Лабораторна робота №5 дослідження електромагнітних реле автоматики

Мета роботи – ознайомитися з призначенням, принципом дії, конструкцією і особливостями роботи електромагнітних реле автоматики постійного струму, також експериментальне визначення їх основних параметрів.

Предмет дослідження – реле типів: RМ 84, РЭН 34, РЭК 70, RМ 94, РЭС 22, РЭС 28, РЭС 9.

Завдання

1. Ознайомитися з призначенням, принципом дії, конструкцією, технічними даними і характеристиками електромагнітних реле автоматики, а також зі схемою дослідження, призначенням приладів та апаратів, встановлених на лабораторному стенді. 

2. Визначити величини напруги і струмів спрацьовування та відпускання для всіх реле, встановлених на стенді. Розрахувати коефіцієнти повертання.

3. Визначити залежність часу спрацьовування і часу відпускання реле від напруги джерела живлення.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з призначенням, принципом дії, конструкцією і технічними даними електромагнітних реле автоматики треба за допомогою відповідних підручників та посібників [4, 5]. Коротка інформація з цих питань є на лабораторному стенді.

Перед початком виконання роботи за допомогою даних методичних вказівок треба ретельно ознайомитися зі схемою (рисунок 5.1) для дослідження електромагнітних реле автоматики, призначенням приладів та апаратів, які встановлені на лабораторному стенді.

Рисунок 5.1 – Cхема для дослідження електромагнітних реле автоматики

Вимикач SA1 підключає джерело змінної напруги до схеми дослідження. Лампочка HL1 сигналізує про наявність живлення схеми.

лабораторним автотрансформатором TV регулюють величину напруги, яка подається на обмотки реле після випрямлення діодним мостом VD.

Перемикачі SА2 та SА3 здійснюють комутації у схемі, які дозволяють виконувати виміри напруги і струмів, а також часу спрацювання і відпускання реле, встановлених на стенді.

Перемикач SА2 у положенні 1 підключає контакти К1:1 – К8:1 реле К1 – К8 до сигнальної лампу НL2 – для визначення напруги і струмів спрацьовування і відпускання, які контролюються відповідно вольтметром РV та амперметром РА, у положенні 2 зазначені контакти підключаються до електронного мілісекундоміру РТ – для визначення часу спрацювання і відпускання відповідних реле. За допомогою перемикача SА4 в схему підключається обмотка одного з семи реле, встановлених на стенді. Перемикач SА5 здійснює комутації в схемі мілісекундоміру таким чином, що у положенні 1 визначається час спрацювання (власний час замикання), а в положенні 2 – час відпускання (власний час розімкнення). при визначенні часу спрацьовування мілісекундомір РТ запускається при переведенні перемикача SA3 з положення 2 у положення 1 і зупиняється при замиканні контактів відповідного реле. при визначенні часу відпускання мілісекундомір РТ запускається при переведенні перемикача SA3 з положення 1 у положення 2 і зупиняється при розімкненні контактів. Скидання інформації з табло секундоміра здійснюється за допомогою кнопкового вимикача SВ.

2. визначення величин напруги і струмів спрацьовування (U_c, I_c) і відпускання (U_в, I_в) реле виконують у такій послідовності:

16. рукоятку перемикача SA4 встановлюють у положення 1 (до схеми підключається реле К1);

17. рукоятку автотрансформатора TV обертають проти годинникової стрілки до упору;

18. рукоятку перемикача SA2 встановлюють у положення 1;

19. рукоятку перемикача SA3 встановлюють у положення 1;

20. рукоятку перемикача SA5 встановлюють у положення 1;

21. рукоятку вимикача SA1 встановлюють у верхнє положення – “включено”;

22. рукоятку лабораторного автотрансформатора TV повільно обертають за го­динниковою стрілкою, контролюючи напругу U вольтметром РV та струм I амперметром Ра, аж до спрацьовування реле К1 (момент спрацьовування фіксується по запалюванню сигнальної лампи НL2); результати вимірів напруги U_с та струму I_с спрацьовування записують до таблиці 5.1;

23. рукоятку лабораторного автотрансформатора TV повільно обертають проти годинникової стрілки, контролюючи напругу U вольтметром РV та струм I амперметром Ра, аж до відключення реле (момент відключення фіксується по згасненню сигнальної лампи НL2); результати вимірів напруги U_в та струму I_в відключення записують до таблиці 5.1

Дії за пунктами 2) – 8) повторюють три рази, записуючи результати вимірів до таблиці 5.1. За визначеними даними розраховують середні значення.

Далі, переключаючи рукоятку перемикача SA4 у положення 2, … , 7, повторюють дії за пунктами 2) – 8), визначаючи параметри реле К2, … , К7.

За результатами дослідів розраховують значення коефіцієнта повертання реле :

.

Таблиця 5.1 – Результати дослідів по визначенню напруги і струмів спрацьовування (U_с, I_с) та відпускання (U_в, I_в)

		Реле
		1	2	3	4	5	6	7
Uс, В	1
	2
	3
	Середнє
Іс, мА	1
	2
	3
	Середнє
Uв, В	1
	2
	3
	Середнє
Iв, мА	1
	2
	3
	Середнє

таблицю визначення напруги і струмів спрацьовування (U_с, I_с) та відпускання (U_в, I_в) включають до звіту.

3. Визначення залежності часу спрацьовування t_с і часу відпускання t_в від напруги U джерела живлення виконують для реле, призначеного викладачем, у такій послідовності:

1. визначають значення напруги, при яких будуть виконуватися досліди, таким чином, щоб від напруги спрацьовування до номінальної напруги розміщувалося не менше п‘яти точок; результати розрахунків узгоджують з викладачем та записують до таблиці 5.2;

2. рукоятку автотрансформатора TV обертають проти годинникової стрілки до упору;

3. рукоятку перемикача SA4 встановлюють у положення, яке відповідає ре­ле, призначеному викладачем, (до схеми підключається відповідне реле);

4. рукоятку перемикача SA2 встановлюють у положення 2;

5. рукоятку перемикача SA3 встановлюють у положення 2;

6. рукоятку перемикача SA5 встановлюють у положення 1;

7. рукоятку вимикача SA1 встановлюють у верхнє положення – “включено”;

8. рукоятку лабораторного автотрансформатора TV повільно обертають за го­динниковою стрілкою, контролюючи напругу U вольтметром РV, виставляючи необхідне значення напруги відповідно до таблиці 5.2;

9. натискають на кнопку SВ, скидаючи інформацію з табло секундоміра;

10. рукоятку вимикача SA3 переводять у положення 1, фіксуючи за показанням мілісекундоміра РТ час спрацьовування t_c реле; результати виміру записують до таблиці 5.2;

11. натискають на кнопку SВ, скидаючи інформацію з табло секундоміра;

12. рукоятку перемикача SA5 встановлюють у положення 2;

13. рукоятку вимикача SA3 переводять у положення 2, фіксуючи за показанням мілісекундоміра РТ час відпускання t_в реле; результати виміру записують до таблиці 5.2

Дії за пунктами 5) – 13) повторюють три рази, записуючи результати вимірів до таблиці 5.2. За визначеними даними розраховують середні значення.

Таблиця 5.2 – Результати дослідів по визначенню часу спрацьовування t_с .

Тип реле _______________ . Номінальна напруга ____ , В.

		Напруга U, В
tс, мс	1
	2
	3
	Середнє
tв, мс	1
	2
	3
	Середнє

таблицю визначення часу спрацьовування t_c тавідпускання t_в у залежності від напруги U включають до звіту. За дослідними даними у координатних осях t – U зображають графіки залежностей t_c(U) таt_в(U).

додаток a

Контрольні запитання за темами лабораторних робіт

Під час захисту звітів про виконання лабораторних робіт студенти повинні знати принцип дії електричних схем для дослідження, призначення апаратів та приладів, встановлених на лабораторних стендах, а також знати відповіді на запитання за темами лабораторних робіт.

Дослідження електромагнітних контакторів

1. Призначення та область застосування контакторів постійного та змінного струму.

2. Принцип дії контактора.

3. Основні конструктивні елементи контактора.

4. Категорії застосування контакторів.

5. Режими роботи контакторів.

6. Електрична та механічна зносостійкість контактора.

7. Від чого залежить час вмикання та розмикання контактора?

8. Фактори, що впливають на потужність втрат в електромагнітній системі контакторів змінного струму.

9. Зазор (розхил) контактів. від чого залежить величина зазору (розхилу).

10. Початкове і кінцеве натиснення, від чого залежить величина початкового і кінцевого натиснення?

11. Провал контактів. Фактори, що визначають величину провалу контактів.

12. Як контролюється зазор (розхил) та провал контактів у контакторі?

13. Як контролюється початкове і кінцеве натиснення головних контактів у контакторі?

14. Призначення короткозамкненого витка в магнітній системі змінного струму, принцип дії.

15. Способи гасіння дуги у контакторах.

16. Що таке шихтована магнітна система? У яких контакторах і навіщо вона виконується?

17. Призначення дугогасної решітки, принцип дії.

18. Призначення магнітного дуття, принцип дії.

19. Чим конструктивно відрізняється котушка електромагніта контактора з керуванням змінним струмом від котушки контактора з керуванням постійним струмом.

20. Допоміжні контакти, їх призначення.

21. Призначення повертаючої та контактної пружин.

22. Матеріали головних контактів контактора. Що таке металокераміка?

Дослідження плавких запобіжників

1. Призначення запобіжників.

2. Принцип дії плавких запобіжників.

3. Класи запобіжників.

4. Основні елементи запобіжників.

5. Що таке плавка вставка та плавкий елемент?

6. Форми плавких елементів.

7. Індикатори спрацьовування запобіжників.

8. Часо-струмова характеристика запобіжника. Струми спрацьовування та не­спра­цьовування.

9. Узгодження часо-струмових характеристик запобіжника та об‘єкта, який він захищає.

10. Що таке селективний захист від надструмів?

11. Використання металургійного ефекту у запобіжниках.

12. Призначення та матеріал заповнювача у запобіжниках.

13. Призначення блоків рубильник-запобіжник.

14. Як виконати заміну плавкої вставки запобіжника?

15. Які фактори впливають на величину плавлячого струму?

16. Струмообмежуюча здатність запобіжника.

17. Характеристика струму, який пропускає запобіжник.

18. Призначення та конструкція вітчизняних запобіжників ПН2 та ПРС.

19. Міжнародні системи запобіжників.

Дослідження модульного автоматичного вимикача

1. Призначення модульних автоматичних вимикачів.

2. Принцип дії модульних автоматичних вимикачів.

3. Основні елементи модульних автоматичних вимикачів.

4. Як здійснюється монтаж модульних автоматичних вимикачів. Що таке DIN-рейка?

5. Характерні розміри модульних автоматичних вимикачів. Що таке ТЕ?

6. Що таке термобіметал?

7. Часо-струмова характеристика модульного автоматичного вимикача. Струми спрацьовування та не­спра­цьовування.

8. Типи часо-струмових характеристик модульних автоматичних вимикачів.

9. Для яких видів споживачів застосовується характеристика В?

10. Для яких видів споживачів застосовується характеристика С?

11. Для яких видів споживачів застосовується характеристика D?

12. Призначення та принцип дії механізму вільного розчеплення.

13. Призначення та різновиди розчеплювачів модульних автоматичних вимикачів.

14. Який розчеплювач здійснює захист у зоні струмових перевантажень?

15. Який розчеплювач здійснює захист у зоні коротких замикань?

16. Струмообмежуюча здатність модульного автоматичного вимикача.

17. Як впливає електромагнітний розчеплювач на механізм вільного розчеплення у модульних автоматичних вимикачах?

18. Як здійснюється селективний захист за допомогою модульних автоматичних вимикачів?

19. Для чого нормується потужність втрат енергії у модульних автоматичних вимикачах?

20. Яке додаткове обладнання застосовується для розширення функціональних можливостей модульних автоматичних вимикачів?

21. Призначення та різновиди допоміжних контактів, які приєднуються до модульних автоматичних вимикачів?

22. Призначення та принцип дії незалежного розчеплювача, який приєднується до модульного автоматичного вимикача?

23. Призначення та принцип дії мінімального розчеплювача, який приєднується до модульного автоматичного вимикача?

24. Призначення та принцип дії дистанційного приводу, який приєднується до модульного автоматичного вимикача?

Дослідження апарата захисного відключення

1. Призначення апаратів захисного відключення.

2. Принцип дії апарату захисного відключення.

3. Основні елементи апаратів захисного відключення.

4. Що таке стаціонарний та мобільний апарати захисного відключення?

5. Що таке номінальний та номінальний диференційний струми апарату захисного відключення?

6. Як співвідносяться струми спрацьовування та неспрацьовування з номінальним диференційним струмом апарату захисного відключення?

7. Що таке апарати захисного відключення категорій А та АС?

8. Як класифікуються апарати захисного відключення за часом спрацьовування? Що таке апарати захисного відключення категорій G та S?

9. Як здійснюється перевірка працездатності апарату захисного відключення?

10. Як здійснюється селективний захист апаратами захисного відключення?

11. Чим відрізняються однофазний та трифазний апарати захисного відключення?

12. Чим відрізняються апарати захисного відключення для захисту людини та для захисту від пожеж?

13. Що таке апарат захисного відключення із вбудованим захистом від надструмів?

14. Наведіть приклади помилкової комутації у системах електропостачання з апаратами захисного відключення.

Дослідження електромагнітних реле автоматики

1. Призначення електромагнітних реле автоматики.

2. Принцип дії та конструкція електромагнітних реле автоматики.

3. Основні вимоги до електромагнітних реле автоматики.

4. Що таке нейтральні та поляризовані реле?

5. Що таке релейна характеристика?

6. Що таке параметр спрацьовування та відпускання реле?

7. Що таке коефіцієнт повертання реле?

8. Як залежить час спрацьовування від напруги, яке подається на обмотку електромагніта реле?

9. З яких матеріалів виготовляють контакти електромагнітних реле автоматики? Чому для контактів електромагнітних реле автоматики застосовують дорогоцінні метали?

10. Як здійснюється монтаж електромагнітних реле автоматики?

додаток Б

правила оформлення звітів про виконання лабораторних робіт

1. звіт про виконання лабораторної роботи оформлює кожний студент.

2. Кожний звіт оформлюється на двох аркушах формату А5 (один аркуш формату А4, перегнутий навпіл). Допускається оформлення звіту на двох аркушах з зошита (у клітинку).

3. Перша сторінка звіту – титульна, оформлюється за зразком, наведеним нижче.

Міністерство науки і освіти України Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут” Звіт про виконання лабораторної роботи “Дослідження апарату захисного відключення” Навчальна дисципліна – “Електричні апарати” Семестр – 5-й Студент підпис Іваненко П.М. Група індекс Дата виконання дата Керівник підпис Петренко І.Г. Дата захисту дата Харків 2003

5. На другій сторінці міститься така інформація:

• мета роботи, предмет дослідження;

• завдання на виконання лабораторної роботи;

• електрична схема проведення дослідів.

6. На третій та четвертій сторінках розміщують:

• таблиці дослідних даних;

• формули, за якими виконувалися розрахунки;

• графіки залежностей, побудованих за дослідними даними.

Навчальне видання

Методичні вказівки до лабораторних робіт з навчальної дисципліни «Електричні апарати» розділ «Електрична апаратура низької напруги» для студентів електротехнічних спеціальностей усіх форм навчання.

Укладачі: КЛИМЕНКО Борис Володимирович

Брівко Тетяна Йосипівна

ГРИЩУК Юрій Степанович

В авторській редакції

Відповідальний за випуск Б.В.Клименко

Кафедра “Електричні апарати” НТУ «ХПІ», 61002, м. Харків, вул. Фрунзе, 21

32