты энергосистем и реле управления, контролирующих входной параметр в узких пределах коэффициент возврата должен быть возможно ближе к единице.

Для увеличения Кв необходимо приближать Fмех( ) к Fтяг( ) и стремиться к возможно меньшим F (при к ), т.е. Fмех( ) должна быть нелинейной, что возможно применением нескольких пружин. Однако, конструктивно это сложно (прим. редко).

58

Для клапанного механизма с одной возвратной пружиной рекомендуется брать пружины с max жесткостью с тем, чтобы Fмех( ) совпала с касательной в

(для клапанной системы) т.к. к не меняется, то Iср остается одним и тем

- что и требовалось доказать.

Для некоторых случаев схем автоматики требуется, чтобы ток или напряжение отпускания были значительно ниже Iтр или Uтр в этом случае

применяют реле с низким Кв. Для электромагнитов переменного тока Fтяг( ) более полога, чем у постоянного тока, ее легче согласовать с механической характеристикой и поэтому в реле переменного тока легче получить высокий

Кв.

Реле для энергосистем (пример - ЭТ, рисунок 10.3).

Для постоянного тока большие возможности дает поворотная система электромагнитов, позволяющая за счет изменения формы якоря и полюсов получить практически любую тяговую характеристику. Магнитопровод шихтованный, обмотка из 2-х частей выведенных отдельно и позволяет соединять секции последовательно и параллельно, якорь из тонкого листа электротехнической стали Z-образной формы, при его повороте происходит

насыщение даже при токах близких Iтр, что ограничивает момент в конце хода

59

якоря. Кв=0,85. Подвижный мостиковый контакт шарнирно укреплен на рычаге, связанным с валом, что вместе с масляным демпфером устраняет вибрацию и создает условия для самоуспокоения. - создается пружиной, начальная деформация которой меняется рычагом. Начальное и конечное положение якоря ограничены специальными упорами.

Грубое регулирование Iср осуществляется соединением обмоток (при параллельном соединении Iср увеличивается в 2 раза), а плавное изменение начального натяжения пружины (в 2 раэа), т.о. Iср регулируется в пределах 1-4.

Реле бывают на Iср=0,05-200 А, tср (при Кз 3) 0,02 сек., высокая точность (

5%).

Недостаток - малая мощность контактной системы (50 Вт постоянного тока при 220 В) - необходима тщательная регулировка во избежание вибрации.

Аналогичная конструкция реле напряжения ЭН с обмоткой напряжения. ЭН работают и как max и как min реле. На Кв сильно влияет трение, с ростом Fтр Кв уменьшается. Для устранения этого необходимо, чтобы Fпр>>Fтр.

Гистерезис магнитного материала также ведет к уменьшению Кв, т.к. при трогании намагничивание идет по восходящей ветви, а при отпускании по исходящей. При этом (по отношению к безгистерезисному материалу IТР увеличивается, IОТП уменьшается.

Реле тока и напряжения для управления электроприводом (РЭВ-300) (рисунок 10.4).

В зависимости от обмоточных данных бывают реле тока и напряжения. Постоянного тока с высоким Кв за счет большого конечного зазора и малого хода якоря. U-образный магнитопровод из прутика круглого сечения. Ток срабатывания регулируется в пределах 0,65 Iн путем изменения усилия пружины. При увеличения сжатия пружины растет напряжение трогания и увеличивается время трогания по уравнению:

Изменяется также Кв.

Для увеличения быстродействия реле напряжения рекомендуется брать реле на низкое Uном (24,48В) и последовательно с ним включают добавочное сопротивление из константана. Добавочный резистор позволяет увеличить напряжение при котором срабатывает реле. Его сопротивление выбирают так, чтобы IСР лежал в пределах обеспечивающих быстродействие (0,3Iн Iср 0,5Iн). Кв регулируется изменением конечного зазора к за счет изменения положения неподвижных контактов, (увеличение к ведет к росту Кв). Минимальный

раствор контактов - 1,5 мм; к=0,5мм.

РЭВ -делаются и для защиты в цепях переменного тока (от к.з. и перегрузки - с реле времени). При этом: клапанная магнитная система с опорой

60

на призму, магнитопровод шихтуется. Реле бывают токовые и напряжения (в зависимости от обмотки). При обмотке напряжения оно используется для защиты от исчезновения напряжения. Эти же реле могут использоваться и как промежуточные.

Т.к. токовое реле в исходном состоянии работает с разомкнутой магнитной системой ,то (для устранения вибрации) к.з. виток не ставится.

Токовые реле выполняются на I от 2,5 до 600 А с регулировкой от 110 до 700%

Iн.

Реле напряжения работает с замкнутой магнитной системой, поэтому к.з. виток обязателен, Кв =0,2-0,4, регулировка в пределах 70-85%.

Реле защиты схем электропривода рассмотрим на основе упрощенной схемы защиты двигателя постоянного тока от к.з. (рисунок 10.5). При повреждении якоря срабатывает максимальное мгновенное реле РМ и размыкает свои контакты в цепи катушки Л линейного контактора. Якорь контактора отпадает и обесточивает двигатель. При этом размыкаются и блокировочные контакты БКЛ. Т.к. ток стал равным 0, то РМ возвращается в исходное состояние (с разомкнутыми контактами), но включение двигателя не произойдет из-за разомкнутости БКЛ.

Возврат РМ в исходное состояние является характерным для схем защиты, поэтому к реле максимальной токовой защиты предъявляются

требования по высокому Кв.

Как известно, для пуска двигателей широко используются командоконтроллеры (КК - пунктир). В нем нет БК, поэтому после обесточивания якорной цепи максимальным реле размыкания пусковой цепи не происходит и т.к. РМ возвращается в исходное состояние, то якорь снова будет в к.з. Затем произойдет повторное отключение, опять включение... В результате поврежденный двигатель многократно будет включаться в сеть, чего нельзя допустить. Для устранения этого недостатка РМ-РЭВ снабжается специальным устройством для предотвращения самовозврата.

Возврат реле в исходное состояние возможен вручную или, для дистанционного управления, специальным электромагнитом. Основные

требования к РМ - быстрое срабатывание (tср не более 0,05 сек.), широкое регулирование тока срабатывания, вибро- и ударостойкость. Реле РМ могут быть использованы и для защиты от перегрузок (в этом случае выдержка времени независимая от тока перегрузки создается отдельным реле времени), но сейчас, как правило, для такой защиты применяют тепловое реле.

Индукционное реле тока и напряжения.

Реле имеет (рисунок 10.6) электромагнит 1, охватывающий своими полюсами, укрепленный на оси металлический диск-2. На верхнем и нижнем

полюсах электромагнита укреплены к.з. витки -3. Токи в обмотках реле IР и к.з.