8.3.1. Основні параметри й характеристики електромагнітних реле

У процесі функціонування реле у часовому масштабі розрізняють чотири фази: період (час) спрацьовування t_ср, робочий період t_раб, період (час) відключення t_откл, період (час) спокою t_п (рис. 8.13).

Період спрацьовування включає проміжок часу від моменту початку впливу вхідного сигналу на сприймаючий орган до моменту появи сигналу в керованому ланцюзі. Цьому періоду на рис.16, б відповідає відрізок осі абсцис t_ср = t₂ –t₀. У момент t₀ струм в обмотці реле зростає до значення, при якому електромагнітній силі F_э, що діє на якір, починає протидіяти сила пружини F_м (механічна сила) проміжного органа. Вхідна величина при цьому називається величиною рушання при спрацьовуванні.

Рис. 8.13. Залежність вихідної (а) та вхідної (б) величини від часу.

Періоду рушання відповідає відрізок t_тр = t₁–t₀. У момент часу t₁ якір електромагніту реле починає рух. Протягом t_дв = t₂–t₁ якір переміщається, долаючи протидію проміжного органа Б (рис. 8.12) і приводячи в дію виконавчий орган У. Наприкінці ходу якорі замикаються контакти виконавчого органа, струм навантаження i_н (рис. 8.13, а) починає зростати від нуля до значення, що встановилося. Вхідна величина, при якій починається керування вихідним ланцюгом, називається величиною спрацьовування (I_ср). Потужність Р_ср, що відповідає I_ср, називається потужністю спрацьовування.

Час спрацьовування

t _порівн = t_тр + t_дв.

Час спрацьовування електромагнітних реле коливається від 1-2 до 20 мс. Електромагнітні реле часу забезпечують витримку до 10 с.

Для оцінки часу спрацьовування реле припустимо використовувати вираження

t _порівн = t₁k_з-bm –a,

де t₁ – час спрацьовування при заданому коефіцієнті запасу k_з і коефіцієнті m = 1; a, b – коефіцієнти, які визначаються залежно від типу реле й значень k_з і m.

Для швидкодіючих реле при k_з = 1,5…2 значення коефіцієнта а наближається до одиниці. Для звичайних реле при k _з = 1,5…3 значення а = 0,25…0,95, значення коефіцієнта b перебуває звичайно в межах 1,4-1,6.

Робочий період включає проміжок часу

t_раб = t₃ – t₂,

тобто час від моменту керування вихідним ланцюгом t₂ до моменту припинення впливу на сприймаючий орган вхідного сигналу t₃. Струм починає рости до значення, що встановилося, I_раб (рис. 8.13, б) – це робоче значення вхідної величини, яке забезпечує надійне спрацьовування реле. Відношення I_раб / I_cр = k_з називається коефіцієнтом запасу по спрацьовуванню.

Для характеристики перевантажувальної здатності чутливого елемента реле застосовується значення вхідної величини, називане граничним значенням робочої величини I_раб.max. Граничне значення робочої величини – це таке її значення, яке чутливий орган витримує протягом короткого нормованого проміжку часу. Однак значення даної величини неприпустимо при роботі реле в нормальному режимі за умовою електричної або механічної міцності або нагрівання.

Для характеристики навантажувальної здатності виконавчого органа реле використовується поняття потужності керування Р_у. Потужністю керування називається потужність у керованому ланцюзі, який виконавчий орган може довгостроково пропускати.

Період відключення містить проміжок часу t_откл = t_6-t3, тобто час від моменту припинення впливу на сприймаючий орган t₃ до моменту зменшення струму i_н у керованому ланцюзі до нуля (рис. 8.13, а). У період відключення входить період відпускання t_отп = t_4-t3, у який реле відключається. Струм iy в обмотці реле спадає до нуля (рис.8.13, б). У цей період протидіюче зусилля пружини (механічне зусилля) перевищує електромагнітне зусилля, тобто F_м > F_э, і відбувається відпускання якоря. Після вибору провалу контактів (проміжок t_к = t_5-t4) контакти реле розмикаються й між ними загоряється дуга, яка гасне через час t_д = t_6-t5. За період t_д струм у керованому ланцюзі зменшується від I_н до нуля (рис. 8.13, а).

Час відключення реле

t _откл = t_отп + t_к + t_д.

Період відключення характеризується коефіцієнтом повернення, що представляють відношення струму відпускання I_отп до струму спрацьовування I_ср:

k_в = I_отп / I_cр.

Звичайно для реле захисту енергосистем і реле керування, що контролюють вхідний параметр у вузьких межах, k_в повинен бути ближче до одиниці.

Період спокою – це проміжок часу

t_п = t₇ – t₆.

Для періоду спокою характерний параметр, називаний величиною неспрацьовування, яка представляє найбільше значення вхідної величини, що забезпечує відсутність як спрацьовування реле, так і втримання в робочому стані. Час неспрацьовування менше часу рушання при спрацьовуванні й часу відпускання.

Відношення потужності керування до потужності спрацьовування називається коефіцієнтом підсилення

k_у = _Py / P_cр.

Число включень в одиницю часу визначається величиною, обернено пропорційної часу циклу:

.