Лекции ТОАТ

Особенности реле: Питающее напряжение является синусоидой и реле срабатывает при определенной величине напряжения в положительной и отрицательной области. Остается небольшой промежуток синусоиды, где она проходит через 0. Якорь реле при этом может находиться в неопределенном состоянии или вибрировать. Частота питающего тока не равна 0 и в цепь реле вносится значительная величина индуктивной составляющей сопротивления обмотки. Эта индуктивная составляющая сопротивления приводит к тому, что намагничивающий ток зависит от индуктивности, которая меняется с величиной

его экранируется медным кольцом – два потока не совпадают по фазе и тяговое усилие распадается на две составляющие, сдвинутые на 80-90 градусов. При работе реле переменного тока возможны два варианта подключения: реле подключается к источнику питания параллельно другим реле, при этом напряжение питания постоянно; второй – когда реле подключается последовательно с другими реле и последовательно с большой величиной сопротивления, что обеспечивает постоянство тока в цепи. Тяговая характеристика Fэ=ϕ(δ) имеет зависимость от зазора δ что и у реле постоянного тока. Схема включения обмотки реле переменного тока оказывает влияние на его тяговую характеристику. И тяговая характеристика при этом имеет вид: при постоянном напряжении круче, при постоянном токе – положе.

15. СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ КОНТАКТОВ

Срок службы контактов определяется числом замыканий.

Искра той или иной интенсивности создает эрозию контактов, т. е. перенос металла с одного электрода на другой с частичным выгоранием. В результате разрушения контактных поверхностей надежность замыкания цепи нарушается. Размеры эрозии зависят от значений тока, напряжения, индуктивности или емкости цепи, а также материала контактов, формы поверхности, скорости замыкания и размыкания, вибрации контактов и условий окружающей среды.

Для уменьшения искр и увеличения срока надежной работы контактов применяют специальные меры:

использование искрогасящих схем, магнитное дутье, специальные конструкции контактов.

Принцип

действия

искрогасящих

схем заключается в том, что энергия, накопленная в магнитной цепи, расходуется

(при размыкании) не в зазоре между контактами, а в сопротивлении контуров искрогашения. Значения шунтирующих сопротивлений R и емкостей C подбирают и проверяют экспериментально из условия, что перенапряжение, возникающее на контактах при выключении цепи, будет меньше напряжения зажигания искрового разряда Lз = (270 — 330)В. Наибольшее напряжение на контактах появляется в первый момент после их размыкания, т.е. при t=0. Для исключения искрового разряда на контактах необходимо, чтобы Uк=(270 — 330) В.

Схемы искрогашения на контактах.

a) Контакт шунтируется сопротивлением R. Эффект искрогашения тем. больше, .чем меньше значение R, но при малом сопротивлении управляемый прибор может сработать при разомкнутом контакте. Недостаток схемы — расход энергии при выключенном контакте.

6) контакт шунтируется конденсатором С. Напряжение UК, возникающее при размыкании цепи, не пробивает воздушный промежуток, а заряжает конденсатор. Недостатки схемы: возможен пробой конденсатора и шунтирование контакта, разрядные токи конденсатора при замыкании контактов создают возможность сваривания их тем большую, чем больше емкость конденсатора С.

в) при пробое конденсатора С не происходит расход энергии при выключенном контакте; за счет включения сопротивления разрядные токи уменьшаются. Поэтому данная схема находит широкое применение.

г,д,е) искрогасящие контуры включают параллельно нагрузке, размыкаемой контактом, при этом происходит компенсация индуктивности управляемого прибора и значение напряжения Uк уменьшается.

Эти схемы, кроме гашения искры, влияют на временные параметры управляемого прибора, увеличивая постоянную времени т, и поэтому могут применяться, когда изменение временных параметров допустимо.

Для искрогашения можно применять полупроводниковые выпрямители и нелинейные сопротивления (из тирита, велита, карборунда и др.). При малых напряжениях их нелинейное сопротивление велико, при возрастании напряжения сопротивление уменьшается и ограничивает перенапряжение на контактах.

ж) Нелинейные сопротивления включают параллельно контакту или нагрузке, з) выпрямители включают параллельно нагрузке цепи. Вследствие большого

обратного сопротивления рабочий ток в выпрямителе мал. При размыкании контакта э. д. с. самоиндукции обмотки воздействует на выпрямитель в проводящем направлении, когда его сопротивление мало.

и) Искрогашение магнитным дутьем основано на вытеснении магнитным полем дуги, которая является подвижным проводником для тока. Магнитное поле создается постоянным магнитом или дугогасящими катушками, включаемыми последовательно или параллельно с управляемой цепью, поле направлено перпендикулярно к дуге.

к) Герметизация контактов, т.е. помещение контактов в среду инертного газа или в вакуум (герконы)

16. СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕЛЕ

Временные параметры tпр и tот зависят от рабочего тока Iр и хода якоря δ. Реле может работать с различным коэффициентом запаса kз=Iр/Iпр. С изменением тока Iр изменяется kз и намагничивающие ампервитки Iω. Изменение δ влияет на Iпр и Iот.

У быстродействующих реле постоянного тока для уменьшения вихревых токов сердечник собирают из пластин или прутков стальной проволоки.

Методы замедления действия якоря делятся на две группы

Электрические способы увеличивают составляющую tтр за счет конструктивного увеличения постоянной времени τ реле. Эти способы иногда называют магнитным демпфированием.

Механические способы увеличивают составляющую tдв за счет применения различных видов торможения, например масляные демпферы. Эти способы называются механическим демпфированием. Механические способы замедления используют для получения больших выдержек времени (до нескольких десятков секунд). При этом увеличивается время движения якоря вследствие присоединения его к демпфирующему устройству, создающему тормозное усилие, пропорциональное скорости перемещения. Демпфирующие устройства бывают механические (анкерные, часовые), гидравлические и пневматические Среди электрических способов большое распространение получил метод

замедления работы якоря реле вихревыми токами, возникающими в замкнутом витке при изменении потока в сердечнике. Короткозамкнутые витки выполняют в виде медных гильз, шайб, обмоток из голой проволоки, медных каркасов для обмотки, надеваемых на сердечник реле (реле НМШ).

Постоянная времени реле, например, с медной гильзой: τ=τo6—τ г.

Рис. 4.2. Медная гильза и способы расположения ее на сердечнике

Для увеличения τг нужно брать материал с меньшим удельным сопротивлением (электрически чистую медь), , увеличивать длину медной гильзы и ее толщину.

Медную гильзу можно разместить внутри обмотки реле, снаружи обмотки, надеть, как шайбу, на конец сердечника или использовать ее в качестве каркаса катушки (рис. 4.2, в и г).

Для дополнительного увеличения замедления на отпускание якоря медные гильзы (шайбы) устанавливают у якоря впереди катушек. Это объясняется тем, что после притяжения якоря рабочий поток в воздушном промежутке и на конце сердечника возрастает; следовательно, в момент выключения в гильзе будут создаваться большие вихревые токи.

Для дополнительного увеличения замедления на притяжение якоря медные гильзы устанавливают у основания реле (около ярма).

Медные гильзы (шайбы) дают двустороннее замедление на притяжение и отпускание якоря, но с различной интенсивностью. Объясняется это различной

проводимостью магнитной цепи реле при отпавшем и притянутом якоре. Вихревые токи в медной гильзе будут больше при притянутом якоре (в момент выключения реле), чем при отпущенном якоре (в момент включения). Сравнение параметров у реле с медной гильзой и без нее показывает, что время отпускания якоря изменится в 5—10 раз, время притяжения якоря — только в 2—4 раза.

Рис. 5.3. Схемы замедления и ускорения работы реле а) включение конденсатора С

параллельно обмотке реле дает замедление на притяжение и отпускание якоря. При срабатывании реле сначала заряжается конденсатор С. Когда напряжение Uc на конденсаторе достигнет значения Unp реле притянет якорь. Во время

обесточивания реле конденсатор С разряжается на обмотку реле. Когда напряжение Uc, на конденсаторе достигнет значения Uorn, реле отпускает якорь. Чем больше емкость конденсатора С, тем больше замедление. Схему используют, когда необходимо получить большое замедление на отпускание якоря (несколько секунд). При этом емкость конденсатора С = 1000—2000 мкФ. Недостаток данной схемы — большой зарядный ток конденсатора.

б) Включение резистора параллельно обмотке реле дает замедление на притяжение и отпускание якоря. Замедление возникает из-за увеличения постоянной времени схемы по сравнению с τр:

Когда реле обесточивается, через резистор протекает экстраток размыкания, который удерживает некоторое время якорь реле притянутым. Чем меньше R, тем больше замедление. Недостаток схемы — уменьшение общего сопротивления нагрузки.

в) Схема не имеет недостатков схем (а и б).

г) Схема по сравнению со схемой (б) дает замедление только на притяжение.

д) Самой распространенной является схема, в которой замедление на отпускание якоря осуществляется вследствие протекания через диод экстратока размыкания.

е) Схема обеспечивает ускорение на притяжение якоря. На реле подается большее напряжение питания, чем необходимое рабочее напряжение. Поэтому при срабатывании реле через него протекает ток перегрузки, в 2—4 раза больший, чем рабочий ток Iр, что уменьшает tпр. Длительную перегрузку исключают включением в цепь фронтового контакта реле А резистора R.

ж) Изменять временные параметры реле можно, используя вторую обмотку реле . Обмотки / и // включены согласно. Основной является обмотка /, а обмотка // нормально отключена монтажной перемычкой П. Если эту перемычку установить, то в магнитной цепи реле постоянно действует магнитный поток Ф// < Фпр, что обеспечивает ускорение на притяжение и замедление на отпускание якоря.

з) При встречном включении обмоток / и // осуществляется замедление на притяжение и ускорение на отпускание якоря.

18. СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕХАНИКИ.

Телемеханическая система — совокупность устройств пунктов управления и контролируемых пунктов, периферийного оборудования, необходимых линий и каналов связи, предназначенных для совместного выполнения телемеханических функций.

Классификация систем.

1. Телемеханические системы делятся на дискретные и непрерывные.

-Дискретные системы применяют, если управляемые объекты являются дискретными, т. е. имеют конечное множество состояний. Наиболее распространены двухпозиционные объекты, имеющие два состояния: включено и выключено.

-Непрерывные объекты применяют, если состояние объектов управления изменяется непрерывно (напряжение генератора, температура в электропечи, уровень воды в шлюзе и др.).

2.По типу выполняемой функции.

-Система телеуправления (ТУ) служит для управления положением или

состоянием дискретных и непрерывных объектов Телеуправление объектами с называют (ТР).

1. органы управления. 2. передающее устройство. 3. линия связи. 4. приемное устройство. 5. исполнительное устройство. 6. управляемый объект

f – возмущающее воздействие

-Система телесигнализации (ТС), телеконтроля (ТК) осуществляет

1. воспринимающее устройство 2. приемное устройство 3. линия связи 4. передающее устройство 5. датчик 6. управляемый объект f – возмущающее воздействие

- Системы телерегулирования (ТР) осуществляет телеуправления и телесигнализации одного и того же множества объектов