ИЭ / 7 сем (станции+реле) / Лекции / Все презентации Богданова
.pdf
СИЛА ПРИТЯЖЕНИЯ
Электромагнитная сила притяжения:
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
2 |
|
= |
Φ2 |
= |
|
р |
р |
= |
р |
р |
|
2 |
|
|
|
|||||||
э |
2 |
м |
1 |
2 |
|
|
|
|||
Выводы:
Если увеличить число витков, то во столько же раз уменьшиться ток срабатывания и наоборот; Сила притяжения обратно пропорциональна квадрату размера воздушного зазора .
Ток возврата меньше тока срабатывания: в = в,р с,р.
Уменьшение противодействующей силы ведёт к уменьшению тока срабатывания и тока возврата.
4
ИНДУКЦИОННОЕ РЕЛЕ
Между магнитным потоком и током, находящимся в его поле, возникают электромеханические силы взаимодействия.
Φ1, 1д |
= 0, Φ2, 2д = 0 |
||
1 Φ2, 1д |
≠ 0, 2 |
Φ2, 1д ≠ 0, |
|
1 = 1 − 2 |
|
|
|
3 Φ1, 2д |
≠ 0, 4 |
Φ1, 2д ≠ 0, |
|
2 = 3 − 4 |
|
|
|
р = 1 − 2 |
|||
|
|
= |
|
|
э |
|
|
э = Φ1Φ2 sin
Принцип действия индукционного реле
5
ИНДУКЦИОННОЕ РЕЛЕ С ДИСКОМ
В индукционных реле тока магнитный поток, созданный протекающим по катушке током, необходимо расщепить на два потока и сдвинуть их пространственно и по фазе.
На верхний и нижний полюсы электромагнита насаживаются короткозамкнутые витки (экраны), охватывающие часть сечения магнитопровода.
6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ток намагничивания: |
Вращающий момент: |
|
нам = р − ′к |
|
= ′2 |
|
э |
р |
7
ТОРМОЗНОЙ МОМЕНТ
На вращающийся диск действуют вращающий и тормозной моменты.
|
|
Вращаясь между полюсами магнита, диск |
|||||||||
|
|
пересекает его магнитные силовые линии. |
|||||||||
|
|
В |
|
|
|
результате |
наводится |
ЭДС, |
|||
|
|
пропорциональная частоте вращения . |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
т = ′′ |
|
|||
|
|
|
|
|
При постоянной частоте э = т, т.е. |
||||||
|
|
|
|
|
′2 = ′′, откуда |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
′ |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
′′ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
||
Частота вращения пропорциональна квадрату тока. |
|||||||||||
Выдержка времени: |
|
|
′′ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
= |
|
= |
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
′ |
2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
где – число оборотов, определяемое положением толкателя.
8
КОНСТРУКЦИЯ РЕЛЕ
9
СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ПОДВИЖНУЮ СИСТЕМУ
При токе около 20% тока уставки диск, преодолевая момент силы трения, начинает вращаться.
В диске, пересекающем магнитные силовые линии постоянного магнита, наводятся ЭДС и циркулируют токи, препятствующие вращению. Их взаимодействие с полем постоянного магнита создаёт тормозной момент т.
Для упрощения пренебрежём силой, вызванной токами пересечения потока диском.
Можно считать, что на диск действуют две силы, стремящиеся повернуть рамку,1 – сила, созданная электромагнитом, и 2 – сила тормозного магнита.
На вращение диска эти силы оказывают противоположное действие, а на рамку они действуют согласно.
С увеличением тока возрастает частота вращения. Возрастают силы 1 и 2. При токе уставки суммарное усилие преодолевает силу возвратной пружины. Рамка поворачивается, и зубчатый сектор приходит в зацепление с червяком.
10
НЕДОСТАТКИ ИНДУКЦИОННЫХ РЕЛЕ
Ложная работы индукционной токовой отсечки может произойти из-за сотрясения.
Влияние механики:
•недостаточная жёсткость цоколя – нарушение зацепления или заклинивание диска;
•износ опор диска, люфт, перекос;
•коммутационный ресурс контактов;
•вид характеристики может изменяться со временем.
Коррозия.
Энергия функционирования берётся из цепей измерения.
Невозможность задать желаемые уравнения функционирования или изменить существующие («жёсткая логика»).
Неодинаковая чувствительность к различным видам повреждений. Трудность согласования характеристик.
11
СТАТИЧЕСКИЕ РЕЛЕ
Статические реле являются функциональными аналогами электромеханических прототипов, но существенно отличаются по эксплуатационным характеристикам.
В статическом реле от источника сигнала берётся лишь информация, а в электромеханическом реле потребляется энергия, необходимая для обработки информации и выполнения переключений в выходных цепях. В статических реле энергия для их функционирования берётся от постороннего источника (сеть оперативного тока) и тем самым снижается нагрузка на датчики информации. Связь с внешним – недостаток статических реле, т.к. к ним требуется подводить дополнительные коммуникации и обеспечивать надлежащую надёжность питания.
В статических реле удалось существенно улучшить коэффициент возврата в. Его
типовое значение составляет 0,95 … 0,97 |
(для реле минимального действия |
в = |
1,05 … 0,03 ). Механические реле |
обычно имеют в = 0,8 … 0,9 |
(и, |
соответственно, в = 1,2 … 1,1). Улучшены и такие характеристики, как: точность работы реле; отстроенность реле от влияния апериодической составляющей и высших гармоник. Расширились диапазоны контроля входных величин.
12
Время срабатывания осталось практически на том же уровне, что и у механических реле, т.е. ср = 1,5 … 3,0 ∙ = 30 … 60 мс.
|
1 |
|
|
Х = |
|
2 |
|
|
|||
д |
0 |
|
|
|
|
||
На вход реле наряду с полезной составляющей могут попадать гармоники и субгармоники, в общем случае и непериодические составляющие. В грамотно спроектированном реле, т.е. хорошо отстроенном от влияния указанных помех, время определения уровня сигнала будет ещё больше.
13