Лабораторна робота №2 ,1

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ РЕЛЕ НАПРУГИ, СТРУМУ,

Часу та проміжних

(Частина 1 - реле струму РТ-40)

Мета роботи. Дослідження електромеханічних та статичних реле струму та напруги, вивчення принципу їх дії, практичне визначення основних характеристик реле, знайомство з методами налагодження та схемами увімкнення реле, визначення причин переваг статичних реле.

Теоретичні відомості

Реле струму (напруги) використовуються з метою порівняння поточного значення струму (напруги) з заданим значенням (уставкою, параметром спрацювання). В РЗіА реле струму і напруги застосовуються в вимірювальних (реагуючих, пускових) органах.

Основним призначенням реле максимального струму (незалежно від принципу дії) є порівняння величини струму, що протікає через його вхідний ланцюг, із заданою величиною параметра спрацьовування (уставкою) і його спрацювання при перевищенні струмом цієї уставки.

Конструкція електромагнітного реле струму типу РТ-40 наведена на рис.2.1. В реле використовується Пподібна шихтована магнітна система з поперечним рухом якоря. На полюсах магнітопроводу 7 розташовані дві секції струмової обмотки 9, початки та кінці яких виведені на цоколь реле. Рис.2.1 – Електромагнітне реле

струму типу РТ-40

Секції можна з'єднати між собою послідовно або паралельно. Рухома система реле складається з Г-подібного сталевого якоря 6, рухомого контакту 2 і механічного гасника вібрації 1. Протидіючий момент створює пружина 5, яка одним кінцем зв’язана з віссю рухомої системи, а другим - з покажчиком уставки 4.

Змінний струм i=Im·sin(ωt), що проходить по обмотці реле, створює магнітний потік. Потік проходить крізь якір, завдяки чому виникає електромагнітна сила F_Е , яка прагне притягнути якір до полюсів електромагніта: F_E  2 Im2 sin2t k2  Im2  k2  Im2 cos2t. (2.1)

k 

Повороту якоря перешкоджає протидіюча сила F_П пружини 5. Якщо електромагнітний момент менше моменту протидії МE < М_П , то якір реле залишається в вихідному стані. У разі збільшення струму електромагнітний момент МE зростає. Якщо електромагнітний момент МE > М_П, то якір повертається, реле спрацьовує. Контакт реле замикається. Шкала, по якій пересувається покажчик уставки 4, проградуйована таким чином, щоб якір починав повертатись при збіжності цифри на шкалі із значенням струму в обмотці реле. Момент протидії М_П обумовлений силами пружини F_П і тертя

F_Т.

Мінімальне значення струму, при якому реле замикає свої контакти (замикаючі), називають струмом спрацьовування реле I_СП. При зниженні струму якір та контакти повертаються в початковий стан. При цьому найбільше значення струму, при якому реле розмикає свої контакти (замикаючі) і якір повертається у вихідне положення, називають струмом повернення реле I_П.

Відношення струму повернення до струму спрацьовування називають коефіцієнтом повернення реле

k_п = I_П / I_СП.

У реле, що реагують на зростання струму, коефіцієнт повернення менше одиниці. У реле РТ-40 коефіцієнт повинен бути не менше 0,8. Плавне регулювання струму спрацювання здійснюється зміною натягу пружини поворотом покажчика уставки 4. При переміщенні покажчика уставки за шкалою з початкового положення в кінцеве струм спрацьовування збільшується в два рази. Шкала проградуйована в амперах для схеми послідовного з’єднання секцій обмотки. Перемиканням секцій обмотки з послідовного на паралельне з'єднання призводить до зростання значення уставок струму спрацювання в два рази. Це обумовлено зміною магніторушійної сили в два рази.

З виразу (2.1) видно, що тяжіння якоря обумовлене двома складовими:

постійною складовою F_пост = k² · ^Im2 та знакозмінною f_змін = k2 · ^Im2 · cos(2ωt).

Знакозмінне зусилля викликає вібрацію якоря і пов'язаної з ним контактної системи. Для зменшення вібрації в реле РТ-40 передбачено спільний хід рухомого і нерухомого контактів і спеціальний пристрій – гасник вібрації 1, що являє собою барабанчик, наповнений дрібним кварцовим піском.

Основні параметри реле

1. Реле максимального струму серії РТ-40.

Реле виконується для кіл змінного струму 50-60 Гц. Похибка реле не перевищує ±5% при температурі навколишнього повітря +20°С.

Коефіцієнт повернення реле не менший 0,85 на першій уставці та не менший 0,8 на решті.

Час спрацювання не перевищує 0,1 сек. при струмі 1,2 Іуст та 0,03 сек. при струмі 3 І_уст.

Розривна потужність контактів при напрузі до 250 В і струмі до 2 А – 60 Вт в колі змінного струму, та 300ВА в колі змінного струму. Тривало припустимий струм 2 А.