3KIsprrelpernapr14_08_07

ния пружины. Если ослабить противодействующее усилие пружины 10, т.е. сдвинуть указатель 8 влево по шкале, то ток срабатывания уменьшится. У реле РТ-40 при перемещении указателя от крайнего левого в крайнее правое положение ток срабатывания увеличивается в 2 раза.

1.1 Основные сведения об изделии и технические данные

Номинальная частота 50 и 60 Гц.

Еще ток срабатывания реле РТ-4- можно менять переключением обмоток катушек с последовательного соединения на параллельное, в последнем случае ток, проходящий по каждой из катушек, уменьшается в 2 раза и соответственно уменьшается намагничивающая сила. Так как шкала реле при изготовлении градуируется для последовательного соединения секций обмотки, то при параллельном включении катушек реле ток надо увеличить в 2 раза.

При прохождении по обмотке реле переменного тока якорь притягивается по закону Максвелла с электромагнитной силой

Ф 2 Sin2 t F m

2 0 S

где Фm - амплитуда магнитного потока;- угловая частота;

62

0 4 10 7 Г н м - магнитная проницаемость вакуума; S - площадь рабочего зазора.

Так как Sin2 t 0,5(1 соs2 t) , то усилие можно записать

F 2 I m2 Cos2 t .

Из этого выражения видно, что притяжение якоря обусловлено посто-

которое изменяется с удвоенной частотой и вызывает вибрацию якоря и связанной с ним контактной системы.

Для уменьшения вибрации контактов в конструкции реле РТ-40 пре

дусмотрены совместный ход подвижного и неподвижного контактов (рис.1б) и специальное устройство: гаситель вибрации – барабанчик 5 (рис.1а), закрепленный на общей оси с якорем. Барабанчик выполнен с радиальными перегородками внутри, заполнен хорошо просушенным кварцевым песком, что повышает инерционность подвижной системы. За счет инерционности гасителя вибрации достигается более равномерный вращающий момент.

С целью наилучшего согласования тяговой характеристики электромагнита с противодействующей для получения высокого коэффициента возврата и обеспечения необходимого контактного нажатия работа реле производится в пределах угла поворота якоря от 62 до 750.

Начальное и конечное положения якоря фиксируются упором 13. Подвижный и неподвижный контакты имеют значительный совмест-

ный ход, что снижает вероятность разрыва цепи при вибрациях якоря. Для уменьшения вибрации подвижной системы при больших кратно-

стях тока и искажением формы кривой тока на сердечнике имеется уча сток с уменьшенным сечением (под катушками), якорь имеет сечение гораздо меньшее шихтованного магнитопровода.

При больших токах эти участки насыщаются и ограничивают величину магнитного потока, а следовательно и усилие.

Конструкция реле напряжения аналогична конструкции реле тока. Обмотка напряжения состоит из двух одинаковых секций, подключается параллельно сети через выпрямительный мост и добавочные резисторы. При питании обмоток постоянным током, вибрация якоря отсутствует, следовательно, нет необходимости в демпфирующих барабанчиках.

63

Реле напряжения можно использовать на увеличение напряжения - реле максимального напряжения, чаще используется на снижение напряжения - реле минимального напряжения.

2 Программа работы и порядок ее выполнения

1.Ознакомиться с устройством и принципом действия электромеханических реле максимального тока и напряжения.

2.Подобрать аппаратуру по предлагаемому перечню. Собрать схему электрическую соединений.

3.Снять и построить зависимости тока срабатывания I cp , тока возврата

Iв и коэффициента возврата К В от начального положения якоря.

4.Снять зависимости тока срабатывания, тока возврата, коэффициента возврата и мощности срабатывания реле от значения тока уставки. На каждой уставке произвести по пять измерений. Определить средние значения и разброс. Оценить погрешности измерений. Построить зависимости средних значений измеренных параметров от уставки.

Коэффициент возврата электромагнитного реле определяется по формуле

Переключение уставок реле, подключение и отключение измерительных приборов производить только при отключенном положении выключателя «СЕТЬ».

Среднее значение параметра вычисляется по формуле

где X i - значение параметра, полученного при измерении; n - количество измерений.

Разброс исследуемой величины, % определяется по формуле

64

где X i max , X i min - максимальное и минимальное значение измеритель-

ного параметра.

Cредняя основная погрешность по току срабатывания, % рассчитывается по формуле

где I cpcp , I уст - среднее значение тока срабатывания и уставки реле. Аналогично рассчитывается погрешность по току возврата.

2.1 Перечень аппаратуры

65

P1.2

A

2.3 Указания по проведению эксперимента

Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

Соедините гнезда защитного заземления « " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» автотрансформатора А1.

Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений.

Поверните регулировочную рукоятку автотрансформатора А1 в край-

нее против часовой стрелке положение.

Установите желаемую уставку реле тока А7, начиная с минимальной.

Включите автоматический выключатель и устройство защитного отключения в однофазном источнике питания G1.

Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и автотрансформатора А1.

Активизируйте используемые мультиметры Р1.2 и Р1.3.

Медленно вращая регулировочную рукоятку автотрансформатора А1 по часовой стрелке, увеличивайте ток, протекающий по обмотке реле А7.

В момент срабатывания реле А7 (определяется по появлению звукового сигнала, издаваемого включенным в режиме «прозвонки» мультиметром Р1.3) зафиксируйте с помощью амперметра Р1.2 ток I cp .

66

Медленно вращая регулировочную рукоятку автотрансформатора А1 против часовой стрелки, уменьшайте ток, протекающий по обмотке реле А7.

В момент возврата реле А7 (определяется по исчезновению звукового сигнала, издаваемого включенным в режиме «прозвонки» мультиметром Р1.3) зафиксируйте с помощью амперметра Р1.2 ток I B .

Отключите автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.

Отключите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и автотрансформатора А1.

Измените (увеличьте) уставку тока по шкале и снова повторите эксперимент с пункта для всех уставок шкалы.

3 Вопросы для самоконтроля

1.Для чего предназначены реле максимального тока и напряжения.

2.Каким образом регулируется ток срабатывания электромагнитных реле.

3.Почему коэффициент возврата у реле меньше единицы.

4.С какой целью якорь электромагнита выполняется Г-образной формы.

5.Для чего в магнитопроводе имеются участки уменьшенного сечения.

6.С какой целью якорь реле выполняется сплошным и малого сечения.

7.Для чего в реле тока служит барабанчик и почему в реле напряжения он отсутствует.

8.Какую функцию выполняет спиральная пружина.

9.Каким образом можно изменить ток или напряжение срабатывания.

10.Какие факторы влияют на разброс токов срабатывания и возврата.

11.Каким образом можно устранить вибрацию контактов.

12.Какие факторы вызывают вибрацию контактов.

13.Каково влияние уставки, начального и конечного положений якоря, а

также воздушного зазора между якорем и полюсами сердечника на ток срабатывания I cp и коэффициент возврата в .

67

Лабораторная работа № 9

НИЗКОВОЛЬТНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ

Цель работы. Ознакомиться с назначением, устройством, принципом действия и основными техническими данными современных магнитных пускателей, их исполнением. Ознакомиться с электрическими схемами реверсивных и нереверсивных магнитных пускателей, проверить их работу.

1 Предмет исследования

Магнитный пускатель – это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для прямого пуска, отключения, реверсирования (изменения направления вращения ротора двигателя) и защиты от ненормальных режимов работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: снижения напряжения, перегрузок от токов сверх допустимых.

Пускатель состоит из трехполюсного трехфазного контактора переменного тока, теплового реле тока и командоаппарата (кнопочный пост). Трехполюсное электротепловое токовое реле обеспечивает защиту электродвигателя от перегрева токами, превышающими номинальное значение и обрыва фаз из-за выхода из строя контакта или сгорания предохранителя.

Нулевая защита – исключение повторного включения магнитного пускателя при появлении в сети ранее исчезнувшего напряжения – осуществляется замыкающим вспомогательным контактом магнитного пускателя (контакт, шунтирующий кнопку «Пуск»).

Так как контакторы для пуска асинхронных двигателей имеют свою специфику работы и устройство их стали называть пускателями и в структуре условного обозначения индекс серии начинается с буквы: П, ПА, ПМЕ…

Тепловые реле из-за большой инерционности не могут защитить двигатель от короткого замыкания, поэтому магнитные пускатели включаются через автоматические выключатели с токовой отсечкой, или блок предохранителей.

Основным элементом магнитных пускателей является электромагнитный контактор.

По числу главных контактов контакторы выполняются одно -, двух -, трех -, четырех, - пятиполюсными с номинальным током 4; 6,3; 10; 16;

25; 40; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250 А при напряжении 380 В.

68

Номинальное значение напряжения главной цепи контактора 380В, 660В частоты 50 и 60 Гц.

Контакторы выполняются со вспомогательными контактами на токи

4; 6,3; 10 А.

Контакторы могут комплектоваться дополнительно контактными приставками типа ПКЛ на ток 16 А, или пневмоприставками ПВЛ с номинальным током контактов 10А, позволяющие получить выдержку времени при включении ПВЛ – 1104 (0,1 – 30) с

ПВЛ – 1204 (10 – 180) с ПВЛ – 1304 (0,1 – 15) с ПВЛ – 1404 (10 – 100) с

и при отключении с такими же выдержками времени, но при обозначении типа первая цифра 1 заменяется на двойку: ПВЛ-2104 (0,1 – 30) с.

Для подавления перенапряжений, возникающих на катушках пускателей переменного тока используются ограничители перенапряжений ОПН-1 или ОПН-2.

Взависимости от частоты (Z) включений в повторнократковременном режиме выделяют пять классов:

0,3 – 30; 1-120; 3-300; 10-1200; 30-3600 вкл/час.

Взависимости от области применения для главных контактов выделяют следующие категории применения на переменном токе:

АС-1 – коммутация цепей электропечей сопротивления, неиндуктивных и слабоиндуктивных нагрузок;

АС-2 - пуск и отключение электродвигателей с фазным ротором, торможение противовключением;

АС-3 –прямой пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором, отключение вращающихся электродвигателей;

АС-4 –пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором и отключение заторможенных и медленно вращающихся электродвигателей, их торможение противовключением.

По коммутационной износостойкости контакторы пускателей имеют исполнение А, Б, В.

Врежиме нормальной коммутации, коммутационная износостойкость выбирается из ряда:

А– 4,0; 3,0; 2,5; 2,0; 1,5 млн. циклов;

Б – 1,5; 1,0; 0,75; 0,63 млн. циклов; В – 0,5; 0,3; 0,2; 0,1 млн. циклов.

Пускатели могут иметь исполнение: реверсивное, нереверсивное, с переключением обмоток двигателя звезда-треугольник.

69

Главная цепь контактора должна допускать его работу при напряжении на его зажимах до 1,1U н и цепи управления от 0,85 до 1,1 номи-

нального напряжения соответствующих цепей.

Режимы работы контактора: прерывисто продолжительный, повтор- но-кратковременный, кратковременный. В прерывистопродолжительном режиме контактор должен допускать работу при номинальном токе с периодом нагрузки не менее 8 часов.

Контактор с нагретой до допустимого значения катушкой при подаче напряжения 0,85 U ном должен включаться без задержки подвижной

системы в промежуточном положении, а при снижении напряжения до 0,7 U ном якорь должен удерживаться в притянутом положении, а при

снятии напряжения должен четко отключаться.

При снижении напряжения меньше 0,7 U ном пускатель должен от-

ключиться, осуществляя защиту двигателя от понижения напряжения в сети. В противном случае двигатель может остановиться, т.к. момент

на валу пропорционален U 2 , а это режим короткого замыкания.

1.1 Магнитные пускатели отечественного производства

Вэлектроустановках общепромышленного назначения в настоящее время эксплуатируются хорошо зарекомендовавшие себя серии магнитных пускателей ПМИ, П, ПА, ПАЕ, ПМЕ, ПМЛ, ПМА, ПМ12.

Внастоящее время выпускаются пускатели серий ПМА и ПМ12. Обмотки этих пускателей подключаются как к переменному, так и постоянному напряжению.

Контакторы с приводом постоянного напряжения используются в сейсмостойком исполнении и в установках с ударными нагрузками. Контакторы с приводом переменного напряжения имеют, как правило, прямоходовую Ш-образную магнитную систему, выполненную из тонких листов электротехнической стали (шихтованную). В контакторах пускателей ПМА магнитопровод П-образный с внедряющимся якорем.

Большое внимание в магнитных пускателях уделяется снижению вибрации контактов. Амплитуда тока при включении двигателя дости-

гает в первый полупериод максимального (1 2) 62 I н или близкого

к нему значения. Даже незначительная вибрация контактов при таком токе быстро выводит их из строя. Вибрация контактов длительностью 3-5 мс сопровождается их сильным обгоранием и плавлением, приводит к интенсивному износу и свариванию.

Продолжительность вибрации не должна превышать 0,3-1 мс. После разгона двигателя ток уменьшается до номинального значения. При от-

70