6.Электромагнитные реле.

6.1 Общие сведения

Релейным устройством называется аппарат, преобразующий аналоговый сигнал управления в дискретный выходной.

В зависимости от сигнала, поступающего на измерительный орган реле, их подразделяют на следующие виды: токовые реле, реле напряжения, мощности, направления энергии, времени, дифференциальные реле (реагирующие на разность двух токов), электротепловые реле и другие.

По принципу воздействия на управляемую цепь, реле делятся на контактные и бесконтактные.

По способу включения реле разделяются на первичные и вторичные. Первичные реле включаются в управляемую цепь непосредственно, вторичные – через измерительные трансформаторы.

Основные характеристики реле:

1. чувствительность. Минимальная потребляемая катушкой мощность при срабатывании. В зависимости от Р_min различают реле:

если Р_min≤0,01 Вт – высокочувствительные;

Р_min≤0,1 Вт – чувствительные;

Р_min>0,1 Вт – нормальные.

2. ток (напряжение) срабатывания – минимальные значения, при котором происходит срабатывание.

3. ток (напряжение) отпускания – максимальные значения, при котором происходит отпускания.

4. время срабатывания – промежуток времени с момента подачи тока в катушку до первого замыкания замыкающих (з) и размыкания размыкающих (р) контактов при срабатывании.

5. время отпускания – промежуток времени с момента отключения тока от катушки до первого замыкания размыкающих контактов при отпускании.

Реле считают (кроме реле времени) при

t_ср ≤ 0,001 с – сверхбыстродействующие;

t_ср ≤ 0,05 с – быстродействующие;

t_ср = 0,15 с – нормальные.

6. коэффициент запаса К_з – отношение рабочего параметра к параметру срабатывания.

7. коэффициент возврата К_в – отношение параметра отпускания к параметру срабатывания, характеризует ширину релейной петли.

Значение параметров срабатывания или отпускания, на которое отрегулировано реле, называется уставкой по входному параметру.

Эл. магнитные реле приводятся в действие эл.магнитами постоянного или переменного тока. На эл.магнитном принципе выполняются токовые реле и промежуточные реле напряжения.

На рис.41 изображена схема включения токового реле. Сопротивление нагрузки Z_НГ>>Z₀, т.е. сопротивление реле Z₀ практически не влияет на величину тока нагрузки I_нг. Ток нагрузки создает магнитный поток Ф и эл.магнитную силу Р притяжения якоря. Когда Р превысит противодействие возвратной пружины Р_п, то реле срабатывает.

Рисунок 41. Схема включения токового реле.

Согласование тяговых и противодействующих характеристик (рис. 42).

Рисунок 42. Согласование характеристик эл. магнитного реле.

1 – статическая тяговая характеристика при I=I_y=const

2 – статическая механическая характеристика возвратной пружины (линейна). Усилие контактных пружин не показано.

3 – динамическая тяговая характеристика при срабатывании.

4 – статическая тяговая характеристика при отпускании I=I_отп=const.

5 – динамическая тяговая характеристика при отпускании.

Для срабатывания реле необходимо, чтобы характеристика 1 была выше характеристики 2 при любых зазорах.

Для отключения реле необходимо, чтобы характеристика 2 была выше характеристики 4 для любых зазоров.

Срабатывание реле определяется точкой «в», в которой Р>Р_п. Для надежного срабатывания вводят коэффициент запаса превышения Р над Р_п и обычно составляет К_з=1,4.

С ростом К_з тяговая характеристика поднимается, увеличивается тяговое усилие и ускорение якоря, сокращается полное время срабатывания. Однако при этом возрастают удары в механизме и вибрация контактов.

Для устранения залипания якоря, в магнитной системе всегда создается конечный зазор .

При зазоре тяговое усилие точка «а», значительно превышает противодействующее усилие точка «б».

При отпускании реле определяющей точкой является точка «δ», в которой Р<Р_п.

Рисунок 38. Характеристика управления реле.

Рисунок 39.Выходной и входной параметры электромагнитного реле.