4.6 Расчет и выбор реле времени

В схемах защиты и автоматики часто требуется выдержка времени между срабатыванием двух или нескольких аппаратов. При автоматизации технологических процессов также может возникнуть необходимость в определенной временной последовательности операций. Для создания выдержки времени служат электрические аппараты, называемые реле времени.

Главной характеристикой реле времени является диапазон выдержки времени. Для схемы электропривода постоянного тока с запуском двигателя в две ступени, время выдержки реле времени можно определить из основного уравнения движения:

, (4.12 )

где – момент двигателя, Н∙м;

–статический момент, Н∙м;

–момент инерции, Н∙м².

Для выбора выдержки времени реле необходимо знать время работы двигателя на каждой ступени пускового реостата. Для этого аналитическим методом находим сопротивление реостата на каждой ступени.

Для эффективного и безопасного пуска двигателя при номинальной нагрузке задаются токами переключения пускового реостата:

– максимальный ток

(4.13)

– ток переключения

(4.14)

Известно, что для двигателей постоянного тока параллельного возбуждения М=kФI_я. Для схемы ДПТ параллельного возбуждения, при номинальном напряжении питающей сети, произведение , таким образом, выполняется соотношение:_.

Определив значение тока ,, находим соответствующие им моментыи_.

Найдем время отключения сопротивления по формуле:

, (4.15)

где – скорость идеального холостого хода;

–момент короткого замыкания.

Скорость идеального холостого хода

(4.16)

где КФ_н – коэффициент двигателя, определяется по формуле

, (4.17)

где

При расчетах по формуле (4.15) принять М_к.з. = М₁ для первой ступени срабатывания реле времени; М_к.з. = 0, 75М₁ - для второй ступени.

Определив время отключения реле, по справочнику выберем реле времени.

Для реле 1РУ коммутируемое напряжение равно 220 В, а коммутируемый ток равен сумме токов через катушки контакторов 1У и 2У: А. Для реле времени 2РУ коммутируемый ток будет в два раза меньше.

4.7 Расчет и выбор реле напряжения

Защита двигателя от снижения напряжения применяется для предотвращения перегрева двигателя при глубоких уменьшениях напряжения питающей сети.

При коротких замыканиях в сети происходит падение напряжения на двигателе, а ток в якорной цепи возрастет, что приводит к срабатыванию токовой защиты. При перерыве подачи напряжения более 0,5 с самозапуск двигателя станет невозможным благодаря срабатыванию реле напряжения.

В качестве нулевой защиты в двигателях постоянного тока применяются реле напряжения серий ЭРЭ-100, Р100Е, РЭ-500, РЭВ820 и современный отечественный аналог РЭ14.

Реле РЭ14 исполняются одностабильными, и выпускаются с 2 контактами: 1 замыкающий и 1 размыкающий либо 2 замыкающих, или с 4 контактами: 2 замыкающих и 2 размыкающих либо 4 замыкающих. Втягивающие катушки исполняются на номинальные напряжения: 24, 48, 110, 220 В. Реле РЭ14 допускают регулировку напряжения срабатывания в пределах 25...80% от номинального напряжения катушки. Коэффициент возврата реле не нормируется. Потребляемая мощность реле РЭ14 не более 30 Вт, а коммутируемое напряжение и ток – 440 В и 16 А соответственно.

Выбор реле осуществляется по номинальному напряжению катушки, которое должно соответствовать номинальному напряжению питающей сети, и по напряжению и току коммутируемой цепи.

Ток контакта реле нулевой защиты РН можно найти как сумму токов всех контакторов (В, Н, П, Л, 1У, 2У), реле напряжения (РН) и реле времени (1РУ, 2РУ):

_(4.18)

Так же необходимо выбрать реле противовключения (РПВ и РПН). Обычно сопротивление противовключения R_п равно половине общего сопротивления реостата R. Для такого случая верен график, приведенный на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1- График зависимости относительной скорости от напряжения на реле

Сопротивление противовключения должно вводится при отрицательных скоростях для ограничения тока якоря двигателя. Как видно из рисунка, при отрицательных скоростях двигателя напряжение на реле будет менее половины номинального, а при положительных – более половины номинального напряжения. Следовательно, необходимо чтобы при отрицательных скоростях присутствовало сопротивление R_п, а при положительных – отсутствовало. Такое возможно при срабатывании реле при напряжении равном половине номинального, но для надежности работы напряжение втягивание реле выбирают из условия:

. (4.19)

Для выбора реле напряжения РПВ и РПН нужно учесть токи контактов данных реле, которые равны: А. Номинальное напряжение катушки равно 220 В.