книги / Электромеханические аппараты автоматики

dec oLt

Рис. 2.21. К расчету вращающего и тормозного момента индукционного реле:

а — зависимость х(г/Д); 6 — образование тормозного момента; в — зависимость K r ( rfR ) по

(2.77)

рисунке сплошными и штриховыми линиями показаны зоны влияния потоков Oj и Ф2. На рис. 2.21, а схематично показан диск, расположение полюсов и основные геометрические раз­ меры реле. Там же показаны расчетные зависимости %(r/R) при разных значениях a0= a/R. Из приведенных зависимостей видно, что для получения максимального значения %, а сле­ довательно, и момента Мэ (2.69) необходимо выбирать соот­ ветствующие максимуму кривых значения r/R.

Тяговая характеристика М3(а), где а — угол поворота диска, графически изображается в виде прямой линии, параллельной оси абсцисс.

Конструкция одного из вариантов индукционного реле тока показана на рис. 2.22. В этой конструкции магнитная система образована магнитопроводом 2 с обмоткой 4. Полюс магнитопровода имеет короткозамкнутый виток 3, благодаря чему

Рис. 2.22. Конструкция индукционного реле тока

этих потоков обусловливает появление электромагнитного

но и магнитный поток Ф0 постоянного магнита. Под действием Ф0 в диске создаются дополнительные токи резания, демп­ фирующие его колебания при соударениях замыкающих кон­ тактов 5. На основании рис. 2.21, а и правила правой руки можно определить направление токов резания под полюсом, а затем по правилу левой руки определить направление тормозного усилия Рт, возникающего от взаимодействия токов резания с магнитными потоками Ф15 Ф2. Эти силы создают момент, направленный встречно направлению вращения диска.

частей диска, лежащих вне проекции полюса на поверхность

Взаимодействием магнитного потока Ф и тока i создается

Среднее значение суммарного тормозного момента с учетом действующих на диск магнитных потоков Ф1т, Ф2т, Ф0:

ная система может быть использована в качестве реле тока,

ная система может быть использована в качестве реле напряжения.

4. Индукционная система может применяться в качестве реле мощности:

активной при со = const, Ф1шФ2т5тф = K03UIcos<p = var; реактивной при со = const, Ф1тФ2т8Шф = K04.UIsin q>= var.

5. При со = const, Ф1тФ2т = const, ф = уаг система применяется в качестве реле направления энергии.

«)

При подключении обмоток реле мощности к сети после­ довательно с обмоткой напряжения включается сопротивление Z. Для реле активной мощности сопротивление Z представляет собой дроссель с пренебрежимо малым активным сопротив­ лением. Для реле реактивной мощности вместо сопротивления Z включается резистор.

Механическая характеристика индукционного реле определя­ ется усилием возвратной пружины. Обычно для согласования механической и тяговой характеристики используются воз­ вратные пружины с* малой упругостью и большим пред­ варительным натягом (рис. 2.23, а). Это объясняется следу­ ющим соображением. Если пружина обладает большой уп­ ругостью и малым натягом (характеристика 7), то в момент соприкосновения контактов (поворот диска на угол, равный ак) кинетическая энергия вращающейся части диска определя­ ется площадью ОАВС (2— тяговая характеристика реле при сплошном диске). При такой большой кинетической энергии контакты многократно отскакивают и соударяются, т. е. воз­ никает их вибрация. Если же применить пружину с большим предварительным натягом и малой упругостью (характеристика 3), то запасаемая кинетическая энергия определяется меньшей площадью ОхАВСх, т. е. запас энергии и вероятность вибрации контактов будут меньше. В некоторых случаях для сближения тяговой и механической характеристик на диске выполняют вырезы, длина которых изменяется по спирали Архимеда (рис. 2.23, б). Тогда тяговая характеристика становится нелиней­ ной (характеристика 4), но запас кинетической энергии, опре­ деляемый площадью ОА1В1С, позволяет использовать воз­ вратные пружины с малым предварительным натягом и боль­ шой упругостью.

Из уравнения движения диска

(2.81)

Ip

Рис. 2.25. Поляризованное реле

зующий магнитный поток Фп создается постоянными магнита­ ми (ПМ) либо электромагнитами. Рабочий магнитный поток Фр создается обмотками, по которым протекает ток управления.

рис. 2.25. Поляризующий магнитный поток Фп постоянного магнита проходит через воздушные зазоры 5 1э 82, разделяясь на два Фп1 и Фп2. В зависимости от предыдущего режима

положения. После включения обмоток возникает рабочий поток Фр. Если якорь располагается у КП, то результирующий магнитный поток в зазоре 5 х

Ф1=Фп1-Фр,

а в зазоре 52

Ф 2 = Ф П2 + Фр.

Поскольку 5 ! < 52, ТО ФП1>ФП2- Поэтому при небольшом Фр Ф!>Ф2.

При токе обмотки, равном току срабатывания /сраб, воз­ никают условия

Ф2>Фх; Р32>Рэ1-

Поэтому якорь перебрасывается к КР. Если изменить направ­ ление тока в обмотках, то якорь перебросится от КР к КП.

Регулировка поляризованных реле может быть нейтральной или с преобладанием притяжения к одному из контактов. В зависимости от числа устойчивых состояний (позиций) якоря

%

Рис. 2.27. Магнитная цепь нейтрально-поляризо­ ванного реле

Особенностью всех поляризованных реле является

не только постоянным магнитом (ПМ), но и электромагнитом. Если поток Фп создается подмагничивающей обмоткой, то расчет реле ведется так же, как и нейтрального реле [75]. При проектировании поляризованного реле с постоянным магнитом раздельно рассчитывается электромагнит и ПМ. При этом исходят из зависимости контактного нажатия Рк„ от магнитного усилия Р„, действующего на якорь при Фр = 0. При анализе этой зависимости исходят из следующих до­ пущений.

1. Магнитное сопротивление /?цст стальных участков при ненасыщенном магнитопроводе пренебрежимо мало по срав­

3. Магнитное поле между полюсом сердечника и наклон­ ными плоскостями якоря такое же, как и при расчетных параллельных плоскостях. Расстояние между расчетными парал­ лельными плоскостями равно среднему расстоянию между наклонными плоскостями.

4. Индукция в воздушном зазоре распределяется равномер­

Из (2.85) и (2.86) следует, что чем больше Fn, тем больше Рп и Рк н, т. е. тем выше надежность работы реле. Если ток в обмотке реле 1Ф0, то Fn суммируется с МДС Fp, об­ разованной током обмотки. Результирующее усилие, дейст­ вующее на якорь, в этом случае

Якорь начинает движение после прохождения Ррсз через

с увеличением Fn возрастает надежность работы реле, но увеличивается Fp, что приводит к снижению чувствительности. В связи с этим наиболее высокую чувствительность имеют реле с малой мощностью коммутируемых цепей и с небольшим контактным нажатием. Если предусмотрена противодейству­

онным. И в том и в другом случае необходимо учитывать

рабочая точка в координатах В, Н соответствует точке максимальной энергии. Поскольку в реле используются ПМ, предварительно намагниченные без арматуры, их рабочая точка (Вр, Яр) лежит на линии возврата, приближенно описывающей частный цикл гистерезиса на кривой размаг­ ничивания материала ПМ (рис. 2.28). Чтобы габариты ПМ

ния, остаточная индукция, коэрцитив­ ная сила и коэффициент прямоугольное™ петли гистерезиса материала ПМ соответственно.

Поставленные условия могут быть выполнены лишь при определенной конфигурации и размерах ПМ и всей магнитной системы. Для выбора длины ПМ воспользуемся вторым законом Кирхгофа для магнитной цепи

потенциала во всех дополнительных конструктивных зазорах (обычно х = 1,1).

Разность магнитных потенциалов в зазоре Нъ5 может быть

где SM— поперечное сечение ПМ; ст— коэффициент рассеяния, который может принимать любые знЗ^ния (в большинстве случаев а = 2), то

х B„SM

(2.96)

Ай Ям5 *

то