28.Термисторы : схема включения , релейный эффект.

Термисторы – полупроводниковые сопротивления ,имеющие сильную зависимость от темп-ры . Изготавливаются трубочными и в виде бусинок. Имеют отрицательный температурный коэф-т. сопротивления .

Уд. сопротивл. выражается зависимостью

*

Хар-р зависимости * и условия охлаждения при нагреве его протикающим током определяют специфическую ВАХ , позволяющую получить релейный эффект (скачкообразный режим изменения тока при изм. Rтерм. ,включенного в акт.-индукт. цепь)

Кривая 1 при

Для и , при котором Для и Термисторы используют в качестве - датчиков температуры, -датчика скорости движения жидкости или газа ,- датчика направления потока,- датчика уровня ,- датчика степени разряжения.

21. Методы расчета ЭДУ. Для расчета ЭДУ используются два метода. В первом ЭДУ определяется как результат взаимодействия проводника с током и магнитного поля по правилу Ампера. |

На элементарный проводник длиной dl, м, с током i, А, находящийся в магнитном поле с индукцией В, Тл, создан­ной другим проводником, действует усилие где β— угол между векторами элемента dl и индукции В, измеряемый по кратчайшему расстоянию между ними.

За направление dl принимается направление тока в эле­менте. Направление индукции В, создаваемой другим про­водником, определяется по правилу буравчика, а направ­ление усилия— по правилу левой руки. Для определения полного электродинамического уси­лия, действующего на проводник длиной l, необходимо просуммировать усилия, действующие на все его элементы: В случае произвольного расположения проводников в одной плоскости β= 90° т.е.: Описанный метод рекомендуется применять тогда, ког­да индукцию в любой точке проводника можно найти ана­литически, используя закон Био – Савара - Лапласа. Второй метод основан на использовании энергетическо­го баланса системы проводников с током. Если пре­небречь электростатической энергией системы и принять, что при деформации токоведущих контуров или их перемещении под действием ЭДУ токи в них неизменны, то уси­лие можно найти по уравнению ,где W-электромагнитная энергия; х- возможное пере­мещение в направлении действия усилия. Таким образом, усилие определяется частной производ­ной от электромагнитной энергии данной системы по ко­ординате, в направлении которой оно действует. Эта фор­мула получила название энергетической. Электромагнитная энергия системы обусловлена как энергией магнитного поля каждого изолированного конту­ра, так и энергией, определяемой магнитной связью меж­ду контурами, и для двух взаимосвязанных контуров где L₁,L₂ индуктивности изолированных контуров;i₂,i₁- токи, протекающие в них; М — взаимная индуктив­ность. Первые два члена уравнения определяют энергию не­зависимых контуров, а третий член определяет энергию, обусловленную их магнитной связью. Усилие внутри одного независимого контура При расчете усилия взаимодействия контуров считаем, что энергия изменяется только в результате изменения взаимного расположения контуров. Энергия, обусловлен­ная их собственной индуктивностью, считается неизменной. Усилие взаимодействия между двумя контурами Р = дW/дх =i₁i₂ дМ/дх. Энергетический метод удобен, когда известна аналити­ческая зависимость индуктивности или взаимной индуктив­ности от геометрических размеров.

25.Основы теории коммутации эл.цепей.Качество коммутации эл. цепи определяется временем и глубиной коммутации, коммутационными, а для контактных аппаратов кроме того , объемом ионизированных газов, Эл. износом контактов и т.д.

Отношение Эл. сопротивления коммутирующего органа в отключенном состоянии к его сопротивлению во включенном состоянии есть глубина коммутации:

Для контактных аппаратов h_ком=10¹²-10¹

Для бесконтактных, которые по глубине коммутации уступают контактным и нередко не обеспечивают гальваническую развязку отключаемой цепи h_R=10⁴-10⁷

Обычно стремятся, чтобы время коммутации цепи аппаратом было минимальным. Для контактных аппаратов оно лежит в пределах 0.01-0.1с.

Основной закон коммутации формулируется следующим образом:

Коммутирующий фактор (ток,напряжение) не переходит мгновенно к новым значениям. При коммутации контуров с L и C возникают переходные процессы изменения коммутирующего фактора, который с течением времени переходит к установившемуся значению.

38.РЕЛЕ ВРЕМЕНИ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ЗАМЕДЛЕНИЕМ. Устройство реле и влияние различных факторов на его работу. Принцип электромагнитного замедления заключается в применении короткозамкнутой обмотки. Та­кая обмотка может иметь всего один виток в виде медной или алюминиевой гильзы, надеваемой на сердечник элект­ромагнита. При включении питающей обмотки и нарастании созда­ваемого ею магнитного потока в короткозамкнутой обмотке наводится ЭДС. Последняя вызывает ток такого направле­ния, при котором магнитный поток короткозамкнутой обмот­ки направлен встречно потоку питающей обмотки. Резуль­тирующий поток равен разности этих потоков. Скорость нарастания потока в электромагните уменьшается и время трогания увеличивается. На магнитопроводе установлена намагничивающая об­мотка 7 и короткозамкнутая обмотка в виде овальной гиль­зы 8. Усилие возвратной пру­жины 9 изменяется с помо­щью регулировочной гайки 10, которая фиксируется шплин­том. Для получения большой выдержки времени при отпус­кании необходима высокая магнитная проводимость рабо­чего и паразитного зазоров в замкнутом состоянии магнит­ной системы. С этой целью все соприкасающиеся детали магнитопровода и яко­ря тщательно шлифуются. Ли­той алюминиевый цоколь соз­дает дополнительный короткозамкнутый виток, увеличиваю­щий выдержку времени.

Выдержка времени при отпускании для насыщенной магнитной системы с короткозамкнутым витком или об­моткой может быть найдена с помощью формулы:

где w — число витков короткозамкнутой обмотки;R— ее сопротивление; i — ток в короткозамкнутой обмотке; Фотп — значение магнитного потока, при котором проис­ходит отпускание якоря; Фо — установившееся значение магнитного потока в магнитопроводе при включенной на­магничивающей обмотке;iw — МДС первичной обмотки. Схемы включения реле. Бремя срабатывания реле с электромагнитным замедлением очень мало, так как постоянная времени мала из-за большого начального ра­бочего зазора, и трогание реле происходит при малом зна­чении МДС обмотки. МДС трогания значительно меньше установившегося значения. Это время составляет 0,05— 0,2 с при наличии короткозамкнутого витка и 0,02—0.05 с при его отсутствии. Таким образом, возможности электро­магнитного замедления при срабатывании весьма ограни­чены. Поэтому используются специальные схемы включения электромагнитных реле (рис. 10.2). Если необходима большая выдержка времени при замыкании контактов, то целесообразна схема с промежуточным реле К (рис. 10.2, а). Обмотка реле времени КТ все время подключена к напряжению через размыкающий контакт реле К- При подаче напряжения на обмотку К последнее размыкает свой контакт и обесточивает реле КТ. Якорь КТ отпадает, и его размыкающие контакты срабатывают с необходимой выдержкой времени, обусловленной временем срабатыва­ния реле К и временем отпускания реле КТ. В схеме рис. 10.2,6 роль короткозамкнутого витка играет сама намаг­ничивающая обмотка, которая питается через резистор R_доб. Напряжение, приложенное к обмотке, должно быть достаточным для насыщения магнитной цепи при притяну­том якоре. При замыкании управляющего контакта S об­мотка реле закорачивается и обеспечивается медленный спад потока в магнитной цепи. Отсутствие специальной короткозамкнутой обмотки позволяет все окно магнитопровода занять намагничивающей обмоткой и создать боль­шой запас по МДС. Такая схема широко применяется в электроприво­де. Применение полупроводникового вентиля также позво­ляет использовать реле без короткозамкнутого витка (рис. 10.2, б). При включении обмотки ток через вентиль прак­тически равен нулю. При отключении управляющего кон­такта 5 поток в магнитной цели спадает и в обмотке на­водится ЭДС с полярностью, указанной на рис. 10.2, в. При этом через вентиль протекает ток, определяемый этой ЭДС, активным сопротивлением обмотки и вентиля и ин­дуктивностью обмотки. Для того чтобы прямое сопротивление вентиля не при­водило к уменьшению выдержки времени (растет актив­ное сопротивление короткозамкнутой цепи), оно должно быть на один-два порядка ниже сопротивления обмотки. При любых схемах обмотки реле питаются от источни­ка либо постоянного, либо переменного тока с мостовой схемой выпрямления.

24.ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ. Согласование тяговых и противодействующих харак­теристик. Электромагнитные реле благодаря простоте кон­струкции и надежности широко распространены в схемах электропривода и в схемах защиты энергосистем. Электромагнитные реле приводятся в действие с помощью электромагнитов постоянного или переменного тока.На рис. 9.3 изображены тяговая и противодействующая характери­стики реле. Противодействующие усилия создаются возвратной Р₁ и контактными Р₂ пружинами.Усилие контактных пружин со­здает предварительное нажатие в мо­мент соприкосновения контактов. В результате уменьшается вибрация контактов при срабатывании и обеспечивается необходимое контактное нажатие. С учетом линейной зависимости силы пружины от ее деформации и относительно небольшого перемещения яко­ря противодействующее усилие пружин, приведенное к яко­рю, меняется линейно с изменением зазора. Для срабаты­вания реле необходимо, чтобы тяговая характеристика P_э1 во всех точках хода якоря шла выше суммарной противо­действующей характеристики Р_п = Р₁+Р₂. Для токового реле при данном начальном зазоре δ_н положение P_э1 зависит от тока. При ненасыщенной магнитной системе тяговая сила пропорциональна квадрату тока. Наименьшее значение тока, при котором кривая P_э1 на­чинает проходить выше зависимости P_п. определяет ток трогания I_тр реле. Срабатывание реле определяется точ­кой в (зазор δ = δ_н), при которой Р_э] идет выше Р_п. Для надежного включения в обмотку реле обычно подается ток I_раб>I_тр. Коэффициент запаса при этом k₃=I_раб/I_cp. С ростом kз тяговая характеристика поднимается, уве­личивается тяговое электромагнитное усилие, действующее на якорь, увеличивается ускорение якоря, сокращается пол­ное время включения. Однако при этом возрастают удары в механизме и вибрация контактов. Для того чтобы устранить залипание якоря, в магнит­ной системе всегда создается конечный зазор δ_к. При этом зазоре тяговое усилие значительно превышает противодей­ствующее . Для отключения реле тяговая характеристика Р_э2 во всех точках должна быть ниже характеристики Р_п. При этом усилие, развиваемое противодействующими пружина­ми, больше электромагнитного усилия и якорь возвратится в начальное положение. Ток при таком положении харак­теристики называется током отпускания или током воз­врата. При отпускании реле определяющей точкой является точка б, в которой характеристика Р_э идет ниже характе­ристики Р_п. Рассмотренное реле срабатывает при любом направле­нии тока в обмотке. Такие реле называются нейтральными. КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ а) Реле защиты энергосистем. В схемах защиты энергосистем и крупных силовых установок широко применяются реле серии РТ-40 (рис. 9.5). Магнитопровод 1 шихтуется из листов электротехнической стали. Обмотка 2 ре­ле разбита на две секции, которые при необходимости могут быть сое­динены параллельно или последовательно. Якорь 3 Г-образной формы выполнен из тонкого листа электротехнической стали. С осью якоря связаны два мостиковых контакта (замыкающий и размыкающий) с се­ребряными накладками. Ток срабатывания регулируется изменением натяга спиральной противодействующей пружиной 4, Натяг пружины и значение тока срабатывания (уставка) фиксируются указателем 5 по шкале 6. За счет изменения натяга пружины уставка по току срабаты­вания изменяется в 4 раза. При переключении последовательного соединения секций на параллельное ток срабатывания увеличивается в 2 раза. С осью якоря связан демпфер 7 в виде тороида, заполненного квар­цевым песком. При любом ускорении якоря и связанной с ним подвиж­ной системы часть кинетической энергии тратится на преодоление сил трения между песчинками. С помощью демпфера уменьшаются вибра­ции как всей подвижной системы, так и контактов при их включении, б) Реле тока и напряжения для управления и защиты электропри­вода. В качестве таких реле часто применяются реле постоянного тока серии РЭВ-300 с высоким k_в. Реле этой серии выпускаются и как реле напряжения, и как реле тока. На рис. 9.6 изображено токовое реле серии РЭВ-300. Магнитопровод 1 U-образной формы выполнен из прут­ка круглого сечения. Плоский якорь 2 вращается на призме, что обес­печивает высокую механическую износостойкость реле. Обмотка 3 вы­полняется из медной шины. Регулирование усилия пружины 5 осу­ществляется гайкой 6. Изоляционная пластина 7 связывает якорь с подвижным контактом 8. Реле имеет два неподвижных контакта 9 и 10, Подвижный контакт 5 соединяется с выводом 11 с помощью гиб­кой связи 12. С помощью шпилек 4 реле устанавливается на сборной панели. Включение добавочного резистора из константана уменьшает зави­симость напряжения срабатывания от температуры. в) Реле защиты электропривода. Основными требованиями, предъявляемыми к реле защиты электропривода являются высокое быстродействие, широкая ре­гулировка тока срабатывания, вибро- и ударостойкость. На рис. 9.8 показано токовое реле серии РЭВ, предназначенное для работы в электроприводах переменного тока. Эти реле используются для защиты от токов КЗ, а в совокупности с реле времени — для защиты от токовых перегрузок. Реле могут использоваться как промежуточные. Токовые реле в исходном положении работают с разомкнутой магнитной системой без короткозамкнутого витка на полюсе. Реле напряжения, как правило, реагируют на исчезновение напряжения питания. Поэтому в исходном положении реле якорь длительно находится в притянутом положении. Для устранения вибрации якоря на полюсный наконечник устанавливается короткозамкнутый виток. Реле имеют как за­мыкающие, так и размыкающие контакты и выпускаются с самовозвра­том и без самовозврата с ручным приводом защелки. Реле без само­возврата имеет неуравновешенную защелку, левая часть которой тяжелее правой. При притяжении якоря защелка 1 под действием силы тяжести поворачивается против часовой стрелки и запирает якорь 2 в притянутом положении. Для возврата якоря вручную необходимо на­жать на головку защелки.