Электрические аппараты
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
?е сведения
Реле это электрический аппарат, в котором при плавном изменении входной (управляющей) величины происходит скачкообразное изменение выходной (управляемой) величины. Причём, хотя бы одна из этих величин должна быть электрической.
По принципу действия реле подразделяются на электромагнитные, поляризованные, магнитоэлектрические, индукционные, тепловые, реле времени и др.
В настоящих методических указаниях рассматриваются электромагнитные реле, принцип действия которых основан на использовании электромагнитов.
По области применения реле подразделяют:
- Для защиты энергосистем;
- Для управления и защиты электроприводов;
- Для схем автоматики.
В зависимости от входного параметра реле подразделяют на реле тока, напряжения, мощности, частоты и др.
По способу включения реле подразделяются на первичные и вторичные. Первичные реле включаются непосредственно в цепь, вторичные через измерительные трансформаторы.
Основной характеристикой реле является характеристика управления зависимость выходного сигнала от входного.
Для реле с замыкающим контактом характеристика вход-выход (рис.13.3) определяется следующим: при отсутствии входного сигнала () контакты разомкнуты и ток в управляемой цепи равен нулю (). С увеличением входного сигнала, при некотором его значении, происходит срабатывание реле. Это значение входного сигнала называется параметром обрабатывания (напряжение, ток и т.д.) До тех пор, пока выходной параметр равен нулю либо своему минимальному значению ( для бесконтактных аппаратов). При выходной параметр скачком меняется от до .. Происходит срабатывание реле. При дальнейшем увеличении контакты реле остаются замкнутыми и выходной параметр остаётся постоянным .
Если теперь начать уменьшать входной параметр, то при некотором его значении якорь реле возвращается в исходное положение, контакты размыкаются и происходит скачкообразное изменение входного параметра от значения до 0.
Значение входного параметра, при котором происходит возврат реле в исходное состояние, называется параметром возврата .
Значения параметров срабатывания или отпускания, на которые отрегулировано реле, называются уставкой по входному параметру .
Значение рабочего входного параметра больше чем . Отношение называется коэффициентом запаса.
Для реле очень важно отношение , которые называются коэффициентом возврата.
Важным параметром, характеризующим усилительные свойства реле, является отношение максимальной мощности нагрузки в управляемой цепи к минимальной мощности входного сигнала , при котором происходит срабатывание реле.
В зависимости от назначения к реле предъявляется ряд требований. Так, к реле защиты энергосистем предъявляются требования селективности, быстродействия, чувствительности, надёжности, высокого значения коэффициента возврата.
Рис.13.2.Характеристика вход-выход реле.
Под селективностью понимается избирательность. Для реле это означает способность отключать только повреждённый участок.
Реле защиты энергосистем эксплуатируются в облегчённых условиях. Они не подвержены ударам, вибрациям, пыли и газов, вызывающих коррозию. К этим реле не предъявляются требования высокой износостойкости, так как аварийные режимы в энергосистемах редки. В этой связи электрическая и механическая износоустойчивость может быть значительно меньше, чем у реле для защиты электроприводов и систем автоматики, где износоустойчивость достигает десятков миллионов циклов, а число включений в час 1000 и более.
В связи с такими условиями эксплуатации реле защиты энергосистем могут иметь сложную конструкцию, выполняемой с высокой точностью; малое нажатие контактов, что позволяет выполнять лёгкий якорь, обеспечивающий малую инерционность. Высокое значение коэффициента возврата достигается из следующих соображений.
В общем случае коэффициент возврата реле равен
,
где ток возврата, ток срабатывания.
Значения тока возврата и срабатывания связаны со значениями электромагнитной силы срабатывания и возврата.Электромагнитная сила, действующая на якорь определяется выражением
/1/
где ,
величина воздушного зазора,
поперечное сечение зазора.
При срабатывании силы противодействующих пружин. При возврате электромагнитная сила . Срабатывание электромагнита соответствует уменьшению зазора между якорем и полюсным наконечником, от начального () до конечного (). В соответствии с /1/ с уменьшением зазора электромагнитная сила возрастает пропорционально квадрату зазора а сила противодействующей пружины с уменьшением зазора возрастает линейно. Поэтому при уменьшении зазора от до при срабатывании электромагнита разница между электромагнитной силой и силой противодействующей пружины возрастает от 0 до . В этой связи ток возврата меньше тока срабатывания и имеют место соотношения:
при токе срабатывании для конечного значения зазора электромагнитная сила равна
/2/
при возврате электромагнитная сила
. /3/
из отношения /3/ к /2/ следует
. /4/
Так как, то коэффициент возврата максимальных реле. Для увеличения необходимо уменьшение, то есть сближение тяговой характеристики и противодействующей . Для максимального сближения характеристик нужно придать противод?/p>