Архив ZIP - WinRAR / 61-69

61.Поляризовані електромагнітні реле, геркони, магнітоелектричні та електродинамічні реле

62.Промислові твердотільні реле. Конструкція, принцип дії, функціональна схема

63.Чим відрізняються ТТР з управлінням при переході через «0», з миттєвим вмиканням та фазним управлінням. Де використовуються ТТР з відповідними характеристиками

64.Контактори і магнітні пускачі. Принцип дії, устрій, відмінності та області застосування

65.Принцип функціонування електронного програмованого реле. Області застосування електронних програмованих реле

66.Загальна характеристика реле серій EASY і MFD Titan

67.Конструкція та підключення вхідних та вихідних сигналів реле серій EASY і MFD Titan

68.Описати способи програмування EASY800

69.Для функції

скласти релейну схему та LD-діаграму

61.Поляризовані електромагнітні реле, геркони, магнітоелектричні та електродинамічні реле

Поляризованими називають електромагнітне реле, у якого напрямок переміщення якоря залежить від напрямку струму в котушці, що досягається взаємодією двох магнітних потоків: робочогоФр, утвореного котушкою, і п Ф0, створеного постійним магнітом. Магнітопроводи поляризованих реле конструюються по диференціальній або мостовій схемі.

Поляризоване реле з диференціальною схемою презентовано на Рис. 13.11, а. Магнітний потік Ф0 від постійного магніту 5 розгалужується в магнітопроводі на два потоки: Ф1 і Ф2. Реле має дві однакові обмотки 4 і 7, з'єднані послідовно. При симетричному положенні якоря значення потоків Ф1 у зазорі δ1 і Ф2 у зазорі δ2 однакові. Залежно від полярності напруги на котушці в потік одному зазорі, наприклад δ2, збільшується: Фδ2 = Ф2 + Фр, а в іншому, δ1, - зменшується: Фδ1 = Ф1 - Фр. У результаті цього якір 6 реле перекидається в праву сторону, замикаючи контакти 2 і 3.

Принцип дії поляризованих мал. 5.11,б реле з мостовими схемами магнітопроводу аналогічний принципу дії реле з диференціальною схемою. Однак у зв'язку з тем, при мостовій схемі магнітопроводу магнітне коло для потоку Фр робочої обмотки виконане окремо від кіл Ф1 + Ф2 потоків, створюваних постійним магнітом, поляризовані реле з мостовими схемами магнітопроводів мають більш високу стабільність параметрів і стійкість до зовнішніх механічних впливів.

Рис. 13.11 – Електромагнітні полярізовані реле.

Поляризовані реле можуть настроюватися залежно від положення нерухомих контактів і натягу якірних пружин на двопозиційну, двопозиційну з перевагою якого-небудь стану реле або трипозиційну роботу.

Контакти поляризованих реле допускають комутаційні струми 0,2 – 1 А; час спрацьовування 1 – 5 мс.

Реле з магнітокерованими контактами, або геркони, Рис. 13.12 являють собою скляну ампулу, заповнену інертним газом, а також азотом і воднем або з якої викачано повітря, у яку впаяні тонкі пружні феромагнітні пластинки, що виконують одночасно роль контактів, пружних елементів і частини магнітопроводу.

Управляються геркони зовнішнім магнітним полем, яке створюється електро, або постійним магнітом. Під дією магнітного поля кінці пластин притягаються, замикаючи коло. При зникненні поля пластини внаслідок сили пружності розходяться. Для зменшення перехідного опору контактів на кінці пластин-контактів наноситься шар срібла або золота. Цей шар виконує також роль немагнітної прокладки, що не допускає залипания контактів.

Геркони мають більший термін служби із числом спрацьовувань, що досягають 106 – 109. Завдяки малій відстані між контактами й малої інерційності пластинок-контактів реле з магнітокерованими контактами – порівняно швидкодіючі елементи tср = 0,5 ÷ 2.0 мс.

Існують геркони із замикаюч, розмикають і перемикаючими контактами мал. 5.12, а – в, а також

реле з магнітокерованими контактами, усередині котушки може перебувати один або кілька герконов, Рис. 13.12, г.

Реле на магнітокерованич контактах призначені для використання в схемах автоматики в якості проміжних реле, реле захисту й запам'ятовувальних елементів.

Рис. 13.12 - Реле з магнітокерованими контактами Магнітоелектричні реле. Принцип дії магнітоелектричного реле заснований на

взаємодії магнітного поля постійного магніту зі струмом, що протікають по обмотці, виконаній у вигляді поворотної рамки та аналогічний дії магнітоелектричного вимірювача.

Магнітоелектричне реле, рис 5.13 складається з постійного магніту 1, між полюсними наконечниками якого перебуває циліндричне сталеве осердя 2. У кільцевому зазорі між полюсними наконечниками й сердечником створюється рівномірне радіальне спрямоване магнітне поле. У зазорі розміщена рамка 3 з обмоткою, до якої підводиться струм по спіральних пружинах. Ці пружини створюють протидійний момент, що прагне встановити рамку з обмоткою таким чином, щоб її площина була спрямована по осі полюсів магніту 1. При пропущенні струму I по обмотці реле на рамку з обмоткою діє обертовий момент, що повертає її напрямку, обумовленому полярністю напруги. Жорстко закріплений на рамці контакт 4 замикається з одним з нерухомих контактів 5 або 6.

Рис. 13.13 – Магнітоелектричне реле

Оскільки напрямок повороту рамки визначається напрямком струму в обмотці, магнітоелектричне реле є поляризованим і може бути виконане трипозиційним.

У порівнянні з іншими електромеханічними реле магнітоелектричне реле є найбільш чутливим, воно спрацьовує при потужності сигнала управління в частки мілівата. Зусилля на контактах магнітоелектричного реле невелике (порядку 10-2 Н і менше), тому для підвищення надійності контакти виконуються з платини або платинородієвого сплаву. Магнітоелектричні реле використовуються зазвичай в схемах, де сигнал постійного струму змінюється повільно. По своїй швидкодії вони поступаються нейтральним магнітним реле.

Електродинамічні реле. Дія електродинамічного реле заснована на взаємодії двох котушок зі струмом, одна з яких рухома, а інша нерухома. Від магнітоелектричного реле електродинамічне реле відрізняється тим, що індукція в робочому зазорі створюється не постійним магнітом, а нерухомою котушкою на осерді.

Устрій електродинамічного реле показане на Рис. 13.14 на магнітопровід 3 знаходиться нерухома котушка 2, по якій протікає струм I2. між полюсними наконечниками магнітопроводу знаходиться циліндричний сталевий сердечник 4. У зазорі між полюсними наконечниками й осердям створюєтьсямагнітне поле. У зазорі розміщена алюмінієва рамка 1 з обмоткою, до якої підводиться струм I1 по спіральних пружинах.

При подачі струму I1 в обмотку рамки 1 вона буде повертатися в зазорі між полюсними наконечниками й осердям. Жорстко закріплений на рамці контакт 5 замикається з одним з нерухомих контактів 6 і 7.

Рис. 13.14 - Електродинамічне реле

Напрямок повороту рамки залежить від напрямку струмів в обох обмотках реле, тобто воно буде позитивним при однакових напрямках струмів і негативним при різних напрямках.

При роботі реле на постійному струмі й живленні його незмінним за значенням і напрямку струмом збудження I2 електродинамічне реле ( як і магнітоелектричне) є поляризованим і трипозиційним. Залежно від напрямку керуючого струму I1 замикається пара контактів 6 – 7 або 6 – 8, а при відсутності струму I1 контакт 6 перебуває в середньому, незамкнутому, положенні.

Однак на відміну від магнітоелектричного реле електродинамічне може працювати при живленні зміннім струмом. У цьому випадку на рамку впливає змінний магнітний потік, а напрямок повороту визначається середнім за період значенням обертового моменту, залежність тягового зусилля від струму буде аналогічна електромагнітному нейтральному реле.

До недоліків електродинамічних реле слід віднести їхні більші габарити й вагу.

62.Промислові твердотільні реле. Конструкція, принцип дії, функціональна схема.

Твердотільне реле (ТТР) це електронний пристрій автоматики, що має релейну характеристику. Силове коло і коло управління мають гальванічну розв’язку. ТТР має монолітну герметичну конструкцію и не мають рухомих механічних частин порівнянно з електромагнітними реле (ЕМР) і контакторами, тому вони стійкіші до сильної вібрації й ударам. Кількість циклів вмикання/вимикання може перевищувати 109.

Основні відмінності ТТР від електормагнітних:

Відсутність електромагнітних завад при перемиканні

Висока швидкодія

Безшумність у роботі

Відсутність брязкоту контактів

Рис. 13.16 Вмикання ТТР з управлінням при переході через «0»

Це дозволяє зменшити кидок струму, а отже, електромагнітне випромінювання, резистивних навантажень (наприклад, лампи, нагрівальні елементи) і, як наслідок, збільшити строк їх служби. Силовий перемикач включається по досягненню зони нуля. Розмикання силового ключа при зникненні керуючого сигналу відбувається при нульовому струмі, що знижує ризик перенапруг у колі й, отже, пов'язані із цим перешкоди.. Наявний на виході варистор обмежує напругу на виводах перемикача, що робить реле стійкими до стрибкоподібних змін напруги.

Однак ТТР із контролем переходу через нуль не можуть комутирувати високоіндуктивне навантаження, коли cos φ<0,5 (наприклад, трансформатори на холостому ходу).

Твердотельні реле миттєвого вмикання (Рис. 13.17) застосовуються для комутації:

•резистивних (електричні нагрівальні елементи, лампи розжарювання);

•індуктивних (малопотужні двигуни, трансформатори) навантажень при необхідності миттєвого спрацьовування.

Рис. 13.17 Робота ТТР з миттєвим вмиканням.

Напруга на виході твердотыльного реле даного типу з'являється одночасно з подачею керуючого сигналу (час затримки включення не більш 1 мс), отже вмикання ТТР можливе на будь-якій ділянці синусоїдальної напруги. Цей тип застосовується, коли необхідно або короткий час спрацьовування, або необхідний контроль кута зсуву фаз на навантаженні (у вимірювальних системах)

Однак у ТТР даного типу можуть виникати імпульсні перешкоди й початкові кидки струму при комутації. Після включення таке твердотельное реле функціонує як звичайне ТТР із контролем переходу через нуль.

Твердотыльны реле з фазовим управлінням (рис.5.18) дозволяють змінювати величину вихідної напруги на навантаженні й застосовуються для наступних завдань:

•регулювання потужності нагрівальних елементів,

•регулювання ламп розжарювання

На вхід реле з управлінням по фазовому зсуву (з аналоговим перемиканням) подається змінна величина - 4(0)...20 мА DС.

Рис. 13.18 Вмикання ТТР з фазовим управлінням.

Тип реле із вмиканням при піковому значенні розроблений для кіл з великим індуктивним навантаженням. У цьому випадку потужність, що віддається в навантаження, активізується в на піку напруги мережі після прикладання напруги керування, унаслідок відставання струму від напруги його значення в навантаженні буде значно менше амплітудного. Застосування - індуктивне навантаження із сердечниками з високою індуктивністю насичення, трансформатори.

Реле з аналоговим управлінням по повному циклу імпульсу застосовуються в нагрівальних системах устаткування із плавним ручним або автоматичним управлінням. Особливо підходить для застосування в тих областях, де необхідна висока точність підтримки заданої температури. Такий принцип регулювання потужності подібний до ШІМ і відбувається за рахунок зміни кількості повних одиничних циклів ( тобто періодів), що є відрізками синусоїдальної кривої лінійної напруги з початком і кінцем у нульовому значенні напруги. Число цих циклів за одиницю часу прямо пропорційно залежить від напруги (або струму, залежно від типу керуючого входу). Процес управляється мікроконтролером, наявним у складі такого реле. Кількість подаваних на навантаження імпульсів підтримується постійним для конкретного значення вхідної величини. При зміні керуючого сигналу в більшу (меншу) сторону, кількість імпульсів, прохідних на навантаження, також змінюється відповідно в більшу (меншу) сторону. Підрахунок імпульсів постійно ведеться мікроконтролером за відрізок часу 1,28 секунд ( для частоти мережі 50 Гц). При прикладанні до входу 10V DС (20 мА) відповідно) - на навантаженні виявляється максимальне число імпульсів, при 0V DС (4 мА відповідно) імпульсів немає. Таким методом досягається висока точність регулювання температури. Ще одне достоїнство подібного регулятора потужності - повна відсутність електромагнітних перешкод, тому що кожний імпульс починається й закінчується в моменти переходу напруги через нуль.

ТТР, призначене для комутації в колах постійного струму (Рис. 13.19), включає навантаження в точній відповідності з появою напруги на вході управління.

Рис. 13.19. Функціональна схема ТТР постійного струму.

Час спрацьовування - менше 100 мс. Такого класу напівпровідникові реле використовуються разом з активними або індуктивними навантаженнями для управління двигунами постійного струму, електричними клапанам і ін. При комутаціїіндуктивного навантаження необхідно застосовувати діод.

64.Контактори і магнітні пускачі. Принцип дії, устрій, відмінності та області застосування.

Контактори й магнітні пускачі

Контактори – це електромагнітні автоматичні апарати, призначені для автоматичного й дистанційного управління електричними колами постійного й змінного струму напругою до 1000 В. Вони широко застосовуються для частих вмикань електричних двигунів при дистанційному управлінні. Контактори не захищають електричні кола, у яких вони встановлені, від порушення режиму (перевантажень, коротких замикань т.д.). Контактори

випускають із нормально відкритими головними контактами на струм 75…600 А, число полюсів 2, 3, 4 і 5.

Основні вузли будь-якого електромагнітного контактора – електромагнітний механізм, головні контакти, дугогасильний пристрій і блоки-контакти.

Контактори змінного струму промислової частоти здебільшого мають три замикаючі контакти (один контакт на фазу). Магнітопровід і якір набираються із пластин електротехнічної сталі. На кінцях полюсів магнітопроводів розміщені короткозамкнені витки, кожний з яких охоплює частину свого полюса.

У контакторах змінного струму застосовуються мостикові контакти із двома розривами на кожну фазу. Застосування мостикових контактів, зазвичай виключає необхідність у спеціальних дугасительних камерах. Завдяки двом розривам на фазу дуга буде гаснути в закритих камерах при першому ж переході струму через нуль.

Магнітна система виконується з поступальним, Рис. 13.20 і поворотним, рухом якоря. Контактор з поступальним рухом якоря складається з пластмасового корпуса.

Усередині корпуса розміщена електромагнітна система, що полягає з нерухомої 7 і рухомої 5 частини осердя й обмотки 6. Рухома частина осердя шпонкою з'єднана із пластмасовою траверсою 4, на якій змонтовані контактні містки 2 з рухомими контактами. Плавність замикання контактів і необхідне зусилля забезпечується пружинним амортизатором 1. Контакти 8 виготовляють зі срібла й для підвищення зносостійкості мають сферичну форму. Нерухомі контакти 3 припаяні до контактних пластин із гвинтовими затискачами для приєднання проводів.

Рис. 13.20 - Контактор з поступальним рухом якоря.

При проходженні через обмотку заданого струму магнітне поле притягає рухливу частину сердечника й пов'язану з нею траверсу з рухомими контактами й контакти перемикаються.

Крім головних контактів у контакторах на бічній поверхні змонтовані допоміжні контакти на замикання й розмикання, за допомогою яких здійснюється блокування пускової кнопки, або вимикання контактора.

Магнітний пускач - це комплексний комутаційний апарат, призначений для пуску, відключення, реверсу й захисту електродвигунів від перевантаження, зникнення або значного зменшення живлячого напруги. Його єдина відмінність від контактора – наявність пристрою захисту (зазвичай теплового реле) від теплових перевантажень.

Пускач складається з триполюсного трифазного контактора змінного струму, теплового реле й командоапарата (кнопковий пост). Теплове реле забезпечує захист електродвигуна від перегріву або обриву фаз через вихід з ладу контакту чи запобіжника.

Нульовий захист – виключення повторного вмикання магнітного пускача з появою в мережі раніше зниклого напруги – здійснюється замикаючим допоміжним контактом магнітного пускача (контакт, що шунтує кнопку «Пуск»).

Пускачі можуть мати виконання: реверсивне, нереверсивне, з перемиканням обмоток двигуна « зірка-трикутник». Нереверсивний магнітний пускач складається з одного, а

реверсивний – із двох контакторів і теплового реле, змонтованих на загальній основі або в спільній захисній оболонці. Щоб усунути одночасне включення контакторів реверсивного магнітного пускача, у їхні рухомі системи вбудовують механічне блокування.

Безперебійна робота асинхронних двигунів у значній мірі залежить від надійності пускачів. Тому до них пред'являються високі вимоги відносно зносостійкості, комутаційної здатності, чіткості спрацьовування, надійності захисту двигуна від перевантажень, мінімального споживання потужності. Пускачі випускають на номінальні напруги 127, 220, 380 і 500 В.

Контактор з нагрітої до припустимого значення котушкою при подачі напруги 0,85Uном повинен включатися без затримки рухомої системи в проміжному положенні, а при зниженні напруги до 0,7Uном якір повинен утримуватися в притягнутому положенні, а при знятті напруги повинен чітко відключатися.

При зниженні напруги менше 0,7Uном пускач повинен відключатися, здійснюючи захист двигуна від зниження напруги в мережі. А якщо ні, то двигун може зупинитися, тому що момент на валу пропорційний U2, а це режим короткого замикання.

65.Принцип функціонування електронного програмованого реле. Області застосування електронних програмованих реле

Електронні програмовані реле.

Дискретні пристрої управління можуть бути реалізовані на електричних реле й на безконтактних логічних елементах. Програмовані електронні реле призначені для заміни традиційних пристроїв електроавтоматики, побудованих на релейних і безконтактних логічних елементах. На відміну від останніх, які є спеціальними пристроями, програмовані реле є універсальними. Відповідно до заданої програми формуються сигнали на відповідних виходах і вмикаються ті виконавчі пристрої, для яких на входах сформувалися необхідні логічні умови для їхніх вмикань.

Програмовані реле є особливим видом контролера, які можна назвати керуючими логічними машинами послідовної дії.

Електронні програмовані реле (ЕПР) призначені для побудови простих систем управління на основі релейної логіки. Можуть використовуватися у якості програмованих таймерів.

Дозволяють створювати системи:

Релейного захисту і контролю

Управління освітленням

Управління технологічним обладнанням

Управління конвеєрами та підйомниками.

Зазвичай базова конструкція ЕПР має від 8 дискретних входів до яких можна під’єднувати комунікаційні пристрої (контакти кнопок, вимикачів, геконів, реле, тощо) або датчики, що мають на виході транзистор з відкритим колектором та. ЕПР з розширеними функціональними можливостями окрім дискретних мають ще аналогові входи, а також дозволяють здійснювати ШІМ і аналогове ПІД-регулювання, тобто виконують деякі функції ПЛК. У якості вихідних елементів можуть використовуватися електромагнітні, твердотільні реле та ключі з відкритим колектором. ЕПР можуть програмуватися як за допомогою елементів управління на лицьовій панелі, так і за допомогою відповідного програмного середовища. На світовому ринку засобів автоматизації ЕПР представлені багатьтма виробниками, серед яких можна виділити пристрої LOGO! (Siemens), EASY (Moeller) на ЕПР Овен, що представлені на українському ринку мають функціональні можливості, аналогічні LOGO або EASY, але за значно меншу вартість.

66.Загальна характеристика реле серій EASY і MFD Titan

Загальна характеристика реле серій EASY і MFD Titan

Сімейство ЕПР фірми Moeller, серіями EASY500, EASY700, EASY800 і

багатофункціональним дисплеєм MFD Titan. Для розширення функціональних можливостей передбачено додаткові блоки входів – виходів та засоби формування мереж. Пристрої є малогабаритними керуючими приладами, здатними розв'язувати комбінаційні й послідовнісні завдання. Напруги живлення пристроїв можливі на постійному струмі: 12 В DC, 24 В DC і на змінному струмі: 24 В АС, 115/240 В АС. Напруга вхідних сигналів збігається по виду й величині з обраною напругою живлення. Вихідні кола пристроїв на постійній напрузі можуть бути релейними або транзисторними, а пристроїв на змінній напрузі - тільки релейними.

Усі внутрішні функції реле реалізуються в програмній формі з відповідними назвами: таймери, реле часу, лічильники, компаратори й ін. Реле EASY800 має наступні модулі для виконання операцій і функцій:

-арифметичний блок ADD, SUM, MUL, DIV -32;

-порівняння блоків даних -32;

-логічні операції AND, OR, XOR, NOT -32;

-інкрементний лічильник -32;

-одержання блоку даних з мережі -32;

-розміщення блоку даних у мережі - 32;

-масштабування значення -32;

-синхронізація часу в мережі -1;

-таймер -32.

Програмування здійснюється на мовах LD або FBD, які визначені стандартом МЕК6113 для програмування засобів автоматизації. Програма складається у вигляді малюнка електричної схеми, що містить вхідні кола, контакти й котушки відповідних реле й з'єднуючих їхніх ліній (LD), або у вигляді відповідних функціональних блоків (FBD – діаграми). Уведення програми здійснюється від вбудованого пульта із клавіатурою й індикацією на рідкокристалічному (РК) дисплеї, від модуля пам'яті або від персонального комп'ютера ( за допомогою програми EASY-SOFT). Введена програма може бути захищена за допомогою пароля. Пам'ять реле енергонезалежна.

Багатофункціональний дисплей MFD-Titan виконаний по блоковому принципу й складається із трьох блоків. Практично при тих же габаритах, що й реле EASY, він має дисплей збільшених розмірів з можливістю відображення статичної й динамічної інформації, наприклад про хід технологічного процесу, і додаткові функції, у тому числі й обчислювальні.

Усі пристрої мають можливості розширення входів-виходів і обміну даними із промисловими інформаційними мережами по протоколу RS485: As-lnterface, Profibusdp, Canopen, Devicenet. Реле EASY800 і MFD-Titan, крім цього, можуть бути об'єднані у власну інформаційну мережу EASY-NET, у яку можуть входити до восьми приладів, із пристроями розширення, що перебувають на відстані до 1000м.

67.Конструкція та підключення вхідних та вихідних сигналів реле серій EASY і MFD

Titan

Загальний вигляд реле EASY800 наведено на рис. 13.1

Рис. 7.1 Реле EASY800, передня панель.

Гніздо easyLink connection дозволяє стикувати між собою додаткові блоки реле, розташованих на DIN – рейці за допомогою спеціальної контактної колодки.

На РК дисплеї реле можливо послідовне відображення меню кількох рівнів від головного меню, на якому відображений загальний стан, до спеціальних меню, пов'язаних із завданням конфігурації системи, проектуванням схеми з'єднань і настроюванням окремих функціональних реле або модулів. Переміщення по меню, управління курсором, записи на дисплеї, установка даних виконуються за допомогою операційних кнопок 8,9,11,14,15.

DEL: вилучити об'єкт у схемі

ALT: спеціальні функції в схемі з'єднань, стан дисплея ESC: попередній рівень меню, скасування

ОК: наступний рівень меню, зберегти введені дані КНОПКИ КУРСОРУ ( нагору-униз, вправо-уліво): рух курсору вибір пункту меню

установка номера котушки, контакту, значення функції.

Реле має 8 дискретних входів І1 – І6, І9, І10 та 4 аналогових входів І7, І8, І11, І12 один аналоговий вихід QA1 і 8 дискретних виходів Q1 – Q8.

Приєднання джерела живлення й дискретних входів

Для реле необхідне збіг роду струму й величини напруг живлення реле й цифрових входів. Кола живлення й вхідні кола захищаються плавким запобіжником або автоматичним вимикачем з номіналом 1 А.

На рис. 14.2. представлена основна (базова) схема приєднання джерела живлення й цифрових входів для реле, виконаного на змінну напругу (EASY-AC).