Ток срабатывания реле: Определяем ток срабатывания реле

Содержание

Определяем ток срабатывания реле

I с. р = I с. з. * К с х / Ктт,

Где Ксх- коэффициент схемы. При схеме соединения трансформаторов тока и реле в неполную звезду Ксх= 1.

Ктт - коэффициент трансформации трансформаторов тока.

Ктт = I / I,

Где I - первичный номинальный ток трансформаторов тока равный 30 А.

I - вторичный номинальный ток трансформаторов тока равный 5 А.

Ктт = 30 / 5 = 6

I c.р. = 43,59 * 1 / 6 = 7,26 А.

Принимаем реле тока РТ – 40 / 10 с током уставки равным 10 А

Определяем действительное значение токов срабатывания защиты

I с.з. д. = I у. * Ктт

I с.з.д. = 10 * 6 = 60 А

Определяем чувствительность защиты

К ч = I к. з. min / I с.з.д.> 1,5,

Где I к.з min - двухфазный ток короткого замыкания в конце ЛЭП

I к.з min = 1387.1 А

К ч = 1387,1 / 60 = 23,1

К ч > 1,5

Вывод: чувствительность защиты будет обеспечена.

Для защиты ЛЭП от максимальных токов короткого замыкания предусматриваем максимальную токовую отсечку. Отсечка защищает лишь часть линии. Выполняем отсечку на реле РТ – 40, действующих без выдержки времени. Отсечкой быстро отключается повреждённый участок.

Селективность максимальной токовой отсечки обеспечивается благодаря тому, что ток срабатывания отсечки выбирают больше максимального тока короткого замыкания в месте установки предыдущей защиты.

Определяем ток срабатывания отсечки.

I c = Кн * I к.з max.

Где Кн - коэффициент надёжности, принимаемый для реле РТ – 40 равным 1,4 ( Кн = 1,4)

I к.з. max - максимальный ток трёхфазного короткого замыкания в месте установки смежной, более удалённой от источника питания защиты

I к.з max = 1594.38 А

I с.о. = 1,4 * 1594,38 = 2232,1 А

Определяем ток срабатывания реле

I с.р. = I с.о. * Ксх / Ктт ,

I с.р. = 2232,1 * 1 / 6 = 372 А

Принимаем реле РТ – 40 / 400 с I у = 400 А

Уточняем значение тока срабатывания защиты МТО ( максимальной токовой отсечки )

I с. о = I у * Ктт / Ксх ,

I с. о = 400 * 6 / 1 = 2400 А

Целесообразность применения защиты без выдержки времени проверяем по условию:

I с. о < I к.з. min / 1.8

Где I к.з. min - минимальное значение тока короткого замыкания в начале линии

I к.з. min = 2718 A

2718 / 1.8 = 1510 A

I с. о. =2400 А > 1510 А

Условие не выполняется, поэтому отсечка не целесообразна.

В ЛЭП напряжением 35 кВ наиболее часто происходит однофазное замыкание на землю, которое приводит к ненормальному режиму работы ЛЭП, но не влияет на функционирование потребителей. Поэтому согласно ПУЭ режим замыкания на землю допустим в течение времени, необходимого для отыскания и устранения неисправностей. Это время должно быть минимальным.

При замыкании на землю напряжение повреждённой фазы относительно земли становится равным нулю, а здоровых фаз повышается в

√ 3 и становится равным междуфазному.

Провода воздушной линии обладают ёмкостью по отношению к земле, и через неё течёт ток замыкания на землю. Сила этого тока невелика, она составляет единицы или десятки ампер, но при некоторых условиях может вызвать отрицательные последствия. Поэтому необходимо знать силу тока замыкания на землю, чтобы оценить возможную опасность от его прохождения в сети.

Определяем ток замыкания на землю в ЛЭП – 35 кВ.

I з.н.з. = U * L / 350 .

Где U - линейное напряжение, кВ;

L - общая длина ЛЭП, км.

I з. н.з = 35 * 15,9 = 1,59 А

В ЛЭП – 35 кВ , имеющих железобетонные опоры , ток замыкания на землю во всех случаях не должен превышать 10 А.

При токе однофазного короткого замыкания равным 1,59 А нет необходимости немедленно отключать линию, и она может работать до тех пор , пока не будет найден и отключен для ремонта повреждённый участок. Обычно это рекомендуется выполнить в течение не более 2 ( двух ) часов.

Для нахождения повреждённого участка применяют неселективную и селективную сигнализацию о замыкании на землю с помощью устройства УСЗ – 2 и УСЗ – М, селективную защиту ЗЗП – 1М, а также переносные устройства для измерения расстояния до точки ЗЗ ( замыкания на землю ).

Возникающие в ЛЭП – 35 короткие замыкания могут быть устойчивыми или неустойчивыми. В любом случае ЛЭП отключается релейной защитой, и электроснабжение потребителей на некоторое время прерывается. Чем быстрее восстанавливается электроснабжение, тем меньший ущерб будет причинён потребителям.

Для этого предназначено автоматическое повторное включение ( АПВ ).

Для ЛЭП – 35 кВ предусматриваем трёхфазное однократное АПВ. По способу воздействия на привод выключателя – электрическое ( релейное ).

Согласно ПУЭ устройства АПВ должны удовлетворять следующим требованиям:

АПВ должно происходить при отключении выключателя релейной защитой, за исключением срабатывания релейной защиты сразу после оперативного включения выключателя.

Это необходимо во избежание включения при устойчивом коротком замыкании;

АПВ не должно осуществляться при оперативном отключении выключателя дистанционно или по каналам телеуправления;

Необходим автоматический возврат, т. е . готовность к новому действию через небольшой интервал времени после успешного срабатывания;

Должна быть обеспечена достаточная длительность импульса для надёжного включения выключателя.

При быстром отключении повреждённого элемента менее существенны последствия неисправности. Поэтому целесообразно ускоренное включение после неуспешного АПВ

К основным требованиям к АПВ можно отнести следующие:

  • интервал времени между аварийным отключением и подачей импульса на действие АПВ должен быть по возможности наименьшим, но при этом большим, чем время необходимое для деионизации дугового промежутка в месте повреждения, а при АПВ, выполняемом на выключателях с гасительными камерами, - больше времени, необходимого для заполнения гасительной камеры маслом.

    Для ЛЭП – 35 кВ и ниже время деионизации дугового промежутка t д ≤ 0,1с и практически не влияет на выбор времени действия АПВ. Время, необходимое для заполнения маслом гасительной камеры, принимают равным 1 с

В соответствии с ПУЭ время подачи первого импульса на АПВ составляет 0,3…2 с

АПВ должно действовать с установленной для него кратностью.

ТОК СРАБАТЫВАНИЯ - это... Что такое ТОК СРАБАТЫВАНИЯ?

ТОК СРАБАТЫВАНИЯ

наименьшая сила тока в защищаемой электрич. цепи, необходимая для срабатывания токовой защиты. Для определения Т. с. следует знать параметры трансформатора тока, питающего реле, и силу Макс. рабочего тока в цепи защищаемого объекта. Правильный выбор Т. о. обеспечивает чувствительность, а в нек-рых случаях и селективность защиты.

Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004.

  • ТОК СМЕЩЕНИЯ
  • ТОКА СТАБИЛИЗАТОР

Смотреть что такое "ТОК СРАБАТЫВАНИЯ" в других словарях:

  • ток срабатывания — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN operating currentoperative currentpickup currentwork… …   Справочник технического переводчика

  • ток срабатывания — suveikimo srovė statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. operating current; operative current; tripping current vok. Ansprechstrom, m rus. ток срабатывания, m pranc. courant de déclenchement, m; courant de fonctionnement, m …   Automatikos terminų žodynas

  • ток срабатывания — suveikimo srovė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl.

    minimum working current; operative current; tripping current vok. Ansprechstrom, m; Ansprechstromstärke, f rus. ток срабатывания, m pranc. courant de déclenchement, m; courant minimum de …   Fizikos terminų žodynas

  • ток срабатывания (защитного устройства) — Определенное значение электрического тока, вызывающего срабатывание защитного устройства в течение определенного времени. [ГОСТ Р МЭК 60050 826 2009] Условный ток срабатывания больше, чем номинальный ток или установленный ток устройства, а… …   Справочник технического переводчика

  • ток срабатывания (реле) — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN pull in currentseal in current …   Справочник технического переводчика

  • ток срабатывания максимального реле или расцепителя тока — Минимальное значение тока, при котором срабатывает реле или расцепитель [ГОСТ Р 50030. 1 2000 (МЭК 60947 1 99)] EN operating current (of an over current relay or release) value of current at and above which the relay or release will operate [IEC… …   Справочник технического переводчика

  • ток срабатывания с залипанием — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN latching current …   Справочник технического переводчика

  • ток срабатывания (защитного устройства) — (conventional operating current (of a protective device)): Определенное значение электрического тока, вызывающего срабатывание защитного устройства в течение определенного времени. 826 11 20 [195 05 15] 826 12 01 [195 01 04] Источник: ГОСТ Р МЭК… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ток срабатывания (максимального реле или расцепителя тока — 2.4.36 ток срабатывания (максимального реле или расцепителя тока ): Минимальное значение тока, при котором срабатывает реле или расцепитель. Источник: ГОСТ Р 50030.1 2000: Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 1. Общие… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ток срабатывания (максимального реле или расцепителя тока) — 2.4.36 ток срабатывания (максимального реле или расцепителя тока): Значение тока, при котором и выше которого срабатывает реле или расцепитель. Источник: ГОСТ Р 50030.1 2007: Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 1. Общие… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Примеры расчетов релейной защиты | Индукционные реле тока | РЗиА

Страница 6 из 9

Ниже рассмотрена  методика  расчета  на   трех  конкретных примерах.

Пример 1. Защита распределительной линии. Электроснабжение городского микрорайона осуществляется по распределительной линии U = 10 кВ, к которой могут быть подключены до шести однотрансформаторных подстанций (рис. 16). Трансформаторы ТМ-400/10. 5Н0М = 400 кВ-А, UB/UHH= 10/04 кВ, Iном=23,1 А, схема соединения Y/Y, ик = 4,5%. Трансформаторы защищены предохранителями ПКТ, номинальный ток плавкой вставки Iпном = 50 А. Уставка по времени последующей защиты 1 с. Оборудование ячейки: трансформаторы тока ТПЛ-10, Kj— 200/5, два реле типа РТ-85/1 подключены к сердечнику класса Р по схеме неполная звезда (рис. 17). Привод ПП-67 имеет два встроенных реле РТМ-1 (уставки 5-10 А). Ток трехфазного КЗ на шинах РП Iктах = 6000 А. Ток двухфазного КЗ в конце линии Iктiт = 3500 А. Ток трехфазного КЗ на шинах 0,4 кВ I'ктах = 513 А* Ток Двухфазного КЗ на шинах ОД кВ Iктш= 444 А.
Требуется рассчитать уставки релейной защиты и проверить пригодность трансформаторов тока.
Для выполнения требований 4 и 5.1 ток срабатывания защиты Iс э определяется по формуле  

где кОТС - коэффициент отстройки, учитывающий погрешность работы реле и необходимый запас; для реле серии РТ-80 принимается котс = 1,2. Для нагрузки бытовых потребителей принимается по опыту эксплуатации кзап = 1,2. В формулу входит коэффициент возврата к& так как ток возврата реле должен быть также отстроен от максимальной нагрузки, иначе реле, сработав при КЗ в смежной зоне, после ликвидации КЗ основной защитой поврежденного участка может не возвратиться и вызвать излишнее отключение. Для реле серии РТ-80 принимается кв= 0,8.

 

 


Рис, 16. Расчетная схема участка городской сети


Рис. 17. Схема соединения трансформаторов тока и реле в неполную звезду

Определяем   максимальный   ток   нагрузки,   исходя   из   возможности 100%-ной загрузки всех трансформаторов:

 

 

 

Рис. 18. Карта селективности:
1 — характеристика предохранителя ПКТ-10/50; 2 — характеристика реле

Для выполнения требования 2 необходимо, чтобы при всех токах, превышающих 1п ноы, время действия защиты превышало время плавления вставки. Если на одном рисунке изобразить характеристики реле, приведенные к первичному току, и вставки предохранителя, то характеристика реле должна быть расположена выше (рис. 18). Такой рисунок называется картой селективности. Приняв ступень селективности равной 0,5 с, устанавливаем, что для обеспечения селективности с последующей защитой рассматриваемая нами защита должна иметь время в независимой части характеристики (н ч = 1 - 0,5 = 0,5 с.
По характеристике реле определяем, что при токе срабатывания его время составит 6 с. Исходя из этого поступаем следующим образом. Перестраиваем участок характеристики вставки 3/п ном "Г201Г] номв равномерную шкалу. Проводим от точки 6 с на оси ординат горизонтальную прямую до пересечения с характеристикой и на оси абсцисс определяем ток, при котором вставка перегорит за 6 с. Умножив этот ток на 1,4, получим ток срабатывания защиты. В данном случае

Iсз=1,4*180=252А.

Этот ток удовлетворяет и предыдущему требованию. Коэффициент 1,4 учитывает время гашения дуги в предохранителе, разброс характеристики по току до 20% и др. Нанеся остальные точки характеристики реле, убеждаемся, что селективность обеспечивается при всех токах. Далее на карту селективности наносим характеристик последующей защиты. Затем, определяем ток срабатывания репе:


где ксх — коэффициент схемы, равный 1 для двухрелейной схемы неполная звезда.
Получаем
По шкале уставок реле типа РТ-85/1 выбираем ближайшую в сторону увеличения уставку, равную 7 А. Окончательно определяем ток срабатывания зашиты:

Iсз = 7(200/5) = 280 А.

Проверим чувствительность защиты:
Проверим чувствительность защиты в качестве резервной. Необходимо убедиться, что защита чувствительна по меньшей мере к току двухфазного КЗ на шинах 0,4 кВ
Мы убедились, что зашита удовлетворяет всем вышеприведенным требованиям. Принятые уставки: 1 = 280 А, уставка по шкале реле 7 А, время в независимой части характеристики 0,5 с.
Напомним, что приводя уставки защиты, время следует указывать в независимой части характеристики, а не при токе срабатывания.
Следует отметить недостаток этой методики расчета. Он заключается в том, что при построении карты селективности не учтена нагрузка присоединения. Такая селективность является неполной. Однако, если полностью учесть влияние нагрузки, это приведет к загрублению защиты. Так, в нашем примере ток срабатывания защиты составит 252 + 139 = 391 А, а ее чувствительность в качестве резервной кч = 1,13, т. е. дальнее резервирование не будет обеспечено. Поэтому дать какую-либо общую рекомендацию относительно учета влияния нагрузки не представляется возможным. Следует ориентироваться на конкретные условия.
Как мы уже знаем, реле серии РТ-80 позволяет выполнить первую ступень защиты в виде токовой отсечки без выдержки времени. Токовую отсечку целесообразно или даже необходимо использовать в ряде случаев:
1)  для защиты головного участка распределительной линии (от шин РП до первого ТП), если сопротивление этого участка настолько велико, что обеспечивается достаточное различие между токами КЗ в его начале и конце;
2)  если последующая защита имеет выдержку 0,5 с и менее; если выдержка 0,5 с недопустима по условию термической стойкости проводов и кабелей; если от тех же шин питаются крупные синхронные двигатели, требующие по условию их устойчивости мгновенного отключения КЗ. 770 А.
770 Окончательно принимаем Ic 3 0= 770 А. А вторичный ток 1С     0=             =
= 19,5 А. Кратность тока срабатывания отсечки к гоку срабатывания индукционного элемента составит   19,5/7 = 2,75.
Определим коэффициент чувствительности отсечки:
<Ч o-JWc, 3,0= 3500/770 = 4,5 > 1,5.
Переходим к расчетной проверке трансформаторов тока (вариант без токовой отсечки).
1.  Проверка трансформаторов тока на 10%-ную погрешность ведется для тока 5Iс 3= 5 * 280 = 1400 А. Расчетный ток принимается с некоторым запасом
1расч = 1,1-1400 = 1540 А.
Теперь определим нагрузку вторичных обмоток трансформаторов тока ZHr Она складывается из сопротивлений реле Z соединительных проводов Z и переходного сопротивления контактов ZK. Ее значение зависит от схемы соединения токовых цепей, вида КЗ. Для схем соединения неполная звезда при двухфазном КЗ значение нагрузки наибольшее:
ZHr=2Znp + ZK-fZp.                                                                                                  (14)
Если реле находится в ячейке распредустройства, сопротивление соединительных проводов незначительно, и его вместе с переходным сопротивлением контактов можно принять 0,1 Ом. Сопротивление реле определяется по известным потреблению ?р (В * А) и уставке 1С    (А):
W'c2lP ;
тогда
Zp= 10/7Z= 0,2 Ом; ZHr= ОД + 0,2 - 0,3 Ом.
На рис. 19 представлены кривые зависимости кратности тока к номинальному кщ от сопротивления нагрузки ZHr при 10%-ной погрешности. Кривые построены для трансформаторов тока типа ТПЛ-10. Каждому значению ZHf соответствует кратность Iг10, при которой погрешность трансформатора тока I = 10%. По кривой I определяем, что для ZHr = 0,3 Ом, к 10 доп = 18. Это — допустимая кратность тока. Расчетная кратность
*Р= IРасч/'т= 1540/200 = 7,7 < 18.
Таким образом, fcjo доп > к , следовательно, трансформатор тока удовлетворяет условию 10%-ной погрешности.
2.  Определение погрешности трансформатора тока при максимальном токе КЗ. Максимальная кратность
29


Рис. 19. Кривые предельных кратностей трансформаторов тока типа ТПЛ-10:
1 - для К} = 5/5 + 300/5 класса Р; 2 - для Кг = 5/5 + 300/5 класса 0,5; 3 - для Кг = = 400/5 класса Р; 4 - для К, = 400/5 класса 0,5; 5 - суммарная для последовательного включения обмоток классов Р и 0,5 (К} = 5/5 + 300/5) - построена путем суммирования 2НГ доп при одних и тех же значениях А10 по кривым 1 и 2
Определим отношение А = kmax/k10 доп"
Оно составит А = 30/18 = 1,67.

Расчет погрешности трансформаторов тока при максимальном токе КЗ выполнить по предыдущей методике затруднительно. Для каждого типа реле и защиты существует своя допустимая погрешность трансформатора тока, и поэтому потребовалось бы построение семейства кривых, аналогичных рис. 19. Гораздо удобнее пользоваться кривой рис. 20, по которой определяется фактическая погрешность трансформатора тока в зависимости от обобщенной величины А. Зависимость, единая для трансформаторов тока всех типов, построена расчетным и экспериментальным путем для условий работы трансформаторов тока в режиме глубокого насыщения. Как видно из формулы (16), погрешность таким путем определяется для данной нагрузки и при максимальном токе КЗ. По кривой определяем: при А = 1,58 I = 39% < 50%.

3. Определение максимального вторичного тока в реле т. е. не превышает допустимый.
Известно, что значительное число отказов реле вызвано повреждением дешунтирующих контактов: оплавлением, выгоранием, привариванием. Поэтому представляется целесообразным вести расчет с запасом без учета погрешности трансформаторов тока.
4. Проверка трансформатора тока на 10%-ную погрешность после дешунтирования при том же токе *расч- Для этого определим сопротивление электромагни-

Рис.щ ток, вычисленный с ее учетом, будет больше, чем ток возврата. Несоблюдение этого условия приведет к "прыга-нию" реле. Для обеспечения большей надежности погрешность определяется при кратности к'тах = 1,5 красч Тогда к'тах = 1,5-7,7 = 11,55; кдОП= 4; А = 11,55/4 = = 2,9; /=54%.
Определим ток возврата электромагнитного элемента реле (первичный)
'в=*в*с,э                                                                                                                 
где кв — коэффициент возврата якоря реле, принимаемый 0,4 (не следует путать его с коэффициентом возврата индукционного элемента).
Получим 1В= 0,4 -280 = 112 А.
Чувствительность защиты
Низкий коэффициент возврата якоря способствует его удержанию при снижении вторичного тока.
Для проверки надежной работы электромагнита отключения погрешность трансформатора тока рассматривается при другом значении расчетного тока, а именно



Его кратность красч = 360/200 =1,8 при к10 доп= 4,/<10%. чувствительность электромагнита отключения проверяется по формуле, аналогичной (18), но без учета коэффициента возврата
Согласно [6] минимальное значение коэффициента чувствительности электромагнитов отключения должно быть на 20% больше принимаемого для защиты, т. е. 1,8.
Мы убедились в пригодности трансформаторов тока. Однако в некоторых случаях расчеты могут выявить их непригодность. Замена трансформаторами тока с увеличенными коэффициентами трансформации дает уменьшение погрешностей и снижает вторичный ток. В то же время снижается чувствительность электромагнита отключения в схемах с дешунтированием. Другой путь снижения погрешности - последовательное соединение вторичных обмоток обоих классов трансформаторов тока, если обмотка класса 0,5 не задействована для учета.

Пример 3. Защита силового трансформатора. Нагрузка двухтрансформаторной подстанции небольшого промышленного предприятия является комплексной (обобщенной), причем 50% нагрузки приходится на долю электродвигателей 0,4 кВ.Urn, = = 6/0,4 кВ, 1ном= 61 А, схема соединения обмоток Y/Y, ик=4,5%.
Трансформаторы тока типа ТПЛ-10, К{= 150/5 А, реле подключены к сердечнику класса Р. Привод ПП-67 с двумя реле РТМ-1. Двухсекционное РУ 0,4 кВ оснащено устройством автоматического ввода резерва (АВР). Трансформаторы подключены к шинам 0,4 кВ через автоматические выключатели ABM-ЮС, имеющие расцепители максимального тока типа 2. Уставка расцепителя J = 1000 А (рис. 21). Релейная защита выполнена с помощью двух реле РТ-85 по схеме неполная звезда. Требуется рассчитать уставки защиты.
Согласно [6] защита должна действовать при междуфазных КЗ в обмотках и на выводах трансформатора, витковых замыканиях, недопустимых перегрузках. При КЗ на шинах 0,4 кВ защита должна действовать в качестве резервной. Желательно, чтобы она была чувствительной к однофазным КЗ на землю на стороне 0,4 кВ до автоматического выключателя. Однако в большинстве случаев не удается достичь требуемой чувствительности, и для защиты от однофазных КЗ применяется отдельное устройство. Вопросы защиты трансформатора подробно рассмотрены в [8]. В то же время защита не должна действовать при увеличении тока после автоматического включения секционного выключателя с последующим самозапуском электродвигателей. Необходимо также обеспечить селективность с расцепителями максимального тока.
Ток срабатывания максимальной токовой защиты можно определять по формуле


где 1нг — нагрузка второго трансформатора, подключившаяся после АВР. ПринимаемIмг=0,7iHOM,
1,2(2,4-0,7-61 + 61)
1Г    = * -------'---------------- = 244 А;
С'3                  0,8
244
1Г    =---------- = 8,1 А.
с'р       150/S
Принимаем уставку J = 8 А, Iс з = 240 А. Уставка по времени в независимой части характеристики принимается 0,5—0,8 с. Большее время принимать ие следует во избежание недопустимого завышения уставки предыдущей защиты. Примем fj = 0,7 с. Тогда при ступени селективности Д( = 0,5 с защита на автоматическом выключателе должна иметь выдержку времени tj= t, - At ^ = 0,7 - 0,5 = 0,2 с.тт. Если пренебречь сопротивлением питающей системы, то эти токи можно определить по известным формулам:

Согласно [6] коэффициент чувствительности должен быть не менее 1,5. Однако, учитывая возможность КЗ через дугу, а также некоторое уменьшение тока КЗ

Рис. 21. Расчетная схема двухтрансформаторной подстанции к примеру 2

Рис. 22. Карта селективности:
1 — характеристика расцепителя; 2 — характеристика реле

Однорелейная схема имеет различную чувствительность к одному и тому же значению тока, зависящую от вида КЗ и поврежденных фаз. Наименьшая чувствительность имеет место при двухфазном КЗ между фазами, в одной из которых трансформатор тока отсутствует. Ток в реле в этом случае



кратность 67,8/8 = 8,5.
Расчетная проверка трансформаторов тока выполняется по методике, изложенной в примере 1.

Пример 4. Защита двигателя. Асинхронный двигатель типа А-13-53-8, Рном= 500 кВт, Iном = 59,5 A, Uном= 6 кВ предназначен для насоса. Ток трехфазного КЗ на выводах двигателя IКтах = 5000 А. Пуск двигателя осуществляется прямым включением в сеть, причем кратность пускового тока ктск= 5. Самозапуск не предусмотрен. Оборудование ячейки: привод выключателя ПЭ-11, трансформаторы тока типа ТПЛ-10, К{~ 150/5 А. Рассчитать защиту ст КЗ и перегрузок.
Как известно, при возникновении КЗ двигатель должен быть отключен мгновенно, иначе произойдут серьезные разрушения, требующие капитального ремонта или даже приводящие двигатель в состояние полной негодности. Поэтому в качестве защиты от междуфазных КЗ должна применяться токовая отсечка. Ее ток срабатывания Ic  3   0 должен быть отстроен от пускового тока JnvcK;
Iсзо = котс*Iпуск =котс*кпускIном                                                                          
Для отсечек с реле серии РТ-80 и реле прямого действия принимается kотс = 2. Такое большое значение коэффициента отстройки принято в связи с возможностью броска намагничивающего тока в момент пуска., который составляет

Принимаем Ic = 5 A, Ic э = 87 А. Кратность отсечки 35/5 = 7. Если защита действует на сигнал и технологическую разгрузку, следует выбрать реле типа РТ-84/1. Чтобы защита не срабатывала при затяжном пуске, уставку по времени следует принять максимальной, т. е. 16 с в независимой части характеристики.

Регулировка реле РТ-40 | Бесплатные дипломные работы на DIPLOMKA.NET

Реле максимального тока серии РТ-40, РТ-140 применяются в качестве измерительных реле в схемах релейной защиты.
Реле тока типов РТ-40/Р предназначены для применения в схемах устройств резервирования отказа выключателей, а также в специальных схемах защиты на номинальные токи 1 или 5 А.
Реле тока мгновенного действия типа и РТ-40/Ф применяются в схемах защиты установок переменного тока в тех случаях, когда требуется загрубление защиты при появлении высших гармоник тока.
Реле максимального тока типа РТ-40/1Д применяется в схемах защиты переменного тока в тех случаях, когда требуется 6ольшая кратность длительно допустимого тока к току срабатывания реле.

Технические характеристики

Реле тока серии РТ-140 выпускаются в унифицированном корпусе СУРА и приспособлены для переднего или заднего присоединения внешних проводников только под винт. Основные технические данные реле РТ-40, РТ-140 приведены в табл. исполнений. Коэффициент возврата реле не менее 0,85 на первой уставке и не менее 0,8 на остальных уставках шкалы. Реле имеет один замыкающий и один размыкающий контакты. Коммутационная способность контактов в цепи постоянного тока - 60 Вт, в цепи переменного тока - 300 ВА при напряжении не более 250 В и токе не более 2 А. Масса не более 0,85 кг.
Реле РТ-40/Р имеет один замыкающий и один размыкающий (для заднего присоединения) контакты. Коммутационная способность контактов в цепи постоянного тока - 60 Вт, в цепи переменного тока - 300 ВА при напряжении не более 250 В и токе не более 2 А.
Коэффициент возврата реле на любой уставке не менее 0,7. Потребляемая мощность реле на любой уставке не более 30 ВА. Масса не более 3,5 кг.
Пределы уставок на ток срабатывания РТ-40/Ф: от 1,75 до 17,6 А при частоте 50 Гц; токи срабатывания реле при частоте 150 Гц возрастают не менее чем в 8 раз. Номинальный ток реле Iн=6,3 А. Коэффициент возврата реле на любой уставке не ниже 0,8. Реле имеет один замыкающий и один размыкающий контакты. Коммутационная способность контактов:
- в цепи постоянного тока 60 Вт;
- в цепи переменного тока 300 ВА при напряжении не более 250 В и токе не более 2 А.
Масса не более 3,5 кг.
Пределы уставок тока срабатывания реле РТ-40/1Д от 0,15 до 1 А.
Коэффициент возврата реле на любой уставке не менее 0,7.
Реле термически устойчиво при длительном протекании тока, равного 6,93 А.
Реле имеет один замыкающий и один размыкающий контакты.
Коммутационная способность контактов в цепи постоянного тока - 60 Вт, в цепи переменного тока - 300 ВА при напряжении не более 250 В и токе не более 2 А.
Масса не более 3,5 кг.

Устройство и принцип действия

Реле тока мгновенного действия РТ-40 (рисунок 1, а) состоит из закрепленной на цоколе 17 фигурной алюминиевой стойки 3, на которой размещены П-образный магнитопровод 1 с обмоткой 2 и подвешенная на верхней цапфе 5 подвижная система в с1оставе якоря 15, несущего пластмассовую колодку 6 с подвижным контактом 7, и гасителя колебаний 4. Две пары неподвижных контактов 19 (рисунок , б) с передними и задними упорами 20 и 18 закреплены на основании 8.
При прохождении тока по обмотке 2 (рисунок 1, а) создается магнитный поток, под действием которого якорь 15 притягивается к полюсам магнитопровода 1 и стремится повернуть по часовой стрелке подвижную систему, чему препятствует противодействующая пружина 13. При достижении тока срабатывания реле подвижная система, преодолевая противодействие пружины 13, связанной наружным концом с поводком 14, а внутренним — с втулкой 12, поворачивается и размыкающие (правые) контакты размыкаются, а замыкающие (левые) — замыкаются. После срабатывания реле при снижении тока в обмотке до тока возврата реле его подвижная система вернется а исходное положение, определенное упором 16: размыкающие (правые) контакты замкнутся, а замыкающие (левые) — разомкнутся.

Рисунок 1 – Электромагнитное реле тока РТ-40: в—устройство, б — неподвижные контакты, в —узел регулировки уставок

В необходимых случаях для регулирования тока срабатывания реле применяют последовательное или параллельное соединение обмоток 2 (ступенчатая регулировка) или изменяют натяжение пружины 13 (рис. 105, в), выбирая соответствующее положение стальной скобы 11, закрепляемой фасонным винтом 21 с гайкой 22, втулкой 12 и пружинной шайбой 23 (плавная регулировка). При этом положение скобы 11 фиксируется, указателем уставок 10 и шкалой 9.

Проверять и налаживать реле рекомендуется в лаборатории, используя специальные электрические устройства. Проверку реле начинают с внешнего осмотра: проверяют наличие пломб, целостность кожуха и плотность прилегания его к цоколю, состояние уплотнений, очистка реле.
После снятия кожуха приступают к внутреннему осмотру: очищают детали, проверяют затяжку винтов, гаек, крепящих пружин, контакты, подпятники, магнитопроводы; проверяют надежность внутренних соединений; регулируют механическую часть реле; контакты тщательно очищают и полируют воронилом (пользоваться надфилем или абразивными материалами нельзя).
Далее измеряют сопротивление изоляции мегомметром 1000 В между электрическими частями реле и корпусом, которое должно быть не менее 10 МОм, проверяют уставки. Если обнаружены дефекты, выходящие за возможность устранения их в лаборатории, реле заменяют новым.
Ремонт — это комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности электротехнических устройств, восстановлению их ресурсов или их составных частей. Под операцией ремонта понимают законченную часть ремонта, выполняемую на одном рабочем месте исполнителями определенной специальности, например: очистка, разборка, сварка, изготовление обмоток и т.д.
Существует несколько методов ремонта: ремонт эксплуатирующей организацией, специализированный, ремонт предприятием — изготовителем изделия. Последние два метода имеют существенные преимущества, которые позволяют достигнуть высоких технико-экономических показателей путем применения нестандартизированного высокопроизводительного эффективного оборудования, производства запчастей, внедрения современной технологии, близкой к технологии электромашиностроительных заводов, с применением новых материалов. Эти методы позволяют создать обменный фонд из новых или отремонтированных электрических машин и другого оборудования распространенных серий и типов. Но эти методы исключают возможность оперативного ремонта ответственного и нетипового оборудования, оборудования, изготовленного зарубежными фирмами, и оборудования старых марок. Кроме того, не решается проблема технического обслуживания, составляющего более 80 % трудоемкости ремонта электрических сетей и крупногабаритного оборудования (трансформаторные подстанции, распределительные устройства, щиты управления и др.). Надежность, бесперебойность и безопасность работ электрооборудования и сетей может быть обеспечена правильной системой ремонта электрооборудования эксплуатирующей организацией. Такой системой является планово-предупредительный ремонт, представляющий собой форму организации ремонта, состоящей из комплекса организационно-технических мероприятий, обеспечивающих выполнение технического обслуживания и профилактического ремонта.

Ремонтные работы, регулировка

Устройства защиты и автоматики проходят следующие эксплуатационные проверки: проверка при новом включении; полная плановая проверка; частичная проверка; дополнительные проверки
Наиболее полная проверка реле производится при новом включении и наличии явных неисправностей, требующих осуществлять в лабораторных условиях полную разборку реле. При плановых и дополнительных проверках, как правило, не производят разборку реле. Объем механической проверки при этом оценивается по результатам предварительно снятых электрических характеристик, отклонение которых от заданных величин указывает на ту или иную неисправность реле.
Следует отметить, что излишняя разборка реле без достаточных на то оснований нежелательна.
При ревизии, регулировке и ремонте любых реле защиты и автоматики выполняют ряд общих операций независимо от типа и конструкции реле.
Прежде чем приступить к выполнению каких-либо работ по регулировке и ремонту реле, следует произвести внешний осмотр и оценить общее состояние реле. При внешнем осмотре перед вскрытием реле проверяется наличие пломб, целость кожуха и смотрового стекла, плотность прилегания кожуха к цоколю реле, наличие и состояние уплотнений.
Если производится проверка реле, установленного на панели, то проверяется надежность его крепления и изоляции выводов от панели. При заднем присоединении проводов на шпильки или колки реле должны быть надеты изолирующие трубки; ширина отверстий в панели должна быть больше диаметра шпилек или колков на 4—5 мм.
При переднем присоединении проводов на металлической панели под выводы реле должны быть подложены изолирующие прокладки; зазор между металлической панелью и неизолированными токоведущими частями должен быть не менее 3—5 мм.
Проверяется надежность наружных контактных соединений — затяжка контргаек, фиксирующих шпильки заднего присоединения на цоколе реле, и затяжка винтов, крепящих пластины переднего присоединения к цоколю.
Затяжка контргаек без отсоединения проводов и снятия реле с панели производится с помощью специальных торцевых ключей (рисунок 2). Затяжку и ослабление гаек, крепящих проводники наружного монтажа, следует производить двумя ключами — торцевым и плоским, как показано на рисунке 3.
В некоторых случаях наблюдается покачивание и проворачивание шпилек из-за слабой запрессовки контактных втулок в пластмассовом цоколе реле. Чтобы проверить надежность контакта между шпилькой и втулкой, необходимо вскрыть кожух реле и убедиться в том, что шпилька проворачивается вместе со втулкой. Для прожатия винтов, крепящих пластины переднего присоединения, реле необходимо снять с панели.
Для предварительной оценки общего состояния реле до его вскрытия целесообразно провести частичную электрическую проверку — замерить основные параметры срабатывания, что позволяет в ряде случаев выявить неисправности.

Рисунок 2 – Торцевые ключи для
крепления гаек на шпильках реле
заднего присоединения

Рисунок 3 – Затяжка и ослабление гаек, крепящих монтажные провода к шпилькам реле заднего присоединения, двумя ключами

При ремонте и ревизии реле различных типов выполняется ряд указанных далее операций.
После внешнего осмотра с реле снимают кожух, удаляют пыль и грязь с деталей реле.
Производят проверку подпятников реле. Для этого необходимо поочередно вывернуть каждый подпятник и осмотреть в лупу его и конец оси, опирающейся на этот подпятник. При ревизии и ремонте реле подпятники следует промыть, почистить. Некоторые типы подпятников «заправляют», т. е. придают им необходимую форму.
Если подпятники выполнены на камнях, то целость рабочей поверхности камня проверяется острой иглой. При обнаружении царапин, трещин или других дефектов подпятник заменяют.
Проверяют, чтобы подвижные оси реле не были изогнуты, и состояние рабочих концов осей отвечало конструктивным требованиям, т. е. имело бы заданную форму и угол заточки, например, плоскость, сферическую поверхность, конус и т. п. Поверхность рабочей части должна быть полированной, без царапин, выбоин или других повреждений. При обнаружении неисправностей концы осей правят и полируют рабочую поверхность.
Ось реле должна располагаться в подпятниках таким образом, чтобы она имела продольный и поперечный люфты (зазоры) и свободно в них поворачивалась. Наличие и величина люфта определяются при перемещении оси в подпятниках от руки по звуку — прослушивается характерное постукивание оси о подпятник. Продольный люфт оси обычно регулируется положением подпятников. Поперечный люфт не регулируется. При недопустимо большой величине последнего для данного типа реле подпятник должен быть заменен.
Проверяют состояние спиральных пружин и безмоментных спиральных токоподводов. Пружины должны быть чистыми, без следов окисления, витки их должны располагаться перпендикулярно оси, не касаться друг друга и иметь по всему ходу пружины равномерный зазор.
Производят ревизию и регулировку контактов реле. Контактные пружины, обычно бронзовые, должны быть чистыми, без следов окисления и изломов. Серебряные и металлокерамические поверхности контактов чистят и полируют.
Регулируют совместную настройку подвижного и неподвижного контактов:
– расстояние между подвижным и неподвижным контактами;
– угол встречи плоскости подвижного контакта с плоскостью неподвижного контакта;
– точку касания подвижного контакта с неподвижным;
– совместный ход контактов;
– жесткость контактных пластин.
Производят осмотр обмоток реле: обмоточный провод не должен носить следов подгара, окисления и. механических повреждений. Если обмотки закрыты кабельной бумагой, кембриковой лентой (или другой изоляцией) и на ней нет никаких повреждений, то снимать эту изоляцию не следует. Обмотки должны быть надежно закреплены на магнитопроводе.
Осуществляют проверку зубчатых и червячных передач реле: подвергают чистке, правят зубья, снимают заусенцы, регулируют совместную работу.
Проверяют достаточность и равномерность зазора между подвижной частью реле (якорем, барабанчиком, диском) и полюсами магнитной системы.
Производят проверку качества и надежности паек: пайки следует осмотреть, а также убедиться, что провод не перемещается в месте пайки.
В случае нарушения изоляции токоведущих- частей относительно корпуса или недостаточной прочности изоляции ее заменяют или усиливают. При ремонте производят частичный или полный монтаж внутренних соединений реле.
При надетом кожухе проверяют исправность устройств, укрепленных на кожухах реле, а именно: устройств завода флажков указательных реле, ручки для установки заданной уставки и т. п.
При выявлении неисправностей в реле они должны быть устранены. Для этого выполняют механическую проверку и ремонт реле. Реле, прошедшие ревизию или ремонт и подготовленные к электрической проверке, должны отвечать следующим основным требованиям:
– каждая деталь реле должна быть исправной и чистой;
– все неподвижные элементы реле должны быть надежно закреплены, чтобы не допустить их самопроизвольного перемещения; винты и гайки должны быть затянуты;
– между подвижными и неподвижными элементами реле должен существовать зазор; перемещение подвижных элементов должно происходить с минимальным трением.
При ревизии реле необходимо дополнительно проверить:
– не задевает ли якорь за полюса магнитопровода при поворачивании якоря рукой;
– надежность крепления указателя шкалы;
– наличие продольного и поперечного люфта в подвижной системе реле;
– исправность подпятников;
– состояние и регулировку контактов.
При разборке реле необходимо снять шкалу, вывернув два винта, крепящие ее к алюминиевой стойке. Затем отсоединить монтажные провода, идущие от неподвижных контактов и обмотки к зажимам на цоколе реле.
Вывернув винт, крепящий пластмассовую колодку неподвижных контактов к алюминиевой стойке, можно снять колодку, подав ее вверх на себя (при горизонтальном положении цоколя). Левый упор начального положения якоря снимается после отвертывания винта, которым крепится планка упора к алюминиевой стойке. После этого следует отвернуть два винта (снизу под шкалой), крепящие фасонную планку к алюминиевой стойке, и снять планку с укрепленными на ней указателем шкалы и регулировочной головкой.
Ослабив винт, крепящий верхний подпятник, его можно вынуть пинцетом из отверстия в алюминиевой стойке. Аккуратно снять якорь с пружиной, выводя его влево. Ослабив соответствующий стопорный винт, нужно вынуть пинцетом нижний подпятник.
Чтобы снять магнитопровод с обмотками, следует отвернуть три винта, крепящие его к алюминиевой стойке.
Сборка и механическая регулировка реле. Верхний подпятник реле опорный, нижний — направляющий. Подпятник реле представляет собой латунный цилиндрик с запрессованной в него стальной шпилькой. Рабочей поверхностью верхнего подпятника является сферический конец шпильки, рабочей поверхностью нижнего подпятника — боковая поверхность. При осмотре подпятников следует обращать внимание на состояние их рабочих поверхностей — они должны быть чистыми, полированными, без выбоин и вмятин.
На верхний подпятник опирается своей пятой якорь. В этой пяте засверлено отверстие под подпятник. Плоскость бронзовой подкладки пяты опирается на сферическую поверхность стальной шпильки подпятника. Отверстие пяты должно быть чистым, без заусенцев. В нижней части якоря (в его планке) имеется отверстие, в которое проходит шпилька нижнего подпятника.
Якорь следует установить, продев в отверстие его нижней части шпильку нижнего подпятника. После этого нужно поставить на место верхний подпятник. Подпятниками сначала следует отрегулировать симметричное расположение якоря относительно полюсов магнитопровода, а затем продольный люфт, который должен быть в пределах 0,2—0,3 мм.
Начальное и конечное положение якоря нужно отрегулировать упорными винтами. При начальном положении якоря край его лепестка должен совпадать с краем магнитопровода, угол поворота якоря составляет 10—15°.
Упорные винты ввертывать (вывертывать) следует осторожно, чтобы отверткой не задеть пружинящую бронзовую планку, стопорящую эти винты. В противном случае планка может деформироваться и потерять пружинящее свойство.
Зазор между полкой якоря и полюсами магнитопровода при втянутом якоре должен быть одинаковым и равным 0,6 мм. Зазор регулируется перемещением магнитопровода за счет овальных отверстий под винты в теле магнитопровода.
С внутренней стороны фасонной планки укреплен фасонный винт регулировочной головки, в прорезь которого заведен внутренний конец пружины. С наружной стороны фасонной планки проложена пружинящая шайба и закреплен указатель шкалы. Чтобы отрегулировать необходимую затяжку возвратной пружины, следует пользоваться двумя плоскими гаечными ключами, поворачивая одним из них на нужный угол фасонную гайку, а другим — придерживать гайку, крепящую указатель. После этого гайку, крепящую указатель, необходимо затянуть так, чтобы указатель перемещался вдоль шкалы с некоторым усилием и не мог сдвигаться самопроизвольно с заданной уставки.
Если пружина сильно деформирована, необходимо отпаять ее конец, припаянный к планке, жестко укрепленный на якоре, и выправить отдельно на столе. При установке пружины на место следует следить за тем, чтобы плоскость спирали пружины была строго горизонтальна.
Витки пружины не должны касаться друг друга или между ними должен сохраняться равномерный зазор при перемещении указателя вдоль шкалы. Это обеспечивается изгибом планки, к которой крепится внешний конец пружины. Изгиб следует делать с помощью пинцета.
Затем нужно установить на место колодку неподвижных контактов, шкалу реле и отрегулировать контакты. Перед регулировкой серебряные поверхности контактов следует зачистить и отполировать воронилом.
Серебряный стерженек подвижного контакта должен иметь поперечный люфт 0,1—0,2 мм и поворачиваться вокруг своей оси на 5—8°. Неподвижные контакты должны находиться в одной плоскости, иметь одинаковый изгиб и замыкаться подвижным контактом одновременно. У реле с замыкающим контактом жесткие упоры контактных пружин должны касаться без давления контактных пружин или иметь зазор не более 0,1 мм.
Подвижный контакт должен подходить к поверхности неподвижного под углом 50—60°, касаться неподвижного контакта в точке, лежащей примерно на 1/3 от переднего края, и скользить по нему с небольшим трением, создавая прогиб контактной пластины на первой уставке по шкале около 0,3 мм. Совместный ход контактов должен составлять 0,7— 1,0 мм. При повороте подвижной системы реле до упора мостик не должен доходить на 1/3 до конца серебряных пластин неподвижных контактов. Указанная регулировка достигается подгибанием пластин неподвижных контактов, перемещением в небольших пределах колодки этих контактов, а также конечным положением якоря.
Для создания надежного размыкающего контакта при отсутствии тока в обмотке реле и положении указателя на первой уставке по шкале прогиб неподвижных контактов должен быть не менее 0,3 мм, а зазор между якорем и левым упорным винтом 0,1—0,2 мм. Суммарный зазор (на два разрыва) между неподвижными и подвижными контактами (в разомкнутом состоянии) должен быть 2—2,5 мм.
Затяжку пружины следует предварительно отрегулировать при положении указателя на первой уставке по шкале; угол затяжки должен составлять примерно 30°. Для изменения затяжки пружины необходимо ослабить гайку, крепящую указатель, и плоским гаечным ключом повернуть на нужный угол шайбу, расположенную под гайкой с прорезью, придерживая одновременно контрящую гайку. После этого контрящую гайку затянуть.
Изменение затяжки пружины в реле рассматриваемого типа производить неудобно, поэтому для упрощения этой операции следует прорезать шлиц под отвертку в нижнем торце винта.

Реле РТМ-I, РТМ-II, РТМ-III, РТМ-IV

Реле РТМ-I, РТМ-II, РТМ-III, РТМ-IV

Реле мгновенного действия типа РТМ является вторичным реле прямого действия и устанавливается в приводах типа ПП-67,ПП-67К выключателей как элемент дистанционного автоматического управления. 
Реле РТМ выпускаются в четырех вариантах. Диапазон уставок номинальных отключающих токов 5-150 А. Точная регулировка тока срабатывания осуществляется изменением воздушного зазора при помощи соответствующего винта. Отклонение тока срабатывания РТМ относительно тока уставки по шкале находится в пределах ±10%. Погрешность тока срабатывания на одной уставке не более 4 %.

Основными деталями реле РТМ являются катушка с сердечником (электромагнит). При появлении в обмотке катушки тока, превышающего ток срабатывания реле, под воздействием магнитного поля катушки сердечник перемещается, втягивается в катушку, ударяет в планку привода выключателя и высвобождает при этом запирающий механизм выключателя. Реле РТМ поставляются вместе с приводом выключателя. Наиболее распространенными являются приводы типа ПП-67 (ранее выпускались типа ПП-61) и привод, встроенный в выключатель типа ВМПП-10.
 

Реле РТМ может использоваться для выполнения однорелейной или двухрелейной токовой отсечки на трансформаторах и блоках линия — трансформатор напряжением 6 или 10 кВ и до 35 кВ включительно. Оно может использоваться и для выполнения токовых отсечек на линиях этих классов напряжения, но при этом следует учитывать большую скорость срабатывания реле РТМ: примерно 0,02 с — при токе, более чем в 2,5— 3 раза превышающем ток срабатывания реле. За такое малое время не успевают расплавиться плавкие вставки предохранителей, которые установлены для защиты трансформаторов, подключенных к рассматриваемой линии. По этой причине при КЗ на выводах трансформатора может отключиться также и линия, защищаемая отсечкой на реле РТМ. Правда, это неселективное отключение может быть исправлено устройством АПВ, так как к времени действия РТМ добавится время отключения выключателя и полное время отключения тока КЗ составит 0,1 — 0,15 с. За такой период времени плавкие вставки предохранителей с относительно небольшим номинальным током успевают расплавиться, а гашение электрической дуги в патроне предохранителя происходит уже после отключения питающей линии в бестоковую паузу перед действием устройства АПВ линии.

Для использования реле РТМ в качестве измерительного органа токовой отсечки в этих реле предусмотрена возможность установки необходимого значения тока срабатывания (уставки). Для этого имеются обмотки (катушки) с разными числами витков и с выведенными ответвлениями (отпайками), что обеспечивает грубое ступенчатое регулирование уставок, например 10, или 15, или 20 А и т.д. Кроме того, в конструкциях современных реле РТМ имеется возможность и плавного регулирования уставок.

Расшифровка РТM. Маркировка.

РТМ - реле максимального тока мгновенного действия.

Технические характеристики РТМ-I, РТМ-II, РТМ-III, РТМ-IV

Тип реле

Номин. воздуш­ный за зор, мм

Номин. уставка тока, А

Номер клеммы на клем-мной колодке

Потребляемая мощность, ВА

Пределы регу­лирования тока срабатывания, А

Технические данные катушек

сердеч ник втянут заторможен

сердеч­ник втянут

марка провода

Диаметр провода

Вес провода, кг

Число витков

РТМ-1

30

5

5

16

58

4,8-7,4

ПЭТВ

1,6

0,48

257

 

30

7,5

4

20

67

7,2-10,8

ПЭТВ

1,6

0,48

184

 

30

10

3

28

90

9,6-15,5

ПЭТВ

1,6

0,48

155

 

30

15

2

26

73

14,6-22,0

ПЭТВ

1,6

0,48

92

РТМ-II

30

10

5

23

71

9,2-14,4

ПЭТВ

1,8

0,36

150

 

30

15

4

20

62

14,2-20,5

ПЭТВ

1,8

0,36

86

 

30

20

3

28

79

18,4-30,5

ПЭТВ

1,8

0,36

79

 

30

25

2

40

100

23,0-41,0

ПЭТВ

1,8

0,36

68

РТМ-III

41

30

5

66

220

25,0-38,0

ПЭТВ

1,8

0,17

76

 

41

40

4

108

310

33,0-58,0

ПЭТВ

1,8

0,17

67

 

41

50

3

143

345

43,0-57,0

ПЭТВ

1,8

0,17

57

 

41

60

2

104

200

54,0-81,0

ПЭТВ

1,8

0,17

30

РТМ-IV

41

75

5

210

570

54,0-108,0

ПЭТВ

2,5

0,24

57

 

41

100

4

365

800

68,0-150,0

ПЭТВ

2,5

0,24

51

 

41

125

3

420

800

94,0-200,0

ПЭТВ

2,5

0,24

36

 

41

150

2

330

570

104,0-260,0

ПЭТВ

2,5

0,24

20

Техническое описание

Реле тока и реле напряжения. Электромагнитные реле тока и напряжения для защиты энергосистем, управления и защиты электропривода


Электромагнитные реле тока и реле напряжения — Мегаобучалка

Структурная схема электромагнитного реле

Электромагнитное реле (РЭМ) является элементом канала связи электрических цепей, например двух цепей ЭЦ1 и ЭЦ2. Оно может быть представлено структурной схемой, как показано на рис. 6.1а.

Рис. 6.1. Структурная схема электромагнитного реле (а) и изображение электромагнитных приводов (катушек) реле тока КА и реле напряжения KV на электрических схемах (б)

 

 

Входной сигнал управления электромагнитным реле поступает из электрической цепи ЭЦ1 на обмотку включающей катушки электромагнитного привода (см. п. 3.3.1, п. 3.3.2). Входная переменная х у реле тока – электрический ток, у реле напряжения – электрическое напряжение.

Входной сигнал вызывает появление электромагнитной силы тяги в электромагнитном механизме ЭММ (см. п. 3.3.4). Под действием силы тяги якорь ЭММ перемещается, и это перемещение передается коммутирующему контакту КК (см. п. 2.2) с помощью механической передачи с возвратной пружиной (см. п. 3.2.2).

Контактная система электромагнитных реле может содержать от одного до 12 коммутирующих контактов (КК), рассчитанных на длительные постоянные или переменные токидо 16 Ау некоторых реле.

На рис. 6.1б показаны условные обозначения электромагнитных приводов (катушек) реле тока КА и реле напряжения KV.

 

Особенности электромагнитных реле

Реле тока и реле напряжения имеют одинаковую структуру (рис. 6.1а), но функциональные части реле имеют конструктивные отличия. Различаются в исполнении электромагнитные (втягивающие) катушки реле.

У реле тока обмотка катушки выполнена толстым проводом и имеет небольшое количество витков, что обеспечивает малое сопротивление току, протекающему по обмотке. Реле тока применяют для контроля силы тока в электрической цепи (ЭЦ1) и передачи информации о контролируемой величине типа «больше» или «меньше» в другую цепь (ЭЦ2) с помощью коммутирующего контакта (КК).

Сопротивление обмотка катушки реле напряжения большое. Оно создается большим количеством витков тонкого провода. Обмотку обычно включают на полное напряжение сети. Реле напряжения применяют для контроля уровня напряжения в электрической цепи и передачи информации о контролируемой величине в другую цепь.

Различия в конструкциях электромагнитных механизмов реле обусловлены тем, к какой электрической цепи должна быть подключена катушка реле. Если это цепь постоянного тока, то магнитопровод выполняют цельнометаллическим. Катушка удлиненная, относительно небольшого диаметра. Особенности работы реле, его динамические характеристики и характеристика управления определяются свойствами электромагнитного привода постоянного тока (см. п. 3.4, п. 3.5).

Для реле, подключаемого к электрической цепи управления переменного тока, применяют шихтованные магнитопроводы, диаметр катушки увеличивают, а длину уменьшают с целью улучшения отвода тепла от катушки и сердечника (см. п. 3.6.1). Особенности работы реле, его динамические характеристики и характеристика управления определяются свойствами электромагнитного привода переменного тока (см. п. 3.6).

 

Основные параметры электромагнитных реле

Электромагнитные реле характеризуются следующими основными параметрами.

Напряжение (ток) срабатывания реле (хср) – наименьшее значение напряжения на клеммах катушки электромагнитного механизма реле (или наименьшее значение тока в ней), при котором якорь надежно притягивается к сердечнику, а замыкающие контакты переходят из разомкнутого состояния в замкнутое. В паспорте реле напряжения указывается номинальное напряжение, на которое рассчитано включение катушки электромагнитного механихзма реле, несколько превышающее напряжение срабатывания. Этим обеспечивается надежность срабатывания реле.

Напряжение (ток) отпускания реле (хот) – наибольшее напряжение на клеммах катушки электромагнитного механизма реле(или наибольший ток в ней), при котором тяговое усилие, действующее на якорь электромагнитного механизма, уменьшается до значения, необходимого для надежного отпадания якоря от сердечника, а замыкающие контакты переходят из замкнутого состояния в разомкнутое состояние.

Коэффициент возврата реле – отношение напряжения (тока) отпускания к напряжению (току) срабатывания.

Время срабатывания реле (τср)– промежуток времени с момента подачи напряжения срабатывания на катушку реле до момента переключения его контактов.

Время отпускания реле (τот) – промежуток времени с момента снятия напряжения с катушки до момента возвращения контактов в исходное положение.

Уставка реле – величина напряжения или тока, на которую настроено реле и при которой оно срабатывает или отпускает.

Для повышения быстродействия реле применяют специальные схемы подключения обмотки катушки реле к электрической цепи (см. п. 3.7.1). Снижение быстродействия реле может быть осуществлено, если это требуется, также с помощью схемных решений (см. п. 3.7.2).

 

megaobuchalka.ru

Электромагнитные реле тока и напряжения.

Реле для энергосистем.

В схемах защиты энергосистем, крупных и ответственных установок (мощных двигателей, транс­форматоров) широко применяются реле серии ЭТ. Эскиз одного из таких реле представлен на рис.4

 

Рис. 4

 

Магнитопровод 1 шихтуется из листов электротехнической ста­ли. Обмотка реле 2 разбита на две части и позволяет соединять секции параллельно и последовательно. Якорь 3 выполнен из тон­кого листа электротехнической стали и имеет Z-образную форму. При повороте якоря происходит увеличение потока и насыщение якоря даже при токах, близких к току трогания. Это ограничивает момент, развиваемый реле в конце хода якоря. Применение поворотной системы и легконасыщающегося якоря позволяет приблизить тяговый момент к противодействующему и получить высокий коэффициент возврата (0,85). Подвижный кон­такт 5 мостикового типа шарнирно укреплен на рычаге, связанном с валом. Это дает возможность контакту самоустанавливаться. Для устранения вибраций контактов служит масляный демпфер, связан­ный с валом реле. Противодействующая сила создается спиральной пружиной 4. Начальная деформация пружины меняется рычагом 6. Начальное и конечное положения якоря определяются специальны­ми упорами. Грубое регулирование тока срабатывания производится за счет изменения схемы соединения обмоток, а плавное — изменением на­чального натяжения пружины. При переходе с последовательного соединения на параллельное ток срабатывания увеличивается в 2 раза. В 2 раза ток срабатывания можно поднять за счет уве­личения натяга пружины. Таким образом, реле позволяет регули­ровать ток срабатывания в пределах 1—4. Реле выпускаются на ми­нимальные токи срабатывания от 0,05 до 200 А.

Время срабатывания при kЗ³2составляет 0,02 с.

Реле серии ЭТ имеют малое собственное потребление, порядка 0,1 В*А, высокий коэффициент возврата (до 0,85), малое время срабатывания (0,02 с) и высокую точность работы ±5%.

К недостаткам реле следует отнести малую мощность контакт­ной системы, необходимость тщательной регулировки реле во избе­жание вибрации контактов. Мощность контактов на размыкание составляет всего 50 Вт постоянного тока при напряжении 220 В.

Аналогичную конструкцию имеют реле напряжения серии ЭН. Отличие этих реле от реле серии ЭТ заключается в том, что об­мотки выполнены с большими числами витков и сопротивлениями и рассчитаны на подключение к источнику напряжения. Потребляе­мая мощность при этом возрастает до 1 В*А. Все остальные пара­метры такие же, как у реле серии ЭТ. Реле серии ЭН могут ра­ботать и как максимальные, реагируя на повышение напряжения выше напряжения уставки, и как минимальные, реагируя на пони­жение напряжения ниже напряжения уставки.

Как известно в электромагнитах переменного тока ток в обмотке сильно зависит от положения якоря. В клапанных элек­тромагнитах ток в притянутом состоянии в десятки раз меньше, чем при отпущенном якоре. Это затрудняет создание максимальных реле напряжения на базе клапанной системы, так как при напря­жениях, близких к напряжению срабатывания, через обмотку про­текает большой ток, выделяется мощность, в сотни раз превышаю­щая мощность в обмотке при притянутом якоре. Приходится сильно увеличивать габариты катушки, чтобы рассеивать большую мощ­ность, выделяемую при отпущенном якоре. Большим преимуществом реле серии ЭН является относительно небольшое изменение маг­нитной проводимости, в результате чего ток в обмотках мало ме­няется при повороте якоря. Это дает возможность иметь малые га­бариты обмоток.

 

Реле тока и напряжения для управления электроприводом.

 

В схемах управления и защиты применяется реле постоянного тока серии РЭВ-300 с высоким коэффициентом возврата. Реле этой се­рии выпускаются и как реле напряжения и как реле тока в зави­симости от обмоточных данных. На рис.5 изображено токовое реле.

 

Рис. 5

 

Магнитопровод 1 имеет U-образную форму и выполнен из прутка круглого сечения. Плос­кий якорь 2 вращается на призме, что обеспечивает высокую меха­ническую износостойкость реле. Обмотка 3 выполняется из меди в соответствии с номинальным током реле. Регулирование силы пружины 5 осуществляется гайкой 6. Якорь 2 связан с подвижным контактом 5 с помощью изоляционной пластины 7. Реле имеет два неподвижных контакта 9 и 10. Подвижный контакт 8 соединяется с зажимом 11 с помощью гибкой связи 12. Реле выполняется в ви­де единого блока, который с помощью шпилек 4 может устанавли­ваться на металлических рейках сборной панели.

Высокий коэффи­циент возврата достигается благодаря тому, что конечный зазор может быть достаточно большим (до 5*10-3), а ход якоря может составлять доли миллиметра. В реле тока уставка тока срабатыва­ния регулируется в пределах 30—65% номинального значения путем изменения начального усилия сжатия пружины 5.

В реле напряжения уставка срабатывания меняется в пределах 30—50% Uн. При увеличении сжатия пружины растет напряжение трогания Uтр, увеличивается время трогания согласно уравнению

где Lp — индуктивность и Rр — сопротивление цепи обмотки реле.

С увеличением напряжения трогания Uтр изменяется коэффи­циент возврата реле.

Для увеличения быстродействия реле напряжения рекомендует­ся брать реле на низкое номинальное напряжение (24 или 48 В) и последовательно включать добавочный резистор из константана. Следует отметить, что включение добавочного резистора, если он выполнен из константана, уменьшает зависимость напряжения срабатывания от температуры.

Коэффициент возврата регулируется путем изменения конечно­го зазора. Для реле рис.5 регулировка конечного зазора dк и хода якоря осуществляется с помощью неподвижных контактов 10 и 9. При подъеме контакта 10 зазор dк увеличивается. При опу­скании контакта 9 уменьшается ход якоря. Минимальное значение раствора контактов d2 равно 1,5 мм.

 

Реле защиты схем электропривода.

 

На рис.6 представ­лена упрощенная схема защиты двигателя постоянного тока от ко­ротких замыканий. При повреждении якоря двигателя Я срабаты­вает максимальное мгновенное реле РМ и размыкает свои контак­ты РМ в цепи катушки линейного контактора Л. Якорь последнего отпадает. При этом обесточивается цепь якоря двигателя. Так как ток в якоре стал равным нулю, происходит отпускание реле РМ, контакты его замыкаются и цепь катушки контактора подготавли­вается к следующему включению.

 

Рис.6. Схема включения реле максимального тока.

 

При отключении контактора его блок-контакт БКЛ размыкает­ся, поэтому при замыкании контактов РМ контактор Л не включит­ся вновь. Характерным для схем является возврат реле РМ в исход­ное положение при токе в обмотке, равном нулю. Поэтому к реле максимальной токовой защиты двигателя не предъявляются требо­вания высокого коэффициента возврата.

В целом ряде схем управление производится не с помощью кнопки, а с помощью командоконтроллера КК (рис.6). В этом случае после обесточивания якорной цепи двигателя реле РМ от­пустит свой якорь, и контакты этого реле подадут напряжение на катушку линейного контактора. Произойдет повторное включение на короткое замыкание. При этом последует новое отключение и т. д. В результате повреждений двигатель будет многократно включать­ся в сеть.

Для устранения этого недостатка реле снабжаются специальным устройством, предотвращающим возврат реле в исходное со­стояние после прекращения тока в катушке. Такие реле называют­ся реле без самовозврата, их принцип действия рассмот­рен ниже. Возврат реле в исходное положение после срабатывания возможен либо вручную, либо с помощью специального электромаг­нита (дистанционный возврат). Основными требованиями, предъявляемыми к реле, являются быстрое срабатывание, широкая регулировка тока срабатывания, вибро- и ударостойкость.

Реле могут быть использованы и для защиты от перегрузки. В этом случае выдержка времени, независимая от тока перегрузки, создается отдельным реле времени. Такая защита является несо­вершенной, так как долговечность оборудования зависит не только от величины тока перегрузки, но и от длительности его протека­ния. Более совершенной является тепловая защита.

На рис.7 показано реле серии РЭВ, предназначенное для работы в схемах электропривода переменного тока.

 

 

Рис.7 Реле РЭВ

 

Эти реле используются для защиты от токов короткого замыкания и от пере­грузок (в совокупности с реле времени). В реле используется про­стейшая клапанная система. Для повышения механической износостойкости используется призматическая опора якоря. Реле может иметь и параллельную обмотку. В этом случае оно используется как реле напряжения для защиты от исчезновения питания. Эти же реле могут использоваться как промежуточное реле. Поскольку реле работает на переменном токе, магнитопровод шихтуется из элек­тротехнической стали. Токовые реле в исходном положении работа­ют с разомкнутой магнитной системой. Поэтому короткозамкнутый виток не устанавливается на полюсе. Реле напряжения работают, как правило, при исчезновении питания. Поэтому в исходном положении якорь притянут и находится в таком положении в течение нормальной работы схемы.

Для устранения вибрации якоря на по­люсный наконечник устанавливается короткозамкнутый виток. Ка­тушки токовых реле выполняются на номинальные токи от 2,5 до 600 А. Регулирование тока при данной катушке производится за счет изменения натяжения пружины в весьма широких пределах.

Реле напряжения допускают регулировку срабатывания в пре­делах 70—85% номинального напряжения. Коэффициент возврата лежит в пределах 0,2—0,4, так что реле напряжения защищают фактически от потери напряжения. Реле имеют контактную систе­му с замыкающим и размыкающим контактами. Реле выпускаются с самовозвратом и без самовозврата с руч­ным приводом защелки.

Защелка не уравновешена: левая часть тяжелее, чем правая. При притяжении якоря под действием сил тяжести защелка 1 по­ворачивается против часовой стрелки и запирает якорь 2 в притя­нутом положении. Для возврата якоря необходимо нажать на риф­леную головку защелки.

 

Герконовое реле.

 

Наименее надёжным узлом электромагнитных реле является контактная система. Электрическая дуга или искра, образующаяся при размыкании и замыкании контактов, приводит к их быстрому разрушению. Этому также способ­ствуют окислительные процессы и покрытие контактных поверхностей слоем пыли, влаги, грязи. Существенным недостатком электромагнитных реле является и наличие трущихся механических деталей, износ которых также сказывается на их работоспособности. Попытки разместить контакты и электромагнитный механизм в герметизирован­ном объеме с инертным газом не приводят к положительным результатам из-за больших технологических конструктивных трудностей, а также из-за того, что контакты при этом не защищаются от воздействия продуктов износа и старения изоляционных материалов. Другим не­достатком электромагнитных реле является их инерцион­ность, обусловленная значительной массой подвижных де­талей. Для получения необходимого быстродействия при­ходится применять специальные схемы форсировки, что приводит к снижению надежности и росту потребляемой мощности.

Перечисленные недостатки электромагнитных реле привели к созданию реле с герметичными контактами (герконами).

Простейшее герконовое реле с замыкающим контактом изображено на рис.8, а.

 

Рис.8

 

Контактные сердечники (КС) I и 2 изготавливаются из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью (пермаллоя) и вварива­ются в стеклянный герметичный баллон 3. Баллон запол­нен инертным газом — чистым азотом или азотом с не­большой (около 3 %) добавкой водорода. Давление газа внутри баллона составляет (0,4—0,6) • 105 Па. Инертная среда предотвращает окисление КС. Баллон устанавлива­ется в обмотке управления 4. При подаче тока в обмотку возникает магнитный поток Ф, который проходит по КС 1 и 2 через рабочий зазор d между ними и замыкается по воздуху вокруг обмотки 4. Упрощенная картина магнитно­го поля показана на рис.9.

 

Рис. 9

 

Поток Ф при прохождении через рабочий зазор создает тяговую электромагнитную силу РЭ, которая, преодолевая упругость КС, соединяет их между собой. Для улучшения контактирования поверхно­сти касания покрываются тонким слоем (2—50 мкм) золо­та, родия, палладия, рения, серебра и др.

При отключении обмотки магнитный поток и электро­магнитная сила спадают и под действием сил упругости КС размыкаются. Таким образом, в герконовых реле отсутствуют детали, подверженные трению (места крепления якоря в электромагнитных реле).

В связи с тем, что контакты в герконе управляются маг­нитным полем, герконы называют магнитоуправляемыми контактами.

На основе герконов могут быть созданы также реле с размыкающими и переключающими контактами. В гер­коне с переключающим контактом (рис.10, а) неподвиж­ные КС 1, 3 и подвижный 2 размещены в баллоне 4. При появлении сильного магнитного поля КС 2 притягивается к КС 1 и размыкается с КС 3. Один из КС переключающего геркона (например 2) может быть выполнен из не магнитного материала (рис.10, б). Герконовое реле (рис.10, в) имеет два подвижных КС 1,2, два неподвижных КС 5,6 и две обмотки управления 7, 8. При согласном включении обмоток замыкаются КС 1 и 2. При встречном включении обмоток КС 1 замыкается с КС 5, а КС 2 с КС 6. При отсутствии тока в обмотках все КС разомкнуты. Гер­коновое реле (рис.10, г) имеет переключающий контакт 3 сферической формы. При согласном включении обмоток 7 и 8 контакт 3 притягивается к КС 1 и КС 2 и замыкает их. После отключения обмоток 7 и 8 и при согласном вклю­чении обмоток 9 и 10 контакт 3 замыкает КС 5 и КС 6. Так как КС герконов выполняют функции возвратной пружины, им придаются определенные упругие свойства. Упругость КС обусловливает возможность их вибрации («дребезга») после удара, который сопутствует срабаты­ванию.

 

Рис.10

 

Одним из способов устранения влияния вибраций является использование жидкометаллических контактов. В переключаю­щем герконе (рис.11, а) внутри подвижного КС 1 име­ется капиллярный канал, по которому из нижней части баллона 4 поднимается ртуть 5.

Ртуть смачивает поверх­ности касания КС 1 с КС 2 или КС 3. В момент удара контактов при срабатывании возникает их вибрация. Из-за ртутной пленки на контактной поверхности КС 1 вибрация не приводит к разрыву цепи.

 

 

 

 

Рис.11

 

В кон­струкции на рис.11,б между КС 2, КС 3 и ртутью 5 находится ферромагнитная изоляционная жидкость 6. При возникновении магнитного поля ферромагнит­ная жидкость 6 перемещается вниз, в положение, при котором поток будет наибольшим. Ртуть вытесняется вверх и замыкает КС 2 и КС 3. Следует отметить, что жидкометаллический контакт позволяет уменьшить переходное сопротивление и значительно уве­личить коммутируемый ток. На­личие ртути удлиняет процесс разрыва контактов, что уве­личивает время отключения реле.

Управление герконом можно осуществлять и с помощью постоянного магнита. Если постоянный магнит установлен вблизи геркона, его магнитный поток замыкается через контактные сердечники КС, которые в результате этого находятся в замкнутом состоянии. Использование постоянного магнита совместно с управляющей катушкой позволяет создать герконовое реле с размыкающим контактом.

Конструкция герконового реле, показанная на рис. 12, а, имеет разомкнутую магнитную цепь. По этой при­чине большая доля МДС катушки расходуется на прове­дение магнитного потока по воздуху. Кроме того, такая конструкция подвержена воздействию внешних магнитных полей, создаваемых расположенными рядом электротехни­ческими устройствами. Конструкция (рис.12, а)может и сама явиться источником электромагнитных помех для этих устройств. Для устранения этого недостатка магнит­ная система герконового реле заключается в кожух (эк­ран) из магнитомягкого материала (рис.12, б, в). При этом увеличивается магнитная проводимость и снижа­ется МДС срабатывания. С целью увеличения эффектив­ности экрана паразитный зазор е (рис.12,6) стараются уменьшить либо увеличить его площадь (рис.12, в). Ре­гулирование значений МДС срабатывания и отпускания в условиях серийного производства может производиться за счет либо изменения зазора е (рис.12,6), либо изме­нения положения магнитного шунта (рис.12, г), либо i осевого смещения геркона в обмотке. Герконы могут быть установлены как внутри (рис.13, а), так и снаружи управляющей обмотки (рис.13,6).

 

 

Рис.12. Конструктивные выполнения герконовых реле.

 

 

 

Рис.13. Многоцепевые герконовые реле.

 

Условия работы герконов в многоцепевых герконовых реле характеризуются следующими особенностями:

1) герконы одного типа и из одной партии могут иметь технологический разброс по МДС срабатывания и МДС отпускания.

2) из-за неравномерности магнитного поля первым срабатывает геркон, находящийся в области с большей напряженностью поля.

3) срабатывание одного геркона приводит к магнитному шунтированию других, в результате МДС срабатывания второго геркона после срабатывания первого увеличивается.

В этом отно­шении конструкция с внешним расположением герконов (рис.13,б) предпочтительнее, чем с внутренним, так как обеспечивает меньшее взаимное влияние соседних герконов. Число герконов в одном реле может достигать 12 и более. По перечисленным причинам разные контакты многоцепевых герконовых реле замыкаются и размыкаются неодновременно, что является их недостатком по сравне­нию с электромагнитными реле обычного типа.

Герконовые реле разнообразны по конструкции и на­значению. На рис.14 показан принцип действия герконового реле тока.

 

 

Рис. 14.

В реле контроля большого тока ис­пользуется компоновка, по­казанная на рис.14. Кон­тролируемый ток I проходит по шине 1. Магнитное поле этого тока замыкается вокруг шины и по КС геркона 2. Ток срабатывания геркона может регулироваться за счет изменения угла и рас­стояния х между шиной и герконом.

Наименьший ток срабатывания имеет место при = 90°. При =0 геркон не срабатывает при любом значении тока, так как магнит­ный поток в направлении продольной оси КС равен нулю.

Если кроме основного поля управления (МДС Fy) соз­дать дополнительное поляризующее магнитное поле за счет специальной обмотки (МДС Fn) или постоянного маг­нита, то герконовое реле становится поляризованным. Если , то под действием МДС Fnкон­такты геркона замкнутся. Для размыкания контактов МДС обмотки управления Fyдолжна быть меньше Fnи иметь об­ратный знак. Если продолжать увеличивать Fy, то при оп­ределенном ее значении произойдет повторное замыкание контактов геркона. В общем случае можно написать

где МДС поляризации Fnможет быть положительной (совпадать по знаку с Fy) или отрицательной. В послед­нем случае

Для отпускания геркона имеем

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Электромагнитные реле тока и напряжения для защиты энергосистем, управления и защиты электропривода

 

а) Реле защиты энергосистем. В схемах защиты энергосистем и крупных силовых установок (мощных электродвигателей, трансформторов) широко применяются реле серии РТ-40. Реле выпускаются на токи от 0,2 до 200 А. Время срабатывания составляет 0,03 с при I = 3Iср. Коэффициент возврата Кв 0,7. Потребляемая мощность от 0,2 до 8 В А. Мощность коммутируемой цепи 50 Вт постоянного тока при напряжении 220 В.

На базе реле серии РТ-40 выпускаются реле максимального напряжения РН-51, РН-53 и минимальные реле напряжения РН-54.

б) Реле тока и напряжения для управления и защиты электропривода. В качестве таких реле часто применяются реле постоянного тока серии РЭВ-300 благодаря большому к.и малому ходу якоря.

в) Реле защиты электропривода. Основными требованиями, предъявляемыми к реле защиты электропривода, являются высокое быстродействие (tср. 0,05с),широкая регулировка тока срабатывания, вибро и ударостойкость.

Для работы в электроприводах переменного тока предназначены реле серии РЭВ. Эти реле используются для защиты от токов КЗ, а, в совокупности с реле времени – для защиты от токовых перегрузок.

Катушки токовых реле выполняются на Iном от 2,5 до 600 А. Регулирование уставки по току срабатывания производится изменением натяжения возвратной пружины и находится в пределах 110-700% Iном. Реле напряжения допускают регулировку уставки по напряжению срабатывания 70 – 85% Uном. . Кв токовых реле Кв = 0,2 – 0,4.

Время срабатывания реле серии РЭВ 0,06с, время отпускания 0.07с.

 

Похожие статьи:

poznayka.org

2. Исполнение реле тока и напряжения. Реле максимального и минимального действия

Включение обмоток токовых реле последовательно в фазы сети (или во вторичные токовые цепи) не может повлиять на значение тока сети, поскольку сопротивление обмоток реле мало по сравнению с общим сопротивлением тех цепей, в которые они включены.

Термическая стойкость обмоток рассчитана на длительное прохождение токов нагрузки и на кратковременное прохождение тока короткого замыкания (в заводских параметрах дается односекундный ток, допустимый по термической стойкости).

Принципиальное отличие реле напряжения от токовых реле заключается в выполнении обмоток, которые у реле напряжения включаются не последовательно в цепь, а на междуфазное или фазное напряжение сети (параллельное включение). Сопротивление обмотки должно быть значительно больше общего сопротивления сети, в которую реле включается. Обмотки реле напряжения имеют большое число витков из провода значительно меньшего диаметра по сравнению с обмотками токовых реле.

Ток в обмотке реле зависит от напряжения Uр и сопротивления обмотки Zp:

Ip = Up / Zp,

где Zp – полное сопротивление обмотки реле, состоящее из индуктивной Хр и активной Rp частей.

При подведении переменного напряжения в сопротивлении катушки Zр с большим числом витков преобладает индуктивное сопротивление

Xр= ω L,

где ω = 2πf – угловая частота переменного тока сети; L – индуктивность катушки.

Если бы у реле напряжения цепь обмотки состояла только из многовитковых катушек, насаженных на полюса сердечника, то его поведение в условиях срабатывания характеризовалось бы следующими явлениями. В момент срабатывания из-за уменьшения воздушного зазора и соответствующего уменьшения магнитного сопротивления реле увеличивалось бы индуктивное сопротивление обмотки Хр. Это приводило бы к снижению тока Iр при неизменном напряжении Uр и, как следствие, к уменьшению Мэл.

В результате при втягивании якоря не получалось бы достаточного для надежного замыкания контактов избыточного момента, вследствие чего в условиях срабатывания и возврата подвижная система реле начала бы «плавать». Поэтому для получения необходимого избыточного момента в реле напряжения последовательно с обмоткой включается добавочное активное сопротивление Rд величина которого в несколько раз больше сопротивления обмотки. При этом изменение индуктивного сопротивления Хр уже не оказывает заметного влияния на Iр в момент срабатывания или возврата реле. Кроме обеспечения нарастания Мэл при ходе якоря Rд исключает влияние на уставку реле изменений температуры обмотки и частоты ω.

Применительно к реле напряжения можно записать:

Mэл=k5I²p,

где k5 – коэффициент пропорциональности.

Но так как Zр при наличии Rд мало изменяется при движении якоря, то электромагнитный момент зависит только от подведенного к зажимам реле напряжения Uр. При снижении Up уменьшается Iр, и наоборот, так что изменение Мэл у реле напряжения аналогично изменению Мэл у токовых реле (см. рис. 3).

Конструктивно Рд выполняется в виде отдельного резистора, установленного внутри реле.

Рассмотренные реле действуют при возрастании тока в их обмотке и поэтому называются максимальными реле.

В практике используются также минимальные реле, действующие при уменьшении тока в обмотке. В нормальных условиях якорь минимального реле находится в притянутом положении. Условием срабатывания минимальных реле принято считать отпадание якоря при уменьшении тока в обмотке.

Поэтому током срабатывания минимального реле Iс.р называют наибольший ток, при котором якорь возвращается в положение, соответствующее обесточенным обмоткам реле, а током возврата Iв – наименьший ток, при котором якорь реле притягивается к полюсам.

Как и у максимальных реле, коэффициент возврата минимальных реле равен отношению Iв / Ic.p. У максимальных реле Iв меньше Iс.р, поэтому kв меньше единицы, у минимальных реле Iв больше Iс.р, поэтому kв больше единицы.

studfiles.net

Реле напряжения. Виды и работа. Применение и устройство

Чтобы защитить от поломок бытовую технику от скачков и перепадов напряжения, применяют прибор, который называется реле напряжения (РН). Это устройство поддерживает напряжение электрической сети в номинальном режиме. Прибор имеет свои особенности и способ подключения.

Как устроено реле напряжения и принцип его действия

Принципиальная схема действия РН заключается в недопущении возникновения излишнего или недостаточного сетевого напряжения питания. Чтобы понять причину необходимости установки РН, назовем некоторые способствующие причины:

· При обрыве проводов линии питания частных домов, возможен перепад напряжения сети на 160 вольт выше нормы, что обуславливает выход из строя незащищенных электроприборов, которые быстро сгорают и становятся неисправными.· В ненастную погоду, либо по другим обстоятельствам отключение провода нейтрали приводит к увеличению нагрузки и неисправностям бытовой и другой техники.· При большой протяженности линии сети питания от трансформатора, напряжение уменьшается до значения, ниже критического, что негативно отражается на электрических устройствах, подключенных к этой линии.· При запуске мощного электроустройства происходит перегрузка фазы, напряжение падает, возможны проблемы с приборами, подключенными к сети.

Реле напряжения включает в себя микросхему, которая следит за величиной напряжения в сети. Если напряжение повышается или снижается, то от микросхемы поступает сигнал на электромагнитное реле, которое быстро включает аппарат, выравнивающий напряжение.

Рабочий интервал РН 100-400 В. Во время грозовой погоды разряд молнии создает превышение этих пределов, поэтому нельзя включать электрические устройства во время грозы с молнией, реле напряжения не справится с этой задачей. Для этого существуют приборы, ограничивающие напряжение.

РН состоит из силовой и электронной частей. Электронная часть занимается контролем напряжения, силовая часть распределяет нагрузки. Главной частью РН является микропроцессор. РН с микропроцессором превосходит по своим параметрам другие типы реле, так как производит плавную регулировку напряжения.

Основным параметром РН служит его быстродействие. Предел срабатывания настраивается потенциометром. Принцип действия этого прибора отличается от работы стабилизатора. При перепадах напряжения сети реле производит отключения участков, не достигших нормы напряжения, а стабилизаторы работают по всей сети равномерно. При возникшей аварии с задачей лучше справится РН, оно произведет отключение участков, на которых произошла авария.

Где применяются РН и их достоинства

Чтобы предотвратить перегрузки электрических приборов во время скачков напряжения в сети питания, применяют РН. Такими приборами могут быть котел отопления, бойлер, холодильник и другие приборы.

Широкая область использования РН обуславливается множеством приборов во всех областях жизни человека, во многих учреждениях и организациях.

Места применения реле напряжения

· Защита сетей с 1-й и 3-мя фазами.· Защита фаз сети от перекоса, слипания, обрыва.· Блокировка неправильного порядка действия фаз.· Защита электрооборудования от неисправностей.· Применение в эксплуатации приборов с длительным периодом перехода.· В устройствах с нагруженным электромотором.· В спецустановках с требованием качества сети питания (полные фазы, качественное напряжение).· Для защиты бытовой техники и приборов от перепадов напряжения в квартирах и жилых домах.· В общественных организациях, кинотеатрах, компьютерных залах, супермаркетах, школах, больницах, чтобы защитить дорогостоящие электроприборы от неисправностей.· На заводах и фабриках, для бесперебойной и безаварийной работы по выполнению технологических процессов.

Преимущества применения

· Применение при любых температурных условиях, внутри и снаружи помещений (интервал температур -20 +40 градусов).· Множество модификаций реле обуславливает выбор прибора по финансовым возможностям и функциям устройства.· Реле защищает дорогостоящее оборудование от излишнего и недостающего напряжения, от возникновения неисправностей.· Большой ассортимент моделей и изготовителей реле дает возможность покупателю выбрать прибор по индивидуальным запросам.· Установка прибора не требует высокой квалификации, вызов электромонтера не потребуется.· Приборы имеют оригинальный внешний вид, при установке в помещении легко впишутся в интерьер.· При работе реле во время возникновения перепадов в сети питания освещение работает нормально, без видимых изменений светового потока.· Реле исключает из схемы сети участки, которые повредились во время аварии или грозы.

Виды
По типу подключения реле делятся:

·  В форме корпуса с вилкой и розеткой. ·  По типу удлинителя. ·  С монтажом на рейку DIN.

Первый тип реле выполнен с вилкой, которая втыкается в обычную розетку, не вызывает никаких трудностей. Этот прибор защищает несколько потребителей, питающихся от него. Управляющим элементом служит микроконтроллер, анализирующий напряжение питания. Текущее напряжение выдается на цифровой экран. Силовым элементом отключения и регулирования служит электромагнитное реле. На корпусе есть кнопки, которые дают возможность регулировать интервал напряжения и отключать питание.

Реле контроля напряжения в виде удлинителя подобно первому типу. Отличие заключается в том, что в удлинителе есть несколько розеток, под защитой оказывается несколько включенных устройств.

Третий тип реле устанавливается в распределительный шкаф на DIN рейку. Это более функциональное устройство, позволяющее защитить от перепадов напряжения квартиру или дом. В приборе имеется несколько дополнительных настроек и опций, несколько режимов эксплуатации.

По типу нагрузки реле делятся:

·  1-фазное. ·  3-фазное.

Для защиты трехфазных электромоторов и установок применяют приборы первого типа. Они защищают компрессоры, холодильники, кондиционеры и другие устройства с приводом от электромотора.

В помещениях, имеющих подводку сети питания на трех фазах, применяются также 3-фазные реле. Если отключится одна фаза, то остальные две отключатся с помощью реле. При небольших перекосах фаз, перепадах, скачках напряжения реле сразу сработает. Если на одной фазе будет 220 В, а на другой 210, то все фазы мгновенно обесточатся, хотя это не является причиной для отключения, такое напряжение не выведет из строя электроприборы.

Если в помещении имеются три фазы питания входа, то целесообразно будет монтировать отдельные реле защиты на каждую фазу. Во время выбора реле 1-фазного типа необходимо обращать внимание на то, что на корпусе прибора указана пропускная мощность, при которой цепь не размыкается. Поэтому, при выборе следует делать поправку на несколько ампер выше мощности сети питания.

Как выбрать тип РН
  1. Для приобретения реле лучше обратиться в магазин, специализирующийся на реализации приборов такого типа, в магазине вас проконсультируют о безопасной эксплуатации прибора, оформят гарантию.
  2. Стоимость реле зависит от факторов:· Тип прибора, реечный тип стоит дороже, с удлинителем – средняя цена, в виде розетки – самый дешевый.· Изготовитель, импортные реле стоят дороже, отечественные более доступны в цене.· Вспомогательные опции, наличие авторегулировок, ручных настроек.· Внешнее оформление, наличие разных цветов, красивый вид предполагают выше стоимость прибора.
  3. Если решили приобретать 1-фазное реле, определите мощность прибора. Реле бытовые имеют силовые контакты на 100 А. Желательно повысить мощность реле на 25%, и с учетом этого результата выбрать покупку.
  4. 3-фазные реле выбрать проще, так как они изготавливаются на одну силу тока в 16 А.
  5. Перед приобретением прочитайте инструкцию, проверьте талон на гарантию, проверьте на соответствие характеристики устройства, материал корпуса, эксплуатационные температуры.
  6. Перед монтажом сначала установить автоматический выключатель для аварийного отключения сети, если оно не соответствует норме.
  7. Предпочтительно наличие на корпусе реле дисплея, показывающего параметры.
  8. Если купили розеточные типы реле, то подключите к нему дорогостоящие двигатели.
  9. Необходимо обратить внимание на негорючесть корпуса реле, лучше, если материалом его будет поликарбонат.
  10. Опция контроля времени сработки реле желательна в составе.
  11. Блокировка от перегрева, определение мощности сети питания дает возможность реле выполнять свои функции качественнее.
Как установить и подключить РН

Перед установкой реле следует определить, если необходимость в монтаже такого устройства. Если ваша сеть питания имеет напряжение 150-180 В, то электроприборы не смогут проработать весь срок службы, определенный изготовителем. В вашем случае реле не окажет помощи, потому что будет отключать снабжение питанием, электроприборы будут постоянно отключаться. Для этой ситуации лучше поставить стабилизатор.

Если в электрической сети частые перепады и скачки напряжения, пропадания фаз, то реле напряжения необходимо.

Для монтажа реле необходимо иметь:

· Реле.· Кусок провода сечением 0,5 мм2.· Рейка для монтажа автоматического выключателя.· Саморезы.· Плоскогубцы с изолированными ручками.· Индикатор напряжения.· Отвертка.

Перед началом установки обесточьте сеть питания, отключите автоматы входа напряжения. Возле автоматов закрепите на стене DIN рейку с помощью саморезов и отвертки. Реле легко защелкивается на рейке с помощью специального механизма, расположенного сзади.

На автомате входа индикатором найдите фазу. Разрежьте входной провод в месте входа. Один конец подключается к контакту входа, второй к контакту выхода. Возьмите провод, соедините его с нулем автомата, второй конец подсоедините к РН на клемму нуля.

Включите сеть питания, проконтролируйте работу реле. Самая простая схема – розеточного типа. Такое устройство втыкается в розетку, вилка электроприбора втыкается в розеточное гнездо реле.

Вводной автомат – обязательный элемент защиты реле напряжения, ставится рядом с реле напряжения. Значение номинала автомата выбирается на одну ступень ниже номинала реле.

Если ток вашего реле выше 65 А, то лучше применить устройство вспомогательного пуска, во избежание частых сработок реле.

Похожие темы:

 

electrosam.ru

Электромагнитные реле тока и напряжения

Согласование тяговых и противодействующих харак­теристик. Электро-магнитные реле благодаря простоте кон­струкции и надежности широко распространены в схемах электропривода и в схемах защиты энергосистем. Электромагнитные ре­ле приводятся в действие с помощью электромагнитов постоянного или переменного тока.

Рассмотрим работу максималь­ного реле постоянного тока с про­стейшей магнитной системой кла­панного типа.

На рис. 6.3 изображены тяговая и противодействующая характери­стики реле.

Противодействующие усилия создаются возвратной и контактными пружинами.

Усилие контактных пружин со­здает предварительное нажатие в мо­мент соприкосновения контактов. В результате уменьшается вибрация контактов при срабатывании и обеспечивается необходимое контактное нажатие.

С учетом линейной зависимости силы пружины от ее деформации и относительно небольшого перемещения яко­ря противодействующее усилие пружин, приведенное к яко­рю, меняется линейно с изменением     зазора. Для срабаты­вания реле необходимо, чтобы тяговая характеристика во всех точках хода якоря шла выше суммарной  противо­действующей характеристики .  Для токового реле при данном начальном зазоре положение зависит от тока. При ненасыщенной магнитной системе тяговая сила пропорциональна квадрату тока.

Наименьшее значение тока, при котором кривая на­чинает проходить выше зависимости, определяет ток трогания  реле. Срабатывание реле определяется точ­кой б (зазор), при которой идет выше. Для надежного включения в обмотку реле обычно подается ток <. Коэффициент запаса при этом  и обыч­но составляет.

С ростом тяговая характеристика поднимается, уве­личивается тяговое электромагнитное усилие, действующее на якорь, увеличивается ускорение якоря, сокращается пол­ное время включения. Однако при этом возрастают удары в механизме и вибрация контактов.

Для того чтобы устранить залипание якоря, в магнит­ной системе всегда создается конечный зазор. При этом зазоре тяговое усилие значительно превышает противодей­ствующее усилие ().

Для отключения реле тяговая характеристика во всех точках должна быть ниже характеристики.

При этом усилие, развиваемое противодействующими пружина­ми, больше электромагнитного усилия и якорь возвратится в начальное положение. Ток при таком положении харак­теристики называется током отпускания, или током воз­врата

При отпускании реле определяющей точкой является точка б, в которой характеристика идет ниже характеристики .

Для реле защиты энергосистем и электропривода, конт­ролирующих значение тока в узких пределах, коэффициент возврата должен быть возможно ближе к еди­нице. Тяговая характеристика электромагнитов переменного тока более полога, чем электромагнитов постоянного тока, и ее легче согласовать с противодействующей. Поэтому высокий коэффициент возврата в реле переменного тока достигается легче, чем в реле постоянного тока.

electrono.ru

Конструкция измерительных реле тока и напряжения

Количество просмотров публикации Конструкция измерительных реле тока и напряжения - 168

Релœе, классификация, характеристики

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ АВТОМАТИКИ

Электромеханические аппараты автоматики

ЛЕКЦИЯ №13

2.1 Релœе классификация, характеристики.

2.2 Конструкция измерительных релœе тока и напряжения.

2.3 Поляризованные электромагнитные релœе.

2.4 Релœе электротепловые: назначение, применение, выбор.

Определœение

Релœе это такой электрический аппарат, в котором, при плавном изменении управляющего (входного) параметра и достижении этим параметром определённой наперёд заданной величины, происходит ступенчатое (скачкообразное) изменение управляемого (выходного) параметра. Один из этих параметров электрический. Входными параметрами бывают: физическая величина (ток, напряжение, давление и др), разность значений, изменение знака или скорости и др.

Входной параметр может изменяться и ступенчато.

Классификация

По области применения релœе для: схем автоматики, защиты элементов энергосистем и электроприводов, радиоэлектроники, летательных аппаратов, морских и речных судов, желœезнодорожного транспорта и др. Размещено на реф.рфУ релœе, к примеру, летательных аппаратов имеется по две или три дублирующих обмотки.

По физической природе управляющего сигнала релœе: электрические – тока, напряжения, мощности, частоты, электротепловые, механические – давления, оптические и др.

Учитывая зависимость отвыполняемых функций релœе: измерительные и логические. Приведённое определœение больше относится к измерительным релœе.

По принципу действия релœе: электрические – электромагнитные, индукционные, поляризованные, магнитоэлектрические, электротепловые, дифференциальные.

По принципу воздействия на управляемую цепь релœе: контактные (электромеханические) и бесконтактные (статические).

По роду тока релœе: постоянного тока и переменного тока управляющего сигнала.

По способу включения релœе: первичные и вторичные.

Характеристики

Характеристика управления релœе - ϶ᴛᴏ графическое изображение зависимости выходного параметра от входного. Рассмотрим характеристику электромагнитного релœе, у которого входным параметром является напряжение на катушке UВХ, а выходным параметром UВЫХ является напряжение на сопротивлении RН, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ будет при замыкании контактов релœе (рис. 44).

При плавном увеличении UВХ и достижении напряжения срабатывания UСР, релœе срабатывает (якорь притягивается к сердечнику и замыкаются контакты) и на выходе ступенчато (скачком) появляется максимальное напряжение равное напряжению сети UВЫХ = UС. В случае если после срабатывания уменьшить UВХ, то при достижении UОТП релœе возвращается ступенчато (отключается) в исходное состояние, когда UВЫХ = 0 – отпускание релœе.

Для других типов релœе бывают другие характеристики, к примеру, двухпозиционное поляризованное релœе имеет характеристику, которая располагается в четырёх квадрантах в виде симметричной

петли.

Коэффициент возврата релœе является важным параметром характеризующим релœе

(74)

Для релœе защиты энергосистем, электроприводов, схем автоматики, контролирующих значения тока или напряжения коэффициент возврата должен быть близким к единице.

На величину коэффициента возврата влияют различные факторы: величина рабочего зазора, силы трения, свойства возвратной и контактной пружин, эффект прилипания, остаточное намагничивание, масса якоря и др.

Релœе минимального напряжения серии типа РН – 51

Релœе минимального напряжения предназначено для измерения и контроля напряжения в электрической сети. При понижении напряжения до заданного значения релœе отключает свои контакты и тем самым подает сигнал обслуживающему персоналу. Конструктивная схема релœе минимального напряжения приведена на рис. 45.

Две одинаковые катушки 2, намотанные тонким обмоточным проводом расположены на сердечнике 1. Катушки соединœены между собой последовательно и подключаются к сети переменного тока через выпрямительный мост 9 и либо через два резистора R1, R2, либо через один резистор R1.

Под действием электромагнитного поля в сердечнике созданного постоянным током, протекающим по катушкам якорь 3 устанавливается в вертикальное положение, при напряжении в сети выше заданного (установленного),

его ось в подшипниках 6 поворачивается по часовой стрелке, затягивая спиральную пружину 7.В результате размыкаются электрические контакты 10 и замыкаются контакты 5 с помощью металлической пластины 4.

При понижении напряжения в сети ниже заданной величины уменьшается электромагнитное поле и сила притяжения якоря к сердечнику.

Под воздействием энергии сжатой спиральной пружины 7 якорь 3 наклоняется против хода часовой стрелки, электрические контакты 5 размыкаются, а контакты 10 замыкаются.

Замыкание и размыкание контактов 5 и 10 используется в схемах релœейной защиты, к примеру для подключения резервного источника питания или переключения отпаек силового трансформатора предприятия.

Поворотом стрелки – указателя 8 можно изменять натяжение спиральной пружины 7 и тем самым изменять настройку релœе на другое заданное напряжение. На шкале нанесены значения напряжения ʼʼуставкиʼʼ релœе UУ.

При понижении напряжения и размыкании контактов 5 регистрируется напряжение ʼʼсрабатыванияʼʼ UСР - ϶ᴛᴏ наибольшее значение при котором релœе отключает контакты 5. При восстановлении напряжения в сети релœе должно замкнуть контакты 5 и разомкнуть контакты 10. Наименьшее напряжение, при котором контакты 5 замыкаются принято считать напряжением ʼʼвозвратаʼʼ релœе UВЗ. В случае если релœе подключено через оба резистора R1 и R2, то величина напряжения ʼʼсрабатыванияʼʼ и ʼʼвозвратаʼʼ примерно в два раза больше по сравнению с тем, когда релœе подключено только через резистор R1. Этим дополнительно можно изменять пределы контролируемого напряжения исходя из напряжения в сети.

Релœе минимального напряжения изготавливается с легким поворотным якорем, сердечник из магнитомягкой электротехнической стали, воздушный зазор при срабатывании релœе изменяется незначительно, релœе имеет качественную спиральную пружину, отсутствует прилипание. Благодаря этому коэффициент возврата близок к единице.

Релœе максимального тока серии РТ – 80

Оно представляет собой устройство, в котором объединœены два токовых релœе, которые могли бы работать независимо. При этом совместная работа индукционной и электромагнитной систем позволяет получить наилучшие защитные характеристики. Индукционная система позволяет получить зависимую от тока время–токовую характеристику: чем больше сила тока, тем меньше время срабатывания. Электромагнитная система позволяет получить мгновенное срабатывание (отсечку).

Конструктивная схема релœе максимального тока показана на рис. 46. Общими для обеих систем являются: токовая обмотка релœе 5 с отпайками, выведенными на контактную колодку 4 с двумя контактными винтами 3, электрические контакты релœе 16 и механический указатель срабатывания – блинкер (который на рис. 45 не показан). По обмотке 5 проходит ток потребителя или кратный ему.

Индукционная система состоит из следующих частей: электромагнита 7 с двумя короткозамкнутыми витками 8 на его полюсах сверху и снизу, охватывающими часть магнитопровода, подвижной рамки 9, которая может поворачиваться вокруг

своей оси 0 – 0 на небольшой угол, алюминиевого диска 11, укрепленного вместе с червяком на оси 0′ – 0′, вращающейся в подпятниках, расположенных в телœе рамки 9, зубчатого сектора 14, свободно лежащего на движке в форме площадки 10, перемещающегося вертикально по винту 17 вдоль шкалы устройства регулировки выдержки времени (на рис. 46 не показана), и пружины 15, удерживающей рамку в начальном положении.

Электромагнитная система состоит из стального якоря 2, имеющего на левом конце коромысло 13 для замыкания электрических контактов 16, стального стержня 6, который вместе с

якорем образует магнитопровод, и регулировочного винта 1, изменяющего величину воздушного зазора между якорем 2 и сердечником и тем самым величину тока срабатывания системы (кратность отсечки).

Работа индукционной системы. При протекании по обмотке релœе тока создается магнитный поток, который, замыкаясь по магнитопроводу 7 и зазору между полюсами, пронизывает находящийся в зазоре диск. В короткозамкнутых витках 8 возникает ЭДС, ток и свой магнитный поток, который стремится препятствовать изменению основного потока. В результате такого действия короткозамкнутых витков магнитный поток появляется вначале в той части зазора, где короткозамкнутых витков нет, а затем в части, охватываемой этими витками. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в зазоре создается движущееся (ʼʼбегущееʼʼ) магнитное поле, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ, взаимодействуя с вихревыми токами в диске, увлекает его за собой. Последний начинает вращаться в направлении движения бегущего магнитного поля при токе 20...30% от тока срабатывания и вращать укрепленный с ним на одной оси червяк. Но, так как рамка 9 оттянута пружиной 15 в крайнее положение, то сцепления червяка с зубчатым сектором 14 не происходит. Постоянный магнит 12 за счёт своего постоянного магнитного поля несколько подтормаживает диск. Сила торможения пропорциональна частоте вращения диска.

При определœенной величинœе тока в обмотке релœе суммарный момент, воздействующий на диск, превысит силу пружины 15, рамка, с диском повернется, и червяк войдет в зацепление с зубчатым сектором. Наименьший ток, при котором происходит зацепление червяка с зубчатым сектором, принято считать током ʼʼсрабатыванияʼʼ индукционной системы релœе.

С момента зацепления зубчатый сектор начинает подниматься и по истечении некоторого времени, упираясь своим рычагом в коромысло 13, поворачивает его вверх (вместе с ним поднимается и левый конец якоря 2 электромагнитной системы). При этом правый конец якоря опускается, зазор между якорем и сердечником уменьшается, вследствие чего правый конец якоря притягивается к сердечнику, а коромысло 13 замыкает (или размыкает) электрические контакты релœе 16.

Время t, через ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ происходит замыкание контактов релœе, зависит от начального положения зубчатого сектора 14 (т. е. от места положения движка 10 по вертикали) и от частоты вращения диска 11 (ᴛ.ᴇ. от степени перегрузки по току).

Начальное положение зубчатого сектора 14 можно изменять перемещением движка 10 за счёт винта 17, таким путем изменяется уставка времени – tУ.

Работа электромагнитной системы. При большой кратности перегрузки по току якорь 2 может притянуться к сердечнику правым концом практически без выдержки времени ,замыкая контакты релœе 16. Ток отсечки регулируется винтом 1 изменяющим воздушный зазор электромагнита. Кроме того величина тока отсечки зависит от положения винта 3 изменяющего ток ʼʼуставкиʼʼ индукционной системы.

Времятоковая характеристика релœе (рис. 47) должна соответствовать времятоковой характеристике защищаемого объекта. Напротив отверстий контактной колодки 4 имеется ряд цифр (4…10), которые соответствуют значениям кратностей токов ʼʼуставкиʼʼ индукционного элемента .

Для каждого положения штифта (винта) 3 и соответствующих экспериментально определяются токи срабатывания и возврата индукционного элемента. После определœения требуемого значениярегулировкой винта 1 настраивается экспериментально ток срабатывания ( отсечки ) электромагнитного элемента .

Выдержка времени срабатывания индукционного элемента при заданном токе нагрузки настраивается изменением начального положения зубчатого сектора 14, где отмечено время (0,5…4 с). В случае если в сети ток превышает релœе срабатывает практически мгновенно. В случае если в сети ток превышает, а затем снизится до значения меньшего пока релœе не замкнуло свои контакты, то релœе будет находиться в исходном состоянии.

8.3 Статическое релœе тока РСТ–11

Релœе питается (рис. 48) напряжением 220 В, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ через резистор R21 поступает на выпрямительный мост V2. За счёт протекания тока по варисторам RV1 и RV2, падению напряжения на R21 величина напряжения на фильтрующем конденсаторе C8 снижается и составляет ≈60 В. С помощью резисторов R19, R20, стабилитронов VD4, VD5 и конденсаторов С5, С6 создаётся двухполярный источник питания для операционных усилителœей ± 15 В.

Входной измеряемый ток IВХ от трансформатора тока поступает на промежуточный трансформатор тока TA1, вторичная обмотка которого через выпрямительный мост V1 подключается на нагрузочное сопротивление R1. На этом сопротивлении будет двухполупериодное выпрямленное напряжение пропорциональное току, его величина устанавливается исходя из ожидаемой величины тока нагрузки контролируемой цепи.

Напряжение с R1 поступает на узел сравнения выполненый на времяимпульсном принципе. В состав узла сравнения входят: пороговое устройство DА1 (однопороговый компаратор) на ОУ с постоянным регулируемым опорным напряжением положительного знака на не инвертирующем входе усилителя. Регулирование величины опорного напряжения производится кнопками SB1 – SB5 ступенчато исходя из тока уставки срабатывания релœе.

Времясравнивающая цепочка, образуется резисторами R7, R8, диодом VD2, конденсатором С2 и двуханодным стабилитроном VD3. За счёт диода VD2 время заряда конденсатора С2 меньше, чем время разряда.

Второе пороговое устройство выполнено на операционном усилителœе DА2 по схеме триггера с положительной обратной связью поступающей на вход по резистору R16. Работа триггера определяется значением и знаком напряжения на инвертирующем входе, поступающем с конденсатора C2.

В случае если амплитуда тока и, следовательно, напряжение на R1 превысит величину порогового напряжения с делителя R4, R5 и R8 – R13, то на выходе DА1 появятся разнополярные прямоугольные импульсы. В случае если соотношение длительностей положительных и отрицательных импульсов достигает значения, при котором конденсатор С2 зарядится до величины порога срабатывания триггера DA2, то открывается транзистор VT1 и срабатывает релœе K1, подавая своими контактами команду на сигнал или отключение выключателя.

Замечание. Кроме релœе, приведённых в данном параграфе, в настоящее время выпускаются промышленностью статические релœе тока и напряжения на базе микроэлектронной техники, которые являются альтернативной заменой электромеханических релœе. Технические данные статических и электромеханических релœе тока и напряжения приведены в приложении П4.

Особого внимания заслуживают статические релœе тока типов РС40М и РС80М, не требующие дополнительных источников питания. Там же приводятся данные релœе максимального и минимального постоянного тока и релœе максимального и минимального напряжения переменного и постоянного токов.

referatwork.ru

Реле тока. Виды и устройство. Работа и как выбрать. Применение

Реле тока — в электрических промышленных сетях часто возникают чрезмерные нагрузки и короткие замыкания. Все компоненты цепи, начиная от обычного проводника, и заканчивая потребителями нагрузки со сложной конструкцией, рассчитаны на допустимый максимальный нагрузочный ток. Превышение этой величины приводит к пробою изоляции, либо нарушению целостности проводов из-за расплавления жил, а также межвитковому замыканию обмотки двигателя, перегрузке трансформатора. Все эти факторы являются аварийными режимами эксплуатации, ведущими к неисправностям и выходу из строя сети питания.

Для обеспечения надежной защиты агрегатов, трансформаторов, приводов электромоторов применяется релейная защита, включающая в себя один из основных элементов в виде реле тока, которое предотвращает эксплуатацию электрооборудования в аварийном режиме.

Виды

Реле тока классифицируются по двум основным признакам:

  • Первичные чаще всего встроены в конструкцию выключателя, и являются его частью. Они применяются в основном в электрических сетях напряжением до 1000 В.
  • Вторичные включаются в цепь посредством трансформатора тока, который подключается к питающей шине или кабелю. Трансформатор снижает ток до значения, которое подходит для функционирования реле. В качестве примера можно рассмотреть трансформатор тока, имеющий кратность 100 : 5. Он способен контролировать значение тока до 100 ампер, применяя для этого реле с допускаемой величиной наибольшего тока всего в 5 ампер.
Вторичные реле тока в свою очередь разделяются на виды:
  • Индукционные реле.
  • Электромагнитного действия.
  • Дифференциальные модели.
  • Реле на интегральных микросхемах.
Устройство и работа

Конструктивные особенности основных видов реле и их принцип действия.

Индукционные

Такой вид реле работает на основе взаимодействия между током, индуцированным в некотором проводнике, и переменным магнитным потоком. Вследствие этого они используются на переменном токе в качестве защитного реле косвенного действия.

Имеющиеся виды индукционных реле делятся на 3 группы:
  • С рамкой.
  • С диском.
  • Со стаканом.

В варианте с рамкой (рисунок «а») поток Ф2 создает ток в замкнутой обмотке, выполненной в виде рамки в магнитном поле второго потока Ф1, который сдвинут по фазе. Такие реле обладают повышенной чувствительностью и максимальной реакцией в отличие от других реле. В качестве недостатка можно отметить слабый момент вращения.

Образцы с диском имеют широкую популярность. Схема такого реле изображена на рисунке «б». Такие реле обладают большим моментом вращения диска, имеют простое устройство.

Реле со стаканом (рисунок «в») оснащены подвижным стаканом, который может вращаться в магнитном поле потоков магнитной системы, состоящей из четырех полюсов. Потоки расположены под прямым углом между собой в пространстве.

В стакане 5 находится стальной цилиндр 1, который предназначен для снижения магнитного сопротивления. Эта конструкция более сложная, в отличие от реле с диском. Это дает возможность получения короткого времени реакции на срабатывание (0,02 с), что является значительным преимуществом, и обеспечивает широкую популярность в использовании реле тока со стаканом.

4-полюсная магнитная система дает возможность получать без значительных доработок разные по назначению реле, и унифицировать их изготовление.

Электромагнитные

Нейтральные реле реагируют одинаково на постоянный ток, проходящий в обмотке, в любом направлении. По типу движения якоря реле делятся на два вида: с угловым перемещением якоря, и с втягивающим якорем.

  1. Сердечник.
  2. Ярмо.
  3. Якорь.
  4. Штифт.
  5. Контакты.

Если нет сигнала управления, то якорь удерживается на наибольшем расстоянии от сердечника с помощью воздействия пружины. При поступлении сигнала на обмотку образуется магнитная сила, прижимающая якорь к сердечнику. Тем самым одни контакты замыкаются, а другие размыкаются.

Поляризованные реле включают в себя аналогичные элементы, однако отличаются наличием двух обмоток, двух сердечников, постоянным магнитом и контактной тягой. Поляризованные реле срабатывают в зависимости от того, какой полярности пришел сигнал управления.

Сердечник изготавливается из листовой электротехнической стали. Это позволяет повысить скорость срабатывания устройства. При отсутствии тока на катушках, реле находится в исходном состоянии. При этом в реле уже есть магнитный поток, который образован постоянным магнитом. Силовые линии замыкаются на два контура.

Первый контур включает в себя магнит, левый сердечник, ярмо, якорь и другой магнит. А второй контур проходит по магниту и ярму к правому сердечнику и якорю. Далее он снова приходит в первоначальное положение.

Между левым сердечником и якорем нет воздушной прослойки. В этом случае правый сердечник и якорь разделены большим воздушным зазором. Воздух имеет большое сопротивление, поэтому величина магнитного потока в правом контуре будет намного меньше левого. Якорь притянется к левому сердечнику под действием более мощного магнитного потока.

Так функционирует поляризованное реле. Его работа происходит на основе магнитных свойств. Это дает возможность менять направление тока на обмотке, при разных полярностях.

Реле переменного тока имеет отличие от модели постоянного тока в том, что работает от переменного тока непосредственно от сети. При равных размерах конструкции, величина силы у реле переменного тока в два раза ниже, чем у реле, работающего на постоянном токе.

Достоинства
  • Низкая стоимость электромагнитных реле в отличие от полупроводниковых образцов.
  • Незначительное падение напряжения на контактах, низкое выделение теплоты, не требует охлаждения.
  • Качественная электрическая изоляция цепи управления катушки и группы контактов.
  • Невосприимчивость к импульсным нагрузкам и помехам, возникающим при ударах молнии, и при переключениях высоковольтных цепей.
  • Возможность подключения нагрузки до 4 киловатт при объемном размере реле ниже 10 куб. см.
Недостатки
  • Возникающие проблемы при подключении индуктивных потребителей и нагрузок постоянного тока высокого напряжения.
  • Возникновение радиопомех при работе силовых контактов.
  • Ограниченный механический и электрический ресурс.
  • Низкая скорость функционирования.
Дифференциальные

Такие реле действуют по принципу сравнивания значения тока до потребителя и после него. Таким потребителем обычно бывает силовой трансформатор. В обычном режиме эксплуатации ток до трансформатора и после него практически одинаков. Однако при появлении короткого замыкания на трансформаторе такой баланс нарушается. В этом случае реле замыкает контакты и подает команду на обесточивание неисправного участка цепи.

Дифференциальные реле широко используются в бытовых условиях, а также на производстве. Такие реле в виде защитных устройств предотвращают утечки тока в приборах и проводах.

Защищаемыми приборами обычно бывают:
  • Оргтехника.
  • Бойлеры.
  • Светильники.
  • Бытовые устройства.

Тем самым осуществляется защита человека от удара электрическим током при касании корпуса устройства.

Реле на микросхемах (интегральные электронные)

Такие типы изготавливают на основе полупроводниковых элементов. Основным их преимуществом является постоянная стабильная работа при повышенной вибрации.

Применение и подключение

В нормальном эксплуатационном режиме любое реле тока должно обладать достаточной чувствительностью к превышению номинального значения тока в цепи входа. При повышении тока больше допустимых значений, осуществляется переключение контактов выхода, которые обесточивают силовые устройства от сети питания.

Если ток дальше продолжает снижаться и подходит к номинальной величине, то при этом цепь снова замыкается под действием сигнала на выходе, и подается ток.

Реле для защиты применяют в жилых домах, а также на производственных объектах. Многие современные квартиры оснащены мощными бытовыми электрическими устройствами. Если включить сразу все такие устройства, то это вызовет значительные нагрузки в электрической сети питания.

Для предотвращения аналогичных случаев все устройства разделяют:
  • Приоритетные.
  • Второстепенные.

Приоритетными устройствами считаются те, отключение которых от сети создаст аварийную критическую обстановку. Такие внезапные отключения приводят к неисправностям и выходу из строя.

Второстепенными устройствами считаются те, которые можно отключить без всякого ущерба, не создавая аварийной ситуации или каких-либо неисправностей. Поэтому реле подключаются так, чтобы не допустить всевозможные перегрузки в сети питания.

Для примера реле максимального тока РМТ-101.

Это устройство дает возможность настроить определенное время отключения нагрузки при перегрузке сети, а потом снова подает питание.

Такой образец реле способен контролировать и измерять нагрузку по току. Также при необходимости реле может применяться вместо цифрового амперметра. При измерении тока нет необходимости разрывать цепь. В приборе установлен специальный датчик, расположенный в корпусе.

Защитное реле РМТ-101 можно присоединять к трансформаторам тока выносного типа. На передней панели реле находятся цифровые и светодиодные индикаторы, которые показывают величину тока в цепи. Реле оснащено двумя переключателями, которыми можно настраивать необходимый интервал измерений, режим индикации, точность показаний, наибольший и текущий ток.

Другой важной функцией реле является его использование вместо реле ограничения потребления тока. Также можно выбрать необходимую нагрузку. Реле может функционировать в двух режимах: наименьшего и наибольшего тока. Чтобы переключиться между режимами, необходимо воспользоваться специальным переключателем.

Реле тока РМТ-101 приобрело широкую популярность на производстве. Оно создает защиту мощных электродвигателей переменного и постоянного тока, а также другого оборудования от возникающих перегрузок.

Также широко используемым устройством в различных областях является реле РЭО-401.

Устройство этого реле тока защиты состоит из двух главных узлов:

  • Электромагнитная система.
  • Блок контакт.

Электромагнитная система включает в себя скобу сердечника с трубкой. На трубке размещена катушка, имеющая в качестве защиты изоляционный каркас. В трубке находится якорь, который может легко перемещаться вдоль трубки. Значение тока срабатывания зависит от расположения якоря.

Значение тока срабатывания регулируется с помощью изменения расположения скобы, которая после регулировки может фиксироваться специальным винтом. Когда реле сработает, то блок-контакты останутся разомкнутыми, пока не снизится ток до нормальной величины. Далее якорь переместится в нижнюю позицию, а контакты от воздействия пружины замкнутся. Проводники подключаются к реле на передней части корпуса.

Советы по выбору реле
Чтобы сделать правильный выбор реле наибольшего тока необходимо руководствоваться:
  • Поставленной задачей.
  • Значением тока.
  • Напряжением питания.
  • Условиями эксплуатации.
  • Наличием механизма задержки срабатывания.
  • Наибольшим допустимым током.
  • Характеристиками и параметрами регулировки.

После приобретения реле, его необходимо настроить. Это делается легко, при помощи встроенных уставок, плавно изменяя их. Все аналогичные реле имеют компактные размеры. Это дает возможность без особых проблем установить их в шкафы релейной защиты или распределительные щиты.

Такие реле имеют надежную и простую конструкцию, унифицированы между собой, что позволяет производить их легкую замену. Для контроля параметров применяются встроенные светодиодные дисплеи.

Похожие темы:
Описание соленоидов, контакторов и электромеханических реле

- Блог о пассивных компонентах

Для некоторых слова соленоид и реле вызывают в воображении видения древнего электромеханического мира, который теперь заменен полностью электронными устройствами, интеллектуальными двигателями и многим другим. В этом почти есть смысл, поскольку эти два компонента в различных формах используются нами более 150 лет. Но не дайте себя обмануть: оба они по-прежнему незаменимы ... и остаются жизнеспособным выбором для преобразования электрической энергии в механическое движение (в случае соленоидов) или там, где сигнал должен контролировать путь включения-выключения одного или нескольких других сигналов. (в случае реле).Давайте сравним эти два электрических компонента - имеющих очень разное применение, но использующих очень похожую физику.

Что такое соленоид?

В общих чертах, соленоид - это спирально намотанная катушка с полым центром вдоль ее продольной оси. Внутри этой катушки находится свободно плавающий плунжер из магнитного материала, который втягивается или расширяется вдоль этой оси - головкой к одному из концов полости.

Используемые в автоматизированных системах в течение многих десятилетий, соленоиды и реле по-прежнему являются жизненно важными компонентами - особенно там, где для линейного движения или переключения цепей требуются универсальность, надежность, простота использования и гибкость.В соленоиде магнитное поле катушки под напряжением перемещает металлический плунжер. При отключении питания плунжер возвращается в нейтральное положение. Напротив, электромеханическое реле имеет якорь, который перемещает и замыкает (или размыкает) контактную цепь, когда катушка находится под напряжением, и генерирует магнитное поле.

Где используются соленоиды? Соленоиды превосходны там, где требуется резкое и быстрое линейное движение в ограниченном диапазоне. Конечно, соленоиды различаются по размеру и мощности, но типичные размеры составляют от одного до шести дюймов в длину с линейным перемещением того же диапазона.В зависимости от витков проволоки и приложенного тока, соленоиды могут прикладывать очень большие ударные силы весом менее унции, способные пробивать отверстия в металле или формировать головки заклепок. Среди множества применений соленоидов - открытие и закрытие замков, движения на промышленном оборудовании и выдача в торговых автоматах ... и везде, где конструкция машины требует твердого линейного хода или пробивного действия.

Как определяется сила соленоида? Сила на выходе соленоида выражается уравнениями, основанными на законе Ампера.Они определяют выходную мощность в виде числа витков N, площади поперечного сечения якоря A, размера зазора g, магнитной проницаемости воздуха μ O и приложенного тока i. Обратите внимание, что сила выходной силы пропорциональна квадрату силы тока и количества витков. В более реалистичных уравнениях используются эти параметры и учитываются потери на окантовке катушки, дефекты катушки и другие реальные проблемы.

Как электрическая схема управляет соленоидом? Как и большинство магнитных устройств, соленоид - это устройство, управляемое током, поэтому его лучше всего запитывать от истинного источника тока.Однако, поскольку во многих приложениях используется источник напряжения (шина), а не источник тока, соленоиды также определяются с точки зрения их сопротивления постоянному току… поэтому можно использовать источник напряжения, если он может обеспечивать необходимый ток, как определено законом Ома. .

Имеет ли значение, использует ли инженер-конструктор источник тока или источник напряжения? Да и нет. Во многих успешных конструкциях соленоидов используются источники напряжения, способные подавать необходимый ток. Однако может быть трудно правильно управлять этим током от источника напряжения.Это связано с тем, что относительно высокая потребность соленоида в переходном токе может вызвать «провал» источника напряжения, когда он пытается подать этот импульс тока - если только это не жесткий источник с очень низким сопротивлением подводящего провода. вот почему в конструкциях по возможности используется источник тока, а не источник напряжения.

Есть другие проблемы с соленоидным приводом? Большинство соленоидов, как правило, потребляют относительно большое количество энергии - и они рассеивают большую часть этой мощности в виде тепла. Это означает, что они сильно нагреваются и могут демонстрировать как короткий срок службы, так и ухудшение состояния окружающей системы.Конечно, с импульсным режимом работы соленоида (как в случае низкого рабочего цикла торгового автомата) это может не быть проблемой. Тем не менее, это может быть проблемой при большом объеме высокопроизводительных приложений на промышленных производственных линиях.

Каковы другие недостатки соленоидов? Помимо требований к быстрым переходным процессам и сильным токам, их трудно использовать для точной работы по усилию или повторяемости. Тем не менее, интеллектуальные драйверы вместе с обратной связью по положению через устройства на эффекте Холла значительно улучшили возможности соленоидов.

Как улучшить работу соленоида? Есть два основных режима работы соленоида. В базовом режиме удара соленоид (при включении) перемещает свой плунжер и ударяет с силой… а затем обесточивается - как при открытии двери. Во втором режиме на соленоид подается питание, и он удерживается в этом режиме в течение относительно длительного периода времени - например, когда дверь должна оставаться открытой, когда люди проходят через нее. Любое использование, требующее, чтобы соленоид находился под напряжением более чем на короткий ход, вызовет выделение тепла и потребление значительного количества энергии.В конце концов, величина тока, необходимого для удержания соленоида, намного меньше тока активации. Вот где полезны интеллектуальные драйверы - чтобы активировать соленоиды на полном токе, а затем переключиться на гораздо более низкий ток удержания.

Подробнее о смарт-драйверах соленоидов

Хотя можно управлять соленоидом, просто подключив его к подходящей шине напряжения или источнику тока, интеллектуальный драйвер может сделать гораздо больше. С электрической точки зрения соленоид похож на двигатель: оба работают от тока и действуют как высокоиндуктивные нагрузки, поэтому требования к драйверам также схожи.Неудивительно, что многие компоненты, используемые для управления катушкой двигателя (обычно металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы, называемые MOSFET), и их драйверы также работают как драйверы соленоидов. Например, некоторые энергосберегающие контроллеры тока соленоидов работают от шины 24 В постоянного тока. Они могут служить истинным источником тока для управления током соленоида во время пикового режима и режима удержания, что, в свою очередь, способствует снижению мощности и теплового рассеяния за счет использования управления ШИМ-приводом через внешний полевой МОП-транзистор.

Такие интеллектуальные драйверы также позволяют инженерам регулировать пиковый ток (и время при этом токе), а также удерживать ток.Они также могут включать автоматическое переключение из режима максимального тока в режим удержания тока в конце хода плунжера. Некоторые умные драйверы даже допускают использование внешнего датчика Холла для отслеживания положения поршня. В некоторых случаях зондирование может позволить интеллектуальному драйверу обнаруживать жесткие и мягкие неисправности… такие как короткое замыкание или обрыв катушек, а также внешнее блокирование или заклинивание плунжера. Хотя такие драйверы на основе ИС требуют большего количества внешних пассивных опорных компонентов, чем простая шина питания, соединенная последовательно с соленоидом, они обеспечивают гораздо более высокую производительность.

Конечно, существует множество приложений начального уровня (таких как бытовая робототехника и игрушки), для которых достаточно простой контур источника питания без электроники, и который будет иметь соответствующую экономическую эффективность.


Герконовые реле для переключения контактов и др. Реле

Reed - это контактные реле в стеклянном корпусе, которые отлично подходят для работы в пыльных и дымных условиях. Различные источники перечисляют герконовые реле как электромеханические реле (из-за их электромагнитного действия и движущихся элементов), в то время как другие перечисляют их как подтип SSR (из-за их широкого использования в сочетании с твердотельными устройствами).Мы классифицируем герконовые реле как отдельный класс реле. Во время работы наиболее распространенной итерации - нормально разомкнутой (НО) конструкции - магнитное поле от электромагнита или катушки действует на пару близко расположенных гибких язычков. В конечном итоге сила притяжения противоположной полярности язычков преодолевает их жесткость и втягивает их концы (часто позолоченные или из высокопроводящего материала) в контакт. После удаления входа язычки возвращаются на свои отдельные позиции.

Фактически, язычковые реле могут включать язычки в различном расположении и количестве, хотя последнее ограничено размером катушки реле.Многие катушки могут обрабатывать до дюжины стандартных переключателей; для приложений, требующих большего, катушки реле могут подключаться параллельно. Также доступны миниатюрные герконовые реле: это устройства для поверхностного монтажа (SMD), которые крепятся непосредственно на печатные платы (PCB).

Герконовые реле

часто используются для включения стартеров и других промышленных компонентов.


Сравнение реле и соленоидов

Теперь рассмотрим устройство электромеханических реле.Они имеют много общих электромагнитных характеристик с соленоидами ... но имеют совершенно иную конструкцию и функциональность.

Конструкция электромеханического реле использует катушку и привод тока (или источник напряжения), как и соленоид. Однако функция реле совсем другая. Несмотря на доступность альтернатив для некоторых приложений, таких как оптическое твердотельное реле (SSR) и реле на основе MEMS, электромеханическое реле по-прежнему является жизненно важным и универсальным компонентом для переключения как сигналов переменного / постоянного тока, так и мощности - и при низком и высоком уровне. уровни.

Как уже было описано, функция реле состоит в том, чтобы позволить одному сигналу управлять переключением другой цепи с полной гальванической развязкой и без какого-либо электрического контакта между двумя цепями.

Слева показано тепловое реле Siemens SIRIUS 3RU21160EB0. Используется для обеспечения зависящей от тока защиты от перегрузки в главной цепи системы, он устанавливается в фидеры нагрузки системы. Диапазон настройки от 0,28 до 0,4 А позволяет защитить двигатели и системы до 0.09 кВт. Вспомогательные контакты включают нормально закрытый (NC) и нормально открытый (NO).

Электромеханическое реле преимуществ

Причин для уникальной и долговечной полезности электромеханических реле предостаточно - даже с учетом наличия SSR и реле MEMS.

◾️ Цепь катушки и цепь контактов полностью изолированы друг от друга и могут иметь очень разные уровни напряжения и тока.

◾️ Контакт электромеханического реле образует основное замыкание переключателя… и ток через него может быть постоянным или переменным - независимо от катушки привода.Ни одна из сторон затвора не заземлена и не подключена к общему контуру цепи, поэтому затвор можно разместить в любом месте контура.

◾️ Электромеханическое реле может замкнуть контакт при активации (называемый нормально разомкнутым или НО) или может разомкнуть контакт (в нормально замкнутом или нормально замкнутом исполнении). Электромеханические реле также могут работать с несколькими контактами.

Это универсальное реле сопряжения TRZ 24VDC 1CO - 1122880000 справа от Weidmüller имеет подпружиненные вставные клеммные контакты, которые делают монтаж системы простым и надежным.Реле сопряжения принимает вход 24 В постоянного тока и имеет переключающий контакт для универсального переключения. Напомним, что переключающие контакты (называемые контактами формы C) сочетают в себе функции цепей NO (форма A) и NC (форма B)… и часто дополняются другой электроникой для выполнения определенных задач.

◾️ Многие реле управляют несколькими НО и НЗ контактами - с тремя, четырьмя или даже более независимыми НО и НЗ контактами. Эти несколько контактов не обязательно должны иметь одинаковый тип и номинальную нагрузку ... поэтому одни контакты могут быть для сигналов низкого уровня, а другие - для питания.

Релейно-контактные конфигурации включают однополюсный-одинарный ход (SPST), однополюсный-двойной ход (SPDT), двухполюсный-одинарный ход (DPST) и двойной полюс-двойной ход (DPDT).

◾️ Контактная цепь не должна находиться под напряжением, когда реле активировано, что на самом деле является необходимостью в некоторых конструкциях. Это означает, что реле можно переключать, когда цепь нагрузки отключена. Это называется замыканием с сухим контактом .

◾️ Электромеханические реле электрически и механически прочны, надежны и просты в поиске и устранении неисправностей.Они также могут выдерживать переходные процессы, которые могут повредить твердотельный эквивалент. https://www.youtube.com/embed/CbUO3LxUzYc

◾️ Электромеханические реле обычно рассчитаны на ток в катушке от 10 мА до пары десятков ампер, с контактами, рассчитанными на токи от миллиампер и от нескольких вольт до нескольких порядков величины для обоих параметров.

◾️ После подачи питания на электромеханическое реле и перемещения якоря требуется только более слабое поле, чтобы удерживать его на месте; таким образом, ток удержания реле намного меньше тока срабатывания - обычно около половины.Это то же самое, что и с соленоидом, и такая же или очень похожая схема может использоваться как драйвер соленоида или драйвер реле. Кроме того, нет необходимости полностью знать или определять нагрузку реле, если она находится в проектных пределах; это полезно в случаях, когда нагрузка может иметь неопределенные или трудноуправляемые характеристики.

◾️ Правильно спроектированное реле может использовать ток низкого уровня для переключения гораздо более высокого напряжения-тока. Кроме того, реле очень легко устранять неисправности: все, что требуется, - это омметр для измерения целостности катушки и сопротивления постоянному току… и для измерения сопротивления контактов, когда реле разомкнуто и замкнуто.

◾️ Реле также могут использоваться для переключения радиочастотных сигналов, хотя они требуют уникальной внутренней конструкции.

Сравнение реле с контакторами

Реле и контакторы - это электрические переключатели, выполняющие одни и те же основные действия, поэтому некоторые инженеры считают контакторы подмножеством реле. Разница между реле и контакторами заключается в том, где они подходят для использования: реле чаще всего действуют в меньших цепях с допустимой токовой нагрузкой 20 А или меньше.В отличие от этого, контакторы воздействуют на цепи большой мощности… напрямую переключают цепи, связанные с сильноточными нагрузками, такими как фонари, конденсаторы большой емкости и электродвигатели со встроенной мощностью.

Мы уже объяснили конструкцию электромеханических реле: так же, как реле, контакторы используют электромагнитную катушку для размыкания и замыкания электрической цепи. Однако с контакторами эта катушка всегда находится от собственного источника питания. Однако контакторы имеют одну или несколько пар трехфазных НО входов и выходов… и в некоторых случаях вспомогательные контакты, которые работают с главными контактами.

Многие контакторы, используемые в электродвигателях (для включения и отключения питания обмоток), также имеют встроенную защиту от тепловой перегрузки на каждой обмотке. Металлические ленты с низким сопротивлением нагреваются, поскольку обмотки потребляют ток. При обнаружении перегрева они вызывают размыкание нормально замкнутого контакта (последовательно с электромагнитной катушкой контактора), что, в свою очередь, обесточивает контактор и отключает двигатель.

Форматы контакторов

обычно соответствуют стандартам NEMA или IEC.Последние имеют тенденцию быть меньше для данного номинала, а также меньше зависят от массы для рассеивания тепла от дуги - благодаря использованию дополнительных контактов (и обмоток продувки) для гашения электромагнитной дуги. Также в конструкцию многих контакторов интегрированы дугогасительные камеры (замкнутые пространства, окруженные параллельными пластинами) для гашения дуги и гашения дуги.


Недостатки электромеханического реле

❌ Электромеханические реле хорошо подходят для одних ситуаций, но не подходят для других.Они могут быть относительно медленными, со скоростью переключения порядка десятков миллисекунд. Это неприемлемо для тех коммутационных приложений, которым требуется диапазон микросекунд или более высокие скорости.
❌ Они изнашиваются - хотя хорошо спроектированное качественное реле, используемое в рамках своих проектных ограничений, может выдержать более миллиона циклов, этого может быть недостаточно. Изнашиваются не только движущиеся механические элементы, но и покрытие поверхности электрического контакта изнашивается в результате многократного размыкания, что в конечном итоге приводит к плохому или прерывистому контакту.
❌ Если они не герметизированы, контакты могут накапливать грязь и даже подвергаться коррозии (что ухудшает характеристики со стороны контактов).
❌ Они больше, чем аналоги на SSR или MEMS, и требуют подачи тока относительно высокого уровня, поэтому могут потреблять (и рассеивать) значительную мощность… особенно когда они находятся под напряжением.

источник избранного изображения: TLXTechnologies

Источник: Мир дизайна онлайн

Как выбрать между реле, соленоидом и контактором

Реле, соленоиды и контакторы - все это переключатели - электромеханические или твердотельные, но есть важные различия, которые делают их пригодными для разных приложений.В этой статье мы объясним, как работает каждое из этих устройств, и обсудим некоторые ключевые моменты выбора.

Реле

Один из наиболее распространенных электромеханических переключателей в транспортном средстве, основная задача реле заключается в том, чтобы позволить сигналу малой мощности (обычно 40-100 ампер) управлять цепью с большей мощностью. Он также может позволить управлять несколькими цепями с помощью одного сигнала - например, в полицейской машине, где один переключатель может активировать сирену и несколько сигнальных ламп одновременно.

Реле

бывают самых разных конструкций, от электромагнитных реле, в которых используются магниты для физического размыкания и замыкания переключателя для регулирования сигналов, тока или напряжения, до твердотельных, в которых используются полупроводники для управления потоком энергии. Поскольку твердотельные реле не имеют движущихся частей, они, как правило, более надежны и имеют более длительный срок службы. В отличие от электромагнитных реле, твердотельные реле не подвержены электрическим дугам, которые могут вызвать внутренний износ или выход из строя.

Шесть стандартных размеров реле:

  • Мини-реле ISO, реле общего назначения, которое занимает стандартное место в отрасли и соответствует потребностям многих электрических систем транспортных средств, таких как освещение, запуск, звуковой сигнал, обогрев и охлаждение.
  • Микрореле, которые имеют разъемную конструкцию микроразмера для использования в автомобильной промышленности и соответствуют стандартной схеме для своих электрических клемм. Микрореле используются в широком диапазоне транспортных средств для выполнения операций переключения и допускают номинальные токи переключения до 35 ампер.
  • Реле
  • Maxi - иногда также называемые силовыми мини-реле - обычно рассчитаны на ток до 80 А и имеют прочную конструкцию контактов для длительного использования. Они идеально подходят для таких применений, как нагнетательные вентиляторы, автомобильная сигнализация, охлаждающие вентиляторы, управление энергопотреблением, управление двигателем и топливные насосы.
  • Реле ISO 280 Mini, Micro и Ultra, меньшая и более компактная версия стандартных реле, упомянутых выше, но обеспечивающая примерно эквивалентный уровень производительности и имеющая размер и расположение выводов ISO 280. Они разработаны для установки в стандартные блоки предохранителей, блоки распределения питания и держатели банкоматов.

Показано справа: Пример реле Mini ISO.

Соленоиды

Соленоиды - это тип реле, спроектированный для удаленного переключения более сильного тока (обычно в диапазоне от 85 до 200 ампер).В отличие от электромеханических кубических реле меньшего размера, катушка используется для создания магнитного поля, когда через нее проходит электричество, которое эффективно размыкает или замыкает цепь.

Термины «соленоид» и «реле» часто могут использоваться как синонимы; однако на автомобильном рынке термин «соленоид» обычно относится к типу «металлической банки», тогда как реле обычно относится к стандартному реле «кубического» типа.

Некоторые распространенные применения соленоидов включают стартеры транспортных средств, лебедки, снегоочистители и электродвигатели.Основным преимуществом соленоидов является их способность использовать низкий входной сигнал для генерации большего выходного сигнала через катушку, тем самым снижая нагрузку на аккумулятор.

Контакторы

Контактор - это реле, которое следует использовать, когда цепь должна поддерживать еще более высокую токовую нагрузку (обычно 100-600 ампер). Контакторы с номинальным напряжением от 12 В до 1200 В постоянного тока представляют собой экономичное, безопасное и легкое решение для высоковольтных систем постоянного тока.

Общие приложения включают промышленные электродвигатели, используемые в тяжелых грузовиках и оборудовании, автобусах, автомобилях экстренной помощи, электрических / гибридных транспортных средствах, лодках, легкорельсовом транспорте, горнодобывающей промышленности и других системах, которые просто требуют слишком большой мощности для стандартного реле или соленоида.

Контакторы

обычно имеют встроенный экономайзер катушки для снижения мощности, необходимой для удержания контактов замкнутыми, что помогает повысить гибкость и надежность системы. Они часто доступны с дополнительными вспомогательными контактами.

РАССМОТРЕНИЕ ВЫБОРА

Ток и форм-фактор

Что касается грузоподъемности, то реле находятся на нижнем уровне, за ними следуют соленоиды, а затем контакторы на верхнем уровне. Хотя контакторы могут выдерживать ток, достаточный для питания тяжелого оборудования, они также имеют самую высокую цену и занимают больше всего места, тогда как реле требуют мало места и могут быть приобретены очень недорого. При токе 85-200 ампер многие соленоиды, как правило, попадают прямо посередине этих двух, как с точки зрения пропускной способности, так и с точки зрения цены.

При определении того, какой из этих трех коммутационных продуктов подходит для вашей конструкции, учитывайте форм-фактор. Как правило, чем больше грузоподъемность, тем больше размер, поэтому внимательно обратите внимание на доступное пространство, чтобы убедиться, что нужное вам устройство подойдет. Если есть конфликт, пришло время либо переосмыслить схему дизайна, либо уменьшить электрическую систему.

Окружающая среда

При выборе любого коммутирующего устройства также учитывайте требования, предъявляемые к среде, в которой это устройство будет находиться.

Если необходима защита от таких факторов, как влажность, погружение в воду, пыль и вибрация, то необходимо герметичное изделие. Посмотрите на рейтинг защиты от проникновения (IP), чтобы определить конкретную предлагаемую защиту.

Еще одна критическая точка - рабочая температура. Двигатель и окружающие его компоненты могут создавать экстремальные температуры до 175 ° F, поэтому все соседние устройства должны быть рассчитаны соответствующим образом.

Непрерывный и прерывистый рейтинги

Важно отметить, что соленоиды и контакторы рассчитаны на непрерывное или прерывистое использование.Прерывистый относится к приложениям, в которых короткий период активации чередуется с более длительным временем отдыха, например, выключатель стартера. С другой стороны, переключение продуктов с непрерывным рейтингом может поддерживать приложения, требующие постоянного времени работы, такие как лебедки.

Часто задают вопрос, можно ли использовать соленоид непрерывного режима вместо соленоида прерывистого режима. Хотя мы всегда рекомендуем использовать компоненты, предназначенные для работы, технически можно использовать соленоид непрерывного действия, но он превышает то, что необходимо.Однако ни при каких обстоятельствах нельзя использовать соленоид прерывистого режима, когда требуется соленоид непрерывного режима, поскольку он просто не оборудован для обработки непрерывного запроса.

Выбор коммутационного устройства

Решение использовать реле, соленоид или контактор в значительной степени зависит от необходимой допустимой нагрузки по току, а также с учетом того, как форм-фактор впишется в вашу конструкцию.

После того, как вы определили, какой из этих трех типов коммутационных продуктов подходит для ваших нужд, учет критических требований, таких как рабочие температуры и другие требования к окружающей среде, поможет вам еще больше сузить выбор.Чтобы найти подходящее коммутационное устройство для ваших нужд, ознакомьтесь с нашим полным ассортиментом реле, соленоидов и контакторов.

Вот несколько лучших вариантов:

принципы работы и варианты применения

Что такое реле?
Реле обычно представляет собой электромеханическое устройство, которое приводится в действие электрическим током. Ток, протекающий в одной цепи, вызывает размыкание или замыкание другой цепи.Реле похожи на переключатели дистанционного управления и используются во многих приложениях из-за их относительной простоты. долгий срок службы и подтвержденная высокая надежность. Реле используются в самых разных областях промышленности, например, в телефонных станциях, цифровых компьютерах и системах автоматизации. Очень сложные реле используются для защиты электроэнергетических систем от неисправностей и перебоев в подаче электроэнергии, а также для регулирования и управления производством и распределением энергии. В домашних условиях реле используются в холодильниках, стиральных и посудомоечных машинах, системах управления отоплением и кондиционированием воздуха.Хотя реле обычно связаны с электрическими схемами, существует много других типов, таких как пневматические и гидравлические. Вход может быть электрическим, а выход напрямую механическим, или наоборот.

Как работают реле?
Все реле содержат чувствительный элемент, электрическую катушку, питаемую переменным или постоянным током. Когда приложенный ток или напряжение превышает пороговое значение, катушка активирует якорь, который работает либо на замыкание разомкнутых контактов, либо на размыкание замкнутых контактов.Когда на катушку подается питание, она создает магнитную силу, которая приводит в действие механизм переключения. Магнитная сила, по сути, передает действие от одной цепи к другой. Первый контур называется схема управления; второй называется схемой нагрузки.
Реле выполняет три основные функции: управление включением / выключением, управление предельными значениями и логическая работа.
Управление включением / выключением: Пример: Управление кондиционером, используемое для ограничения и управления высокой мощностью
нагрузки, такой как компрессор
Ограничение управления: Пример: Управление скоростью двигателя, используется для отключения двигателя, если он работает медленнее или
быстрее, чем желаемая скорость
Логическая операция: Пример: испытательное оборудование, используемое для подключения прибора к ряду
точек тестирования на тестируемом устройстве
Типы реле
Существует две основных классификации реле: электромеханические и твердотельные.Электромеханические реле имеют движущиеся части, тогда как твердотельные реле не имеют движущихся частей. Преимущества электромеханических реле включают более низкую стоимость, отсутствие необходимости в теплоотводе, наличие нескольких полюсов и возможность переключения переменного или постоянного тока с одинаковой легкостью.

A.) Электромеханические реле
Реле общего назначения: Реле общего назначения рассчитывается по величине тока, которую могут выдерживать его переключающие контакты. Большинство версий универсального реле имеют от одного до восьми полюсов и могут быть одно- или двухходовыми.Они используются в компьютерах, копировальных аппаратах и ​​другом бытовом электронном оборудовании и приборах. Силовое реле: силовое реле способно выдерживать большие силовые нагрузки 10-50 ампер и более. Обычно они бывают однополюсными или двухполюсными. Контактор: особый тип реле высокой мощности, оно используется в основном для управления высокими напряжениями и токами в промышленных электрических приложениях. Из-за требований к высокой мощности контакторы всегда имеют контакты с двойным замыканием. Реле с выдержкой времени: контакты могут не открываться или закрываться до тех пор, пока на катушку не будет подано напряжение.Это называется задержкой при срабатывании. Задержка срабатывания означает, что контакты будут оставаться в активированном положении до некоторого интервала после отключения питания от катушки. Третья задержка называется временной задержкой. Контакты возвращаются в свое альтернативное положение через определенный интервал времени после подачи питания на катушку. Время этих действий может быть фиксированным параметром реле, или регулироваться ручкой на самом реле, или регулироваться дистанционно через внешнюю цепь.

Б.) Твердотельные реле
Эти активные полупроводниковые устройства используют свет вместо магнетизма для приведения в действие переключателя. Свет исходит от светодиода или светодиода. Когда управляющая мощность подается на выход устройства
, световое реле общего назначения включается и светит через открытое пространство. На стороне нагрузки этого пространства часть устройства определяет наличие света и запускает твердотельный переключатель, который либо размыкает, либо замыкает цепь под контролем. Часто твердотельные реле используются там, где Контур под управлением
должен быть защищен от внесения электрических помех.Преимущества твердотельных реле включают низкий уровень электромагнитных / радиочастотных помех, длительный срок службы, отсутствие движущихся частей, отсутствие дребезга контактов и быструю реакцию. Недостатком твердотельного реле является то, что оно может выполнять только однополюсное переключение.
Контактная информация
Контакты являются наиболее важной составляющей реле. На их характеристики существенно влияют такие факторы, как материал контактов, приложенные к ним значения напряжения и тока (особенно формы сигналов напряжения и тока при включении и выключении контактов), тип нагрузки, рабочая частота и дребезг. .Если какой-либо из этих факторов не соответствует заданному значению, возникают такие проблемы, как деградация металла между контактами, контактная сварка, может произойти износ или быстрое увеличение контактного сопротивления. Количество электрического тока, протекающего через контакты, напрямую влияет на характеристики контактов. Например, когда реле используется для управления индуктивной нагрузкой, такой как двигатель лампы. Контакты будут изнашиваться быстрее, и разложение металла между сопряженными контактами будет происходить чаще, по мере увеличения пускового тока контактов.
Чтобы продлить срок службы реле, рекомендуется использовать схему защиты контактов. Эта защита подавит шум и предотвратит образование нагара на контактной поверхности при размыкании реле. Примеры этих синергетических компонентов, которые обеспечивают защиту контактной цепи, включают резистивные конденсаторы, диоды, стабилитроны и варисторы.
Расположение контактов / полюса
Расположение контактов на реле зависит от форм-фактора и количества полюсов. Описание каждого форм-фактора приведено ниже.
Форма A - это нормально разомкнутый (NO) или замыкающий контакт. Он открыт, когда катушка обесточена, и закрывается, когда катушка находится под напряжением. Контакты формы A полезны в приложениях, которые должны переключать один источник питания высокого тока из удаленного места. Примером этого является автомобильный звуковой сигнал, который не может иметь сильный ток, подаваемый непосредственно на рулевое колесо. Реле формы A может использоваться для переключения высокого тока на звуковой сигнал. Форма B - это нормально замкнутый (NC) или размыкающий контакт.Он закрыт в обесточенном состоянии и открывается при подаче напряжения на катушку.
Форма B Контакты полезны в приложениях, где требуется, чтобы цепь оставалась замкнутой, и когда реле активируется, цепь отключается. Примером этого является двигатель машины, который должен работать постоянно, но когда двигатель должен быть остановлен, оператор может сделать это, активировав реле формы B и разорвав цепь.
Форма C представляет собой комбинацию форм A и B, использующих один и тот же подвижный контакт в схеме переключения.Контакт формы C полезен в приложениях, где требуется, чтобы одна цепь оставалась разомкнутой; при срабатывании реле первая цепь отключается, а другая цепь включается. Примером этого является часть оборудования, которая работает постоянно: когда реле активируется, оно останавливает эту часть оборудования и размыкает секунду. цепь к другому элементу оборудования.
Контакт «замыкающий перед размыканием»: контактное устройство, в котором часть коммутационной секции используется совместно как контактами формы A, так и контактами формы B.Когда реле срабатывает или размыкает, контакт, замыкающий цепь, срабатывает до размыкания цепи. Таким образом, оба контакта замыкаются на мгновение одновременно. Обратный контакт замыкающего контакта перед размыканием является контакт размыкания до размыкания. Полюсы - это количество отдельных коммутаций. цепи внутри реле. Наиболее распространенными версиями являются однополюсные, двухполюсные и четырехполюсные.
Типы нагрузки
Параметры нагрузки включают максимально допустимое напряжение и максимально допустимую силу тока, которую может выдерживать реле, как в вольтах, так и в амперах.Важны как размер груза, так и его тип. Существует четыре типа нагрузок: 1.) резистивная, 2.) индуктивная, 3.) переменный или постоянный ток, и 4.) высокий или низкий бросок тока.
1.) Резистивная нагрузка - это нагрузка, которая в первую очередь оказывает сопротивление протеканию тока. Примеры резистивных нагрузок включают электрические нагреватели, плиты и духовки, тостеры и утюги.
2.) Индуктивные нагрузки включают дрели, электрические миксеры, вентиляторы, швейные машины и пылесосы. Реле, которые будут подвергаться высоким пусковым индуктивным нагрузкам, такие как двигатель переменного тока, часто будут рассчитаны в лошадиных силах, а не в вольтах и ​​амперах.Этот рейтинг отражает мощность, которую могут выдержать контакты реле в момент включения (или переключения) устройства.
3.) Переменный или постоянный ток. Это влияет на цепь контактов реле (из-за ЭДС) и временную последовательность и может привести к проблемам с характеристиками коммутирующей способности реле для различных типов нагрузки (т. Е. Резистивной, индуктивной и т. Д.) .
4.) Высокий или низкий бросок тока - некоторые типы нагрузок потребляют значительно большее количество тока (силы тока) при первом включении, чем при последующей стабилизации цепи (нагрузки также могут пульсировать, когда цепь продолжает работать, увеличивая и уменьшая ток) .Примером высокой пусковой нагрузки является лампочка, которая при первом включении может потреблять в 10 или более раз превышающий нормальный рабочий ток (некоторые производители называют это ламповой нагрузкой). В дополнение к указанным выше параметрам нагрузки вы Теперь нужно определить, какие параметры связаны с цепью управления или цепью катушки, как ее иногда называют. К ним могут относиться: Чувствительность: катушки, которые приводят в действие реле при очень низком напряжении или низком токе, называются чувствительными. Чувствительность - это относительный термин, который отличает катушки малой мощности от катушек большой мощности.
Поляризованный: Катушки некоторых реле, требующих постоянного напряжения, поляризованы. Это означает, что есть специальные клеммы для положительного и отрицательного напряжения для питания катушки. Информация о катушке Характеристики катушек следует понимать как часть выбранного реле. Некоторые важные характеристики включают:
Сопротивление катушки: (применимо только к реле постоянного тока) сопротивление прохождению электрического тока. Это сопротивление измеряется при температуре, зависящей от производителя. Сопротивление катушки
реле переменного тока может быть указано для справки, если указана индуктивность катушки.
Максимальное напряжение: максимальное значение допустимого перенапряжения при рабочем питании катушки реле.
Номинальное напряжение катушки: опорное напряжение, приложенное к катушке, когда реле используется в нормальных условиях эксплуатации
.
Потребляемая мощность: мощность, потребляемая катушкой при подаче на нее номинального напряжения.
Single Side Stable: Контакты переключателя в реле остаются в нормальном или стабильном положении, пока на катушку не подается питание. Когда на катушку подается питание, контакты перемещаются в новое положение
, но остаются в этом положении, пока на катушку подается питание.Однообмоточный, фиксируемый тип: этот тип имеет одну катушку, которая служит как катушкой установки, так и катушкой сброса, в зависимости от направления тока. Когда ток течет через катушку в прямом направлении, она служит установленной катушкой; когда ток течет в обратном направлении, он действует как катушка сброса. Двухобмоточное реле с защелкой: это реле с защелкой имеет две катушки: установка и сброс. Он может сохранять ВКЛ или ВЫКЛ. состояния, даже когда подается пульсирующее напряжение или когда напряжение снимается.
Блокировочные реле часто имеют один набор клемм, предназначенных для положительного напряжения, а другой - для отрицательного напряжения, используемого для питания катушки. Такая поляризованная катушка позволяет выполнять одно действие, когда напряжение катушки положительное, и противоположное действие, когда напряжение катушки меняется на противоположное. Разница между односторонним стабильным реле и реле с фиксацией аналогична разнице между переключателем мгновенного действия и переключателем поддерживаемого действия.
Импульсное реле: Специальная версия реле с фиксацией.Импульс тока на катушку приводит к изменению положения контакта
. Контакт остается в этом положении до тех пор, пока катушка не получит еще один импульс тока, который вернет контакты в исходное положение. Для импульсного реле полярность не важна; следовательно, он может приводиться в действие переменным или постоянным током.
Шаговое реле: каждый раз, когда на катушку реле подано напряжение, переключатель приводится в действие с новым набором контактов. Это похоже на поворотный переключатель.
Внутренняя работа механических реле
Стандарт: односторонний стабилизатор с любым из следующих трех различных методов замыкания контактов:
1.Тип изгиба: Якорь приводит в действие контактную пружину напрямую, и контакт
приводится в действие неподвижным контактом, замыкая цепь
2. Тип отрыва: подвижная деталь приводится в действие якорем, и контакт
замыкается
3. Тип плунжера: действие рычага, вызванное подачей питания на якорь, вызывает действие с длинным ходом
Геркона
: односторонний стабильный контакт, который включает низкое контактное давление и простую точку контакта. .Постоянный магнит используется для притяжения или отталкивания якоря, управляющего контактом. Для катушки реле требуется определенная полярность (+ или -). Опция фиксации делает поляризованное реле двойной обмоткой, что означает, что оно остается в текущем состоянии после обесточивания катушки.
Релейные блоки
Пластиковый корпус: Большинство реле заключено в пластиковый корпус. Это негерметичный корпус, и только пальцы и провода не мешают работе релейного механизма.
Полугерметичный: Специальная конструкция предотвращает проникновение флюса в базовый корпус реле.Этот тип реле не подлежит очистке погружением.
Уплотнение для легких условий эксплуатации: также сделанное из пластика, это уплотнение используется для реле, которые будут устанавливаться на печатные платы. Легкое уплотнение позволяет очищать печатную плату погружением. Этот тип уплотнения не следует рассматривать как постоянное уплотнение или защиту от всех загрязнений. Очень маленькие молекулы могут проходить через пластиковый корпус через некоторое время. Герметичное уплотнение: этот тип уплотнения защищает почти от всех видов загрязнений.Это всегда металл реле в корпусе. Он используется там, где требуется высокая надежность в суровых условиях и стоит дороже, чем другие пакеты.
Unsealed: Реле этого типа предназначены для ручной пайки. Не принимаются меры против попадания флюса и чистящего растворителя внутрь реле. Этот тип реле не подлежит очистке погружением.

Монтаж реле
Существует несколько типичных способов установки и подключения реле.
Гнездо Лопаточные выступы реле могут быть вставлены в ответный язычок или в ответное гнездо.На клеммах реле находится одна сторона заделки. Сторона сопряжения может быть подключена к ответной планке
или смонтирована в разъеме, предназначенном для этого блока реле.
Монтаж на печатной плате Предусмотрены пайки волной пайки, которые выступают изнутри реле наружу и разнесены (расстояние и высота) в соответствии с конструкцией, определенной производителем. Контакты реле вставляются через отверстия в печатной плате (PCB), предназначенные для соответствия разводке контактов реле, и припаяны волной для прикрепления реле к печатной плате.

Монтаж на шасси Монтажные проушины, выступы или отверстия являются частью механического блока реле. В этих местах обычно используются гайки, болты или винты, чтобы закрепить реле на каком-либо шасси. Это шасси может функционировать только как место для установки или также может использоваться для управления температурным режимом (в приложениях с более высокой мощностью). Реле также может быть прикреплено к печатной плате для обеспечения устойчивости.

Как указать реле
1.Каковы требования к переключению: какое напряжение? Какая сила тока переключается?
2. Напряжение катушки: переменный или постоянный источник питания? Какое напряжение доступно для питания катушки?
3. Каково расположение контактов:
- Контакты формы A
- Контакты формы B
- Контакты формы C
4. Сколько требуется полюсов? (количество переключаемых цепей)
5. Тип монтажа:
- Монтаж на поверхности
- Печатная плата
- Съемная розетка
- Съемная клеммная колодка
- Верхнее крепление
- Верхнее крепление - Печатная плата

Классификация реле | Различные типы реле

В этом руководстве мы увидим некоторые наиболее часто используемые реле.Мы узнаем о классификации реле, различных типах реле, таких как реле с фиксацией, герконовое реле, твердотельное реле, дифференциальное реле, автомобильное реле, реле задержки таймера и многое другое.

Введение

Реле - это тип переключателя, который может включаться или выключаться с помощью сигнала или электрического импульса. Например, если вы хотите включить или выключить и светодиод с помощью микроконтроллера, вы, вероятно, можете подключить светодиод непосредственно к выводу ввода-вывода микроконтроллера (с помощью токоограничивающего резистора) и отправить сигнал, ну, включить светодиод. или ВЫКЛ.

Но что, если вы хотите включить или выключить светодиодную лампу мощностью 10 Вт с помощью микроконтроллера? Поскольку светодиод представляет собой крошечное устройство с небольшими требованиями к напряжению и току (которые приемлемы для микроконтроллера), он подключается непосредственно к выводу ввода-вывода микроконтроллера.

Вы не можете сделать то же самое со светодиодной лампой 10 Вт с питанием от сети. Прежде всего, это питание от сети. Во-вторых, даже если бы это была лампа с питанием от постоянного тока, 10 Вт - это слишком много для микроконтроллера.Вот где пригодятся такие устройства, как реле.

Как упоминалось ранее, в реле небольшой сигнал (обычно от микроконтроллера) может использоваться для управления высоковольтным и сильноточным устройством (например, упомянутой ранее светодиодной лампой с питанием от сети).

Если бы вы работали над проектами «сделай сам» (будь то дом или машина), вы, вероятно, наткнулись бы на реле. Электромагнитные реле наиболее популярны, но существует несколько других типов реле, используемых в различных типах приложений (промышленных, автомобильных и т. Д.).).

Типы реле

Существуют различные типы реле, например:

  • Электромагнитные реле
  • Фиксирующие реле
  • Электронные реле
  • Реле без фиксации
  • Герконовые реле
  • Реле высокого напряжения
  • Малый сигнал
  • реле с задержкой времени
  • многомерные реле
  • тепловые реле
  • дифференциальные реле
  • дистанционные реле
  • автомобильные реле
  • частотные реле
  • поляризованные реле
  • реле 9015 вращающиеся реле
  • релейные реле
  • поворотные реле
  • реле
  • роторные реле
  • релейные реле Реле
  • Реле безопасности
  • Реле контроля
  • Реле замыкания на землю

Все эти и многие другие реле классифицируются в зависимости от их функции, типа применения, конфигурации или конструктивных особенностей и т. Д.Теперь давайте взглянем на различные типы реле, которые более широко используются во многих приложениях.

Блокировочные реле

Блокировочное реле - это реле, которое сохраняет свое состояние после срабатывания. Вот почему эти типы реле также называются импульсными реле или реле задержки или реле остановки. В приложениях, где необходимо ограничить потребляемую и рассеиваемую мощность, лучше всего подходит блокировочное реле.

В блокирующем реле есть внутренний магнит.Когда ток подается на катушку, она (внутренний магнит) удерживает положение контакта и, следовательно, не требует энергии для поддержания своего положения. Таким образом, даже после срабатывания, снятие управляющего тока с катушки не может изменить положение контакта, но остается в его последнем положении. Таким образом, эти реле значительно экономят энергию.

Реле блокировки могут быть выполнены с одной или двумя катушками, и эти катушки отвечают за положение якоря реле.Следовательно, фиксирующие реле не имеют положения по умолчанию, как показано на рисунке выше.

В реле с одной катушкой положение якоря определяется направлением тока в катушке, тогда как в случае реле с двумя катушками положение якоря зависит от катушки, в которой протекает ток. Эти реле могут сохранять свое положение после срабатывания, но их положение сброса зависит от схемы управления.

Герконовое реле

Подобно электромеханическим реле, герконовые реле также производят механическое срабатывание физических контактов для размыкания или замыкания цепи.Однако по сравнению с электромагнитными реле эти контакты реле намного меньше по размеру и имеют небольшую массу.

Эти реле сконструированы с катушками, намотанными на геркон. Геркон реле действует как якорь и представляет собой стеклянную трубку или капсулу, заполненную инертным газом, внутри которой два перекрывающихся язычка (или ферромагнитные лопасти) герметично закрыты.

Перекрывающиеся концы язычка состоят из контактов, так что к ним можно подключать входные и выходные клеммы. Когда питание подается на катушки, создается магнитное поле.Эти поля заставляют язычки стягиваться вместе, таким образом их контакты замыкают путь через реле. Кроме того, во время обесточивания катушки язычки разделяются тянущей силой прикрепленной к ней пружины.

Скорость переключения герконового реле в 10 раз больше, чем у электромеханического реле из-за менее массивной, другой рабочей среды и меньших контактов. Однако в этих реле возникает электрическая дуга из-за меньшего размера контактов.

В случае проскока дуги переключения контактов контактная поверхность будет плавиться на небольшом участке.Далее это приводит к сварке контактов, если оба контакта еще замкнуты. Таким образом, даже после размагничивания катушки сила пружины может оказаться недостаточной для их разделения. Это нежелательное состояние реле.

Эту проблему можно решить, разместив последовательный импеданс, такой как резистор или феррит, между реле и емкостью системы, чтобы снизить пусковые токи, тем самым исключив возникновение дуги в реле. Во многих коммутационных приложениях используется герконовое реле из-за небольшого размера и высокой скорости.

Поляризованное реле

Как видно из названия, эти реле очень чувствительны к направлению тока, которым они возбуждаются. Это тип электромагнитного реле постоянного тока, снабженного дополнительным источником постоянного магнитного поля для перемещения якоря реле. В этих реле магнитная цепь построена с постоянными магнитами, электромагнитами и якорем.

Вместо силы пружины эти реле используют магнитные силы для притяжения или отталкивания якоря. В этом случае якорь представляет собой постоянный магнит, поворачиваемый между полюсными поверхностями, образованными электромагнитом.Когда ток течет через электромагнит, он создает магнитный поток.

Каждый раз, когда сила электромагнита превышает силу постоянного магнита, якорь меняет свое положение. Точно так же, когда ток прерывается, электромагнитная сила уменьшается до меньшей, чем у постоянного магнита, и, следовательно, якорь возвращается в исходное положение.

Магнитный поток Φ м , создаваемый постоянным магнитом, проходит через ветви якоря на две части, а именно Φ 1 и Φ 2 .Поток Φ 1 проходит через левый рабочий зазор магнита, а Φ 2 проходит через правый рабочий зазор магнита.

Если в катушке нет тока, якорь будет оставаться либо слева, либо справа от нейтрального положения из-за этих двух потоков, поскольку нейтраль нестабильна в таких магнитных системах.

Каждый раз, когда на катушки реле подается ток, дополнительный рабочий магнитный поток Φ проходит через рабочий зазор магнита.Из-за этих взаимодействий магнитного поля на якорь действует сила, которая зависит от величины тока, начального положения якоря, полярности тока, мощности магнита и величины рабочего зазора.

В зависимости от комбинации этих параметров якорь реле переходит в новое стабильное состояние, тем самым замыкая правый контакт и, следовательно, реле срабатывает.

Существуют разные типы поляризованных реле в зависимости от конфигурации магнитной цепи.Два самых популярных типа этих реле включают реле дифференциального и мостового типа.

В дифференциальной магнитной системе на якорь действует разница двух потоков постоянного магнита. В магнитной системе мостового типа поле, создаваемое катушками, разделено на два потока, которые имеют противоположные знаки в области рабочего зазора, но магнитный поток постоянного магнита не разделен на два потока. Для реле нормального размера широко применяется дифференциальный тип магнитной системы.

Реле Бухгольца

Эти реле представляют собой газовые или управляемые реле.Эти реле используются для обнаружения зарождающихся неисправностей (или внутренних неисправностей, которые изначально являются незначительными неисправностями, но со временем превращаются в серьезные неисправности). Они наиболее широко используются для защиты трансформатора и размещаются в камере между баком трансформатора и расширителем. Они используются только для масляных реле, которые в основном используются в системах передачи и распределения энергии.

На рисунке выше показан принцип действия реле Бухгольца.Когда внутри трансформатора возникают зарождающиеся неисправности (или медленно развивающиеся неисправности), уровень масла падает из-за скопления газа. Это заставляет полый поплавок наклоняться и, следовательно, замыкаются ртутные контакты. Эти ртутные контакты замыкают цепь аварийной сигнализации, чтобы оператор знал, что в трансформаторе возникла какая-то зарождающаяся неисправность.

Каждый раз, когда в трансформаторе происходит серьезная неисправность, такая как короткое замыкание фаз или замыкание на землю и т. Д., Давление внутри бака резко увеличивается из-за быстрого снижения уровня масла.Таким образом, масло устремляется к проводнику и из-за этого отклоняется нижняя боковая заслонка. Таким образом, он замыкает контакты ртутного переключателя, тем самым активируя цепь отключения. Затем трансформатор отключается от источника питания.

Реле защиты от перегрузки

Реле защиты от перегрузки специально разработаны для обеспечения максимальной токовой защиты электродвигателей и цепей. Эти реле перегрузки могут быть разных типов, например, с фиксированной биметаллической лентой, электронным или биметаллическим сменным нагревателем и т. Д.

Если электродвигатели перегружены, электродвигатели необходимо защитить от перегрузки по току. Для этого используется оборудование для измерения перегрузки, такое как реле с тепловым приводом. Реле с подогревом состоит из катушки, которая нагревает биметаллическую ленту или расплавленный припой и, таким образом, освобождает пружину для управления вспомогательными контактами, которые включены последовательно с катушкой. Катушка обесточивается при обнаружении избыточного тока в нагрузке из-за перегрузки.

Температуру обмотки двигателя можно оценить с помощью тепловой модели якоря двигателя, электронного реле защиты от перегрузки путем измерения тока двигателя.Таким образом, двигатель может быть надежно защищен с помощью реле защиты от перегрузки.

Твердотельные реле (SSR)

Твердотельные реле используют твердотельные компоненты, такие как BJT, тиристоры, IGBT, MOSFET и TRIAC для выполнения операции переключения. Коэффициент усиления мощности этих реле намного выше, чем у электромеханических реле, потому что энергия, необходимая для управления (для питания цепи управления), намного ниже по сравнению с мощностью, которая должна контролироваться (коммутационный выход) этими реле.Эти реле могут быть рассчитаны на работу как с переменным, так и с постоянным током.

Из-за отсутствия механических контактов эти реле имеют высокую скорость переключения. SSR состоит из датчика, который также является электронным устройством, и этот датчик реагирует на управляющий сигнал, чтобы включить или выключить питание нагрузки.

SSR подразделяются на разные типы, однако к основным типам этих реле относятся SSR с фотосвязью и SSR с трансформаторной связью. В ТТР с трансформаторной связью небольшой постоянный ток подается на первичную обмотку трансформатора через преобразователь постоянного тока в переменный.

Этот ток затем преобразуется в переменный и повышается для работы твердотельного устройства (в данном случае TRIAC), а также схемы запуска. Степень изоляции между входом и выходом зависит от конструкции трансформатора.

В случае фотосвязанных SSR для выполнения операции переключения используется светочувствительный полупроводниковый прибор. Управляющий сигнал подается на светодиод, так что светочувствительное устройство переходит в режим проводимости, обнаруживая свет, излучаемый светодиодом.Изоляция, обеспечиваемая этим типом SSR, относительно высока по сравнению с SSR с трансформаторной связью из-за принципа фотодетектирования.

Твердотельные реле имеют более высокую скорость переключения по сравнению с электромеханическими реле. Кроме того, из-за отсутствия движущихся частей его ожидаемый срок службы выше, и они, как правило, производят гораздо меньше шума.

Реле с обратнозависимой выдержкой времени (IDMT Relays)

Этот тип реле дает характеристику тока с независимой выдержкой времени при более высоких значениях тока повреждения и характеристику тока с обратнозависимой выдержкой времени при более низких значениях тока повреждения.Они широко используются для защиты распределительных линий и предлагают установить лимиты для текущих и временных настроек.

В реле этого типа время срабатывания реле приблизительно обратно пропорционально току короткого замыкания около значения срабатывания и становится постоянным немного выше значения срабатывания реле. Этого можно достичь, используя сердечник магнита, который насыщается током, немного превышающим ток срабатывания.

Значение срабатывания - точка, в которой величина срабатывания или ток короткого замыкания инициирует срабатывание реле, называется значением срабатывания.Реле называется IDMT из-за его характеристики, когда величина срабатывания достигает бесконечного значения, время не приближается к нулю.

При более низких значениях тока короткого замыкания он дает характеристики с обратнозависимой выдержкой времени, а при более высоких значениях дает характеристики с независимой выдержкой времени, как показано на рисунке. Время срабатывания становится постоянным от определенного значения до тех пор, пока управляющая величина не станет бесконечной, что показано на графике (получается кривая, которая становится постоянной).

Дифференциальные реле

Как следует из названия, дифференциальные реле - это те реле, которые работают на «разнице» управляющих (или управляющих) сигналов.Дифференциальные реле срабатывают, когда разность фаз двух или более одинаковых электрических величин превышает заданное значение. Дифференциальное реле тока работает на основе результата сравнения между величиной и разностью фаз токов, входящих и выходящих из защищаемой системы.

В нормальных условиях эксплуатации входящие и выходящие токи равны по величине и фазе, поэтому реле не работает. Но если в системе происходит сбой, эти токи перестают быть равными по величине и фазе.Этот тип реле подключен таким образом, что разница между входящим и выходящим током протекает через рабочую катушку реле. Следовательно, катушка реле находится под напряжением при неисправности из-за разницы в величине тока. Таким образом, реле срабатывает и размыкает автоматический выключатель, чтобы отключить цепь.

На приведенном выше рисунке показан принцип работы дифференциальных реле, в которых два трансформатора тока подключены по обе стороны от силового трансформатора i.е., один ТТ на первичной стороне, а другой на вторичной стороне силового трансформатора. Реле сравнивает токи с обеих сторон, и если есть какой-либо дисбаланс, реле стремится сработать. Дифференциальные реле могут быть токовыми дифференциальными реле, дифференциальными реле баланса напряжений и дифференциальными реле со смещением.

ПРИМЕЧАНИЕ: Я добавлю подробности о других типах реле в будущем.

Символы реле и электромагниты

Обозначения реле / ​​элементов управления электромагнитами

Символ Описание Символ Описание
Реле (катушка)
Общее обозначение
Реле (катушка)
Общее обозначение
Реле Реле с двойной катушкой
Реле с двойной катушкой Две противоположные обмотки рабочего реле
Реле с двойной катушкой Реле максимального тока
Реле быстрого отключения Реле дифференциального тока
Реле медленного возбуждения Реле медленного отключения
Реле высокой скорости, как для включения, так и для отключения Реле максимального напряжения
Быстрое реле Реле срабатывает при неисправном напряжении
Реле, управляемое картой Реле не зависит от переменного тока
Дифференциальное реле Поляризованное реле
+ информация
Реле с магнитной поляризацией Реле с задержкой при отключении
Реле электромагнитное Термореле
Термореле
Полупроводниковое реле
Электронное реле
+ Информация
Реле шаговое или импульсное
Реле дистанционного управления Импульсное реле
Остаточное реле Реле прерывистого действия
Реле остаток Электроклапан / Электромагнитный клапан
+ информация
Реле переменного тока Релейный упор с задержкой срабатывания
Реле механического резонанса
эл.г. 25 Гц
Ступенчатое реле
Реле механической блокировки
Реле с подсветкой

Обозначения измерительных реле

Реле максимального напряжения Реле минимального напряжения
Реле низкого сопротивления Реле отсутствия напряжения
Реле обнаружения с разделенным проводом Реле малой мощности
Детектор реле короткого замыкания между катушками Реле обратного тока
Реле обнаружения отказа в трехфазных линиях Реле максимального и минимального тока
Реле блокировки ротора Реле частоты
Реле автоматического повторного включения Реле максимального тока с двумя измерительными элементами и диапазоном образца
эл.г. Диапазон выборки 1 ... 5 А
Реле максимального тока с задержкой срабатывания Измерительное реле
Звездочка заменяется буквами или символами, относящимися к реле

Символы электромагнита / электромагнитные элементы управления

Электромагнит
Электромагнитный привод
+ Информация
Электромагнит
Электромагнит
Электромагнитный привод
Символ США
Контакт с электромагнитным анкерным механизмом
Геркон / Геркон
+ информация

Обозначения контактов реле

Открытые контакты
NO - Нормально открытые
+ Информация
Замкнутые контакты
NC - Нормально замкнутые
Открытые контакты
NO - Нормально открытые
Замкнутые контакты
NC - Нормально замкнутые
Открытые контакты
NO - Нормально открытые
Замкнутые контакты
NC - Нормально замкнутые
Контакты рабочие Контакты отдыхающие
Переключающие контакты Последовательные переключающие контакты
Коммутатор / переключатель Коммутатор / переключатель

Обозначения реле с контактами

Реле / ​​соленоид
(катушка и переключатель)
Общий символ
+ информация
Реле / ​​соленоидное управление
Реле / ​​соленоидное управление Реле / ​​соленоид
Катушка и кнопка
Релейный переключатель Контактор
Реле - SPST
Однополюсное, однопозиционное
Реле - SPDT
Однополюсное, двойное соединение
Реле - DPST
Двухполюсное, одинарное соединение
Реле - DPDT
Двухполюсное, двойное соединение
Реле - DPST
Двухполюсное, одинарное соединение
Реле - 3PDT
Трехполюсное, двойное соединение
Реле - 3PST
Трехполюсное, одинарное соединение
Картинная галерея реле и электромагнитов
Скачать символы

Обзор электрического переключателя

Блок питания

переменного или постоянного тока

Во-первых, определите, переключаете ли вы переменный или постоянный ток, потому что ваши расчеты мощности будут сильно различаться в зависимости от того, переключаете ли вы переменный или постоянный ток.

Напряжение и ток

Номинальное напряжение предназначено для предотвращения повреждения от электрической дуги при размыкании и замыкании контактов. Текущие характеристики предназначены для предотвращения перегрева контактов. Убедитесь, что ваши переключатели могут выдерживать напряжения и токи в цепи, которую они переключают.

Количество жердей и бросков

поляков

Для электромеханических переключателей определите, сколько подвижных контактов вам нужно, чтобы вычислить количество полюсов.


Броски

Определите, сколько фиксированных контактов вы хотите, чтобы подвижный контакт переключался между ними, чтобы выяснить, сколько бросков вам нужно для шеста.

Количество N.O. и Н.З. контакты

Активация переключателя с Н.О. Контакты означают, что вы на мгновение замыкаете цепи (позволяя току течь), в то время как переключатель с Н.З. контактами означает, что вы на мгновение размыкаете цепи (останавливаете ток).

Предполагаемый способ срабатывания

Как вы хотите управлять переключателем? При каких условиях вы хотите, чтобы ваш переключатель сработал?

Если вам нужно контролировать движение детали машины или подсчитывать количество продуктов на сборочной линии, вам может потребоваться концевой выключатель.Кроме того, вам может потребоваться переключатель датчика приближения, если вы хотите, чтобы датчик не касался обнаруживаемого объекта (ов). Если вы ищете выключатель для запуска двигателя, вам понадобятся как контактор двигателя с кнопками пуска и останова, так и реле тепловой перегрузки, которое представляет собой выключатель температуры.

Помните, что приведение в действие переключателя означает либо размыкание, либо замыкание цепи , и не обязательно означает, что вы включаете оборудование.

Частота переключения

Сколько раз вам нужно, чтобы цепь изменяла состояние с открытого на закрытое или с закрытого на открытое в минуту?

Найдите максимальную номинальную частоту коммутации, соответствующую требованиям вашего приложения.Например, сенсорному переключателю на производственном предприятии может потребоваться размыкание и замыкание цепи управления для реле или какого-либо другого устройства мониторинга сотни раз в минуту, поскольку он обнаруживает все проходящие объекты на сборочной линии.

Минимальное количество операций переключения

Эта спецификация, также называемая сроком службы электрических контактов или контактов, относится к минимальному количеству операций включения / выключения, которые, как ожидается, надежно выполнят контакты.

Скорость переключения

Это относится к тому, насколько быстро схема может изменять состояния.В электромеханических переключателях, где контакты физически соприкасаются и разъединяются, чтобы замкнуть или разорвать цепь, искрение в конечном итоге приведет к износу контактной поверхности. Высокая скорость переключения помогает подавить и уменьшить повреждение дуги.

Степень защиты корпуса (NEMA или IP)

Корпуса

содержат компоненты схем, в данном случае переключатели, столь необходимый дополнительный уровень защиты от окружающей среды (например, пыли, влаги, химикатов, дыма и т. Д.)). В зависимости от вашего приложения может быть вполне нормально использовать более дешевый корпус, в котором ваши переключатели и контакты будут немного более открытыми.

Для приложений во взрывоопасных средах вам могут потребоваться корпуса, которые могут выдержать небольшие взрывы, выдержать погружение в воду или воздействие струй воды под высоким давлением.

Контактный материал

Различные сплавы и материалы более или менее легко проводят тепло и электричество и имеют разную степень устойчивости к окислению и эрозии контактных поверхностей.Например, в большинстве электрических контактов используется серебро в качестве одного из материалов, потому что из всех металлов серебро является лучшим проводником тепла и электричества. Другие материалы, обычно встречающиеся в сплавах, используемых для изготовления контактов, включают медь, золото, вольфрам и графит.

Системы управления двигателями: реле




ЦЕЛИ :

1. Сравните электромагнитные, твердотельные, реле времени и реле блокировки в сроки строительства и эксплуатации.

2. Распознавайте символы реле, используемые на принципиальных схемах.

3. Определите различные типы приложений реле.

4. Объясните, как рассчитываются реле.

5. Опишите работу реле таймера задержки включения и выключения.

6. Обсудите использование реле в качестве элементов управления в цепях двигателя.

Для многих двигателей в промышленности и управлении технологическими процессами требуются реле. как критические элементы управления.Реле используются в основном как коммутационные устройства. в цепи. В этом разделе объясняется работа различных типов реле и преимущества и ограничения каждого типа.

Также представлены технические характеристики реле

, чтобы показать, как определить правильный тип реле для различных приложений.

Электромеханические управляющие реле

Работа реле


Рис. 1 Электромеханическое управляющее реле.Входная цепь; Выходная цепь; Контакты

Электромеханическое реле (EMR) лучше всего определить как переключатель, который работает электромагнитом. Реле включает или выключает цепь нагрузки при подаче напряжения. электромагнит, который размыкает или замыкает контакты, соединенные последовательно с нагрузка. Реле состоит из двух цепей: входа катушки или управления. цепь и контактный выход или цепь нагрузки, как показано на рис.1. Реле используются для управления небольшими нагрузками до 15 А или меньше.В цепях двигателя электромеханические реле часто используются для управления катушками в контакторах двигателей. и закуски. Другие приложения включают переключение соленоидов, пилот фонари, звуковые сигналы и небольшие моторы (1/8 л.с. или меньше).

Работа реле очень похожа на работу контактора. Главный разница между управляющим реле и контактором - это размер и количество контактов. Контакты реле управления относительно малы, потому что они необходимо обрабатывать только небольшие токи, используемые в цепях управления.Маленький размер контактов реле управления позволяет реле управления содержать несколько изолированные контакты.

Реле обычно имеет только одну катушку, но может иметь любое количество разные контакты. Электромеханические реле содержат как стационарные, так и подвижные контакты, как показано на рис. 2. Подвижные контакты прикреплены к арматуре. Контакты называются нормально разомкнутыми (NO) и нормально разомкнутыми. закрытый (NC). Когда катушка находится под напряжением, она производит электромагнитное поле.Действие этого поля, в свою очередь, заставляет якорь двигаться, закрываясь. замыкающие контакты и размыкание замыкающих контактов. Расстояние, на которое плунжер ходов обычно не превышает ¼ дюйма или меньше. Буква используется в большинстве схемы для обозначения катушки. Буква M часто обозначает мотор. стартер, а CR используется для реле управления. Связанные контакты будут иметь такие же идентифицирующие буквы.


Рис. 2 Катушка реле и контакты. Нормально замкнутые (NC) контакты; Как обычно разомкнутые (NO) контакты; Подвижные контакты Катушка обесточена Катушка под напряжением; Связанные контакты

Нормально разомкнутые контакты разомкнуты, когда через катушку не течет ток но закрывается, как только катушка проводит ток или находится под напряжением.Как обычно замкнутые контакты замкнуты, когда катушка обесточена, и разомкнуты, когда катушка находится под напряжением. Каждый контакт обычно рисуется так, как кажется с обесточенной катушкой. Некоторые управляющие реле имеют возможность изменение контактов с нормально разомкнутых на нормально замкнутые или наоборот наоборот. Положения варьируются от простого перекидного контакта до удаления контакты и перемещение с изменением положения пружины.

Реле

используются для управления несколькими коммутационными операциями одним, отдельный ток.Одна катушка реле / ​​якорь в сборе может использоваться для приведения в действие более одного набора контактов. Эти контакты могут быть нормально разомкнутыми, обычно закрытый, или любая их комбинация. Простой пример такого типа применение - реле управления с двумя контрольными лампами, показанное на Рис. 3. Функционирование схемы можно резюмировать следующим образом:

• При разомкнутом переключателе катушка CR1 обесточена.

• Цепь к зеленой контрольной лампе замкнута нормально. замкнутый контакт CR1-2, поэтому эта лампочка будет гореть.

• В то же время цепь к красной контрольной лампе размыкается через нормально разомкнутый контакт CR1-1, поэтому этот индикатор не горит.

• При замкнутом переключателе катушка находится под напряжением.

• Нормально разомкнутый контакт CR1-1 замыкается, чтобы включить красный контрольный свет. на.

• В то же время нормально закрытый CR1-2 открывается для переключения зеленого пилотный свет выключен.


Рис.3 Релейное переключение.Однополюсное двухходовое реле; Выключатель открытый змеевик обесточен; Выключатель с замкнутой катушкой под напряжением


Илл.4 Реле для управления высоковольтной цепью с низким напряжением. схема.

Применение реле

Реле

чрезвычайно полезны, когда нам нужно контролировать большое количество ток и / или напряжение при слабом электрическом сигнале. Катушка реле, который создает магнитное поле, может потреблять лишь долю ватта мощности, в то время как контакты, замкнутые или разомкнутые этим магнитным полем, могут иметь возможность передавать нагрузку в сотни раз больше энергии.

Вы можете использовать реле для управления высоковольтной цепью нагрузки с помощью низковольтного цепь управления, как показано в схеме на рис.4. Это возможно поскольку катушка и контакты реле электрически изолированы друг от друга. Катушка реле запитана от низкого напряжения (12 В). источник, а контакт прерывает цепь высокого напряжения (480 В). Замыкание и размыкание переключателя активирует и обесточивает катушку. Этот, в свою очередь замыкает и размыкает контакты для включения и выключения нагрузки.

Вы также можете использовать реле для управления цепью сильноточной нагрузки с слаботочная схема управления. Это возможно, потому что ток, может обрабатываться контактами может быть намного больше, чем требуется управлять катушкой реле. Катушки реле могут управляться с помощью слаботочных сигналов от интегральных схем и транзисторов, как показано на рис. 5. Функционирование схемы можно резюмировать следующим образом.

• Электронный управляющий сигнал включает или выключает транзистор, который в свою очередь вызывает включение или отключение питания катушки реле.

• Ток в цепи управления транзистора и катушке реле достаточно высок. мала по сравнению с нагрузкой на соленоид.

• Транзисторы и интегральные схемы (ИС или микросхемы) должны быть защищены. из-за кратковременного всплеска высокого напряжения, возникающего при переключении катушки реле выключенный.

• В этой схеме диод подключен к катушке реле для обеспечения это защита.

• Обратите внимание, что диод подключен в обратном направлении, поэтому он нормально не проводить.Проводимость возникает только при выключенной катушке реле; в этот момент ток пытается продолжить движение через катушку и он безвредно отводится через диод.

Типы и характеристики реле

Реле управления

доступны в различных стилях и типах. Один популярный Тип - универсальное реле «кубик льда», названное так потому, что его размера и формы, а также прозрачного пластикового корпуса, окружающего контакты.Хотя контакты не подлежат замене, это реле спроектировано для подключения к розетке, что делает замену быстрой и простой в случае неудачи. 8-контактное вставное реле для кубиков льда показано на рисунке 6. Это реле содержит два отдельных однополюсных двухконтактных контакта. Потому что реле вставляется в розетку, проводка подключается к розетке, не реле. Нумерация на основании розетки обозначает клемму с соответствующим положением штифта.Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не перепутать базовые номера с ссылочными номерами проводов, используемыми для маркировки элемента управления провода.

Также доступны варианты реле

, которые помогают в поиске и устранении неисправностей. Включение / выключение индикатор установлен для индикации состояния (включен или выключен) катушки реле. Кнопка ручного управления, механически подключенная к контактный узел, может использоваться для перемещения контактов в их находящиеся под напряжением позиция для тестирования. Будьте осторожны при использовании этой функции, поскольку цепь, управляющая катушкой, отключена, и нагрузки могут быть запитаны или обесточен без предупреждения.

Как и контакторы, катушки реле и контакты имеют разные номиналы. Реле катушки обычно рассчитаны на тип рабочего тока (постоянный или переменный), нормальный рабочее напряжение или ток, допустимые колебания напряжения катушки (срабатывание и отсев), сопротивление и власть. Напряжение катушки 12 В постоянного тока, 24 В постоянного тока, Наиболее распространены 24 В переменного тока и 120 В переменного тока. Чувствительные катушки реле, требующие всего 4 мА при 5 В постоянного тока используются в релейных цепях, работающих на транзисторах. или микросхемы интегральной схемы.


Илл.5 Использование реле для управления цепью сильноточной нагрузки с помощью слаботочной цепи цепь управления.


Илл.6 Съемное реле для кубиков льда.


Илл.7 Общие релейные коммутационные устройства

Реле

доступны в широком диапазоне конфигураций переключения. Илл.7 иллюстрирует общие схемы переключения контактов реле. Как контакты переключателя, Контакты реле классифицируются по количеству полюсов, бросков и разрывов.

• Количество полюсов указывает количество полностью изолированных цепей. что контакт реле может переключаться. Однополюсный контакт может проводить ток только через одну цепь за раз, в то время как двухполюсный контакт может проводить ток через две цепи одновременно.

• Ход - это количество закрытых контактных позиций на полюс (одиночный или двойной). Одноходовой контакт может управлять током только в одном цепь, в то время как двухходовой контакт может управлять двумя цепями.

• Термин «разрыв» обозначает количество точек в наборе контактов. где ток будет прерван при размыкании контактов. Все контакты реле имеют одинарный или двойной разрыв.

Контакты с однократным размыканием имеют более низкие номинальные токи, потому что они размыкают ток только в одной точке.

Как правило, номинальные характеристики контактов реле рассчитываются исходя из максимальной суммы тока, с которым контакты могут работать при заданном напряжении уровень и тип (AC или DC).Указанные текущие рейтинги могут включать:

• Пусковая или замыкающая способность

• Нормальная или постоянная грузоподъемность

• Открывающая или отключающая способность

Допустимая нагрузка контактов обычно выражается в виде тока. значение для резистивной нагрузки. Нити лампы резистивные, но меняются значение в большой степени от их холодного состояния до рабочего состояния сопротивление. Этот эффект настолько велик, что можно ожидать пускового тока. быть в 10-15 раз больше, чем установившееся значение.Нормальная практика заключается в снижении номинальных характеристик контактов до 20 процентов от их резистивной нагрузки. для ламповой нагрузки. Индуктивные нагрузки, такие как трансформаторы, действуют как энергия устройства хранения и могут вызвать чрезмерное искрение контактов, когда реле разрывает цепь. Для нагрузок индуктивного типа номинальные характеристики контактов обычно снижаются. до 50 процентов их резистивной нагрузочной способности.

Контакты реле часто имеют два номинала: переменного и постоянного тока. Эти рейтинги указывают сколько мощности можно переключить через контакты.Один из способов определить максимальная мощность контактов реле должна умножать номинальную вольт, умноженное на номинальный ток. Это даст вам общую мощность реле. можно переключить. Например, реле на 5 А, рассчитанное на 125 В переменного тока, также может переключать 2,5 А при 250 В переменного тока. Точно так же реле на 5 А, рассчитанное на 24 В постоянного тока, может переключать 2,5 А при 48 В постоянного тока или даже 10 А при 12 В постоянного тока.

ВИКТОРИНА :

1. Что такое электромеханическое управляющее реле?

2.Реле состоит из двух цепей. Назовите две схемы и объясните, как они взаимодействуют друг с другом.

3. Сравните управляющие реле с контакторами.

4. Опишите действие переключения нормально разомкнутого и нормально замкнутого контакты реле.

5. Обозначьте три основных способа использования реле управления в электрические и электронные схемы.

6. 8-контактное восьмиконтактное реле типа кубика льда должно быть подключено к схема управления, для которой электрически требуется набор нормально разомкнутых и нормально замкнутых контактов. изолированы друг от друга.Укажите количество контактов, которые вы будет использовать для каждого контакта.

7. Сколько обрывов может быть у контактов реле?

8. Что означает SPDT?

9. Перечислите три типа номинальных значений тока, которые могут быть указаны для реле.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *