4.1.8. Выбор, применение и эксплуатация максимально-токовых реле

1. Данные, указанные в паспортах реле и двигателя должны обеспечивать неравенство

Iном. рIном. дв ,

где Iном. р иIном. дв – номинальные токи реле и защищаемого двигателя.

Для двигателей, работающих в повторно-кратковременном режиме

Iном. дв =Iном. дв.25,

где Iном. дв.25– номинальный ток двигателя, работающего в повторно-кратковременном режиме при ПВ = 25%.

2. Схема включения КА приведена на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Схемы включения максимально-токовых реле

3. Уставка реле по току срабатывания должна быть

Iуст.(1,3 – 1,5)Iпуск ,

где Iпуск - пусковой ток двигателя.

4. Для защиты двигателей с фазным ротором ток срабатывания выбирается из условия

Iуст.(2,25 – 2,5)Iном. дв .

5. Если несколько двигателей с фазным ротором питаются через общий ввод (рис. 4.6,б), уставка реле КА1 и КА2 должна быть

Iуст.(2,25 – 2,5)Iном. дв .

Уставка реле КАО составляет

Iуст = (1,25 – 1,5)Iном. дв.25+Iном. дв.25 ,

где Iном. дв. – номинальный ток двигателя наибольшей мощности (режим ПВ = 25%);Iном. дв.25 - сумма номинальных токов всех двигателей, защищаемых КАО. Если двигатели включаются на длительный режим, тоIном. дв =Iном. дв.25.

6. Коммутационная способность Nk КА должна соответствовать номинальным значениям тока и напряжения катушек контакторов КМ, КМ1, КМ2, в цепи которых включены реле. При выборе КА следует учитывать, что пусковой ток электромагнита контактора может быть в 10 – 15 раз больше установившегося значения и что этот ток контакты КА должны отключать. Ток отключения релеIотк.р.(2,25 – 2,5)Iкат тока катушки контактора.

7. Если токи цепи двигателей достаточно велики, то реле защиты включается в цепь с помощью трансформаторов тока ТА(рис. 4.6,в).

8. Для того, чтобы защитить двигатель при затянувшемся пуске (велика нагрузка на валу) или кратковременной пиковой перегрузке, КА воздействует на контактор через реле времени КТ (рис. 4.7), которое запускается с помощью реле КА4. При нормальном пуске или кратковременной перегрузке, безопасной для двигателя, время пуска или перегрузки меньше времени выдержки tкти контактор КМ в цепи двигателя М не отключается. При этом реле КА4 отпадает и снимает напряжение с реле КТ. Если время пуска или перегрузкиtпуск tкт, то контакты КТ размыкаются, контактор КМ отключается и двигатель М обесточивается. Такая схема может использоваться в схемах реверса двигателя.

Рис. 4.7. Схема максимальной токовой защиты с реле времени

9. Ток уставки реле КА4 выбирается по условию

I уст 0,75i пуск .

Ток возврата реле должен быть больше номинального тока двигателя на 30%. Номинальные токи реле и двигателя должны удовлетворять условию

I ном.р. Iном. дв.

ЛЕКЦИЯ № 13

4.2. ГЕРКОНОВЫЕ РЕЛЕ (ГР)

4.2.1. Назначение, принцип действия и устройство геркона; физические

явления в электрическом аппарате.

4.2.2. Основные параметры герконового реле.

4.2.3. Конструкции герконовых реле.

4.2.4. Реле тока на герконе.

4.2.5. Поляризованные ГР.

4.2.6. Управление герконом с помощью ферромагнитного экрана.

4.2.1. Назначение, принцип действия и устройство геркона; физические

явления в электрическом аппарате

а) Назначение геркона. Герконы - это реле с герметичными магнитоуправляемыми контактами. Они широко используются в схемах автоматики и зашиты как логические элементы, преобразователи неэлектрических величин в электрические, как электромеханические усилители сигналов между полупроводниковыми устройствами и силовыми электрическими аппаратами.

б) Принцип действия и устройство геркона. Простейшее герконовое реле (ГР) с замыкающими контактами изображено на рисунке 4.2.1, а.

Рис. 4.2.1. Простейшее герконовое реле с симметричным замыкающим контактом

Контактные .сердечники (КС) 1 и 2 изготавливаются из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью (пермаллоя) и ввариваются в стеклянный герметичный баллон 3. Валлон заполнен инертным газом - чистым азотом или азотом с небольшой (около 3%) добавкой водорода. Давление газа внутри баллона составляет (О, 4-5-0, 6) -10⁵ Па. Инертная среда предотвращает

Рис. 4.2.2. Упрощенная картина магнитного поля геркона управляемого обмоткой с током

окисление КС. Баллон устанавливается в обмотке управления 4. При подаче тока в обмотку возникает магнитный поток Ф, который проходит по КС 1 и 2 через рабочий зазор 8 между ними и замыкается по воздуху вокруг обмотки 4. Упрощенная картина магнитного поля показана на рисунке 4.2.2. Поток Ф при прохождении через рабочий зазор создает тяговую электромагнитную силу Рэ, которая преодолевая упругость КС, соединяет их между собой. Для улучшения контактирования поверхности касания покрываются тонким слоем (2-50 мкм) золота, родия, серебра и др.

При отключении обмотки магнитный поток и электромагнитная сила спадают и под действием сил упругости КС размыкаются. Т. о, в ГР отсутствуют детали, подверженные трению (места крепления якоря в электрома­нитных реле) , а КС одновременно выполняют функции магнитопровода, токопровода и пружины.

В связи с тем, что контакты в герконе управляются магнитным полем, герконы называют магнитоуправляемыми контактами.

На основе герконов могут быть созданы также реле с размыкающими и переключающими контактами.

Рис. 4.2.3. Переключающие герконы

В герконе с переключающими контактами (Рис. 4.2.3, а) неподвижные КС 1, 3 и подвижные 2 размещены в баллоне 4. При появлении сильного магнитного поля КС2 притягивается к КС1 и размыкается с КСЗ. Один из КС переключающего геркона (например 2) может быть вполне из немагнитного материала (рис. 4.2.3,б).

Герконовое реле (рис. 4.3,в) имеет два подвижных КС 1, 2, два неподвижных КС 5, 6 и две обмотки управления 7, 8. При согласном включении обмоток замыкаются КС 1 и 2. При встречном включении обмоток КС1 замыкается с КС5, а КС2 с КС6. При отсутствии тока в обмотках все КС разомкнуты. ГР (рис. 4.3,г) имеет переключающий контакт 3 сферической формы. При согласном включении обмоток 7 и 8, контакт 3 притягивается к КС1 и КС2 и замыкает их. После отключения обмоток 7 и 8 при согласном включении обмоток 9 и 10 контакт 3 замыкает КС5 и КС6.

Т.к. КС герконов выполняют функции возвратной пружины, то им придают определенные упругие свойства. Упругость КС обуславливает возможность их вибрации ("дребезга") после удара, который сопутствует срабатыванию. Длительность такой вибрации достигает 0,25 мс при общем времени срабатывания 0,5-1,0 мс. Одним из способов устранения влияния вибрации является использование

жидкомет аллич еских контактов. (4.4).

Рис. 4.2.4. Ртутные герконы

В переключающем герконе (рис. 4.2.4, а) внутри подвижного КС имеется капиллярный канал, по которому из нижней части баллона 4 поднимается ртуть 5. Ртуть смачивает поверхности касания КС1 с КС2 или КСЗ. В момент удара контактов при срабатывании возникает их вибрация. Из-за ртутной пленки на контактной поверхности КС1 вибрация не приводит к разрыву цепи. В конструкции на рис. 4.2.4,б между КС2 и КСЗ и ртутью 5 находится ферромагнитная изоляционная жидкость 6. При возникновении магнитного поля ферромагнит­ная жидкость 6 перемещается вниз, в положение при котором поток будет наибольшим. Ртуть вытесняется вверх и замыкает контакты КС2 и КСЗ.

Следует отметить, что жидкометаллический контакт позволяет уменьшить переходное сопротивление и значительно увеличить коммутируемый ток. Наличие ртути удлиняет процесс разрыва контактов, что увеличивает время отключения реле.

Управление герконом можно осуществлять и с помощью постоянного магнита. Если постоянный магнит установлен в близи геркона, его магнитный поток замыкается через КС, которые в результате этого находятся в замкнутом состоянии. Использование постоянного магнита совместно с управляющей катушкой позволяет создать ГР с размыкающим контактом.