ЛЕКЦИЯ_7

ЛЕКЦИЯ №7

реле времени

В схемах защиты и автоматики в ряде случаев требуется выдержка времени между срабатываниями двух или нескольких аппаратов. Для создания выдержки времени служат электрические аппараты, называемые реле времени.

Общее требование к реле: стабильность выдержки времени при колебаниях напряжения питания, температуры окружающей среды и воздействии других факторов;

Специальные требования предъявляются в зависимости от назначения реле:

1. В схемах автоматического управления при большой частоте включения требуются реле с высокой механической износостойкостью – до срабатываний. Требуемые выдержки времени находятся в диапазоне 0,25÷10с, и отличается высокой стабильностью.

2. Реле защиты энергосистем должны иметь высокую точность выдержки времени. Срабатывание происходит относительно редко, поэтому не предъявляются специальные требования по износостойкости. Выдержка времени составляет 0,1÷20с.

3. Реле автоматизации технологических процессов. Необходимы реле с большой выдержкой времени – от нескольких минут до нескольких часов. В этом случае, как правило, используются полупроводниковые реле времени.

Классификация реле времени:

1. Электромагнитные реле времени;

2. Электромеханические реле времени (с пневматическим замедлителем, с часовым механизмом;

3. Электронные (полупроводниковые реле).

Электромагнитные реле времени

(Реле времени с электромагнитным замедлением)

Устройство реле. Конструкция реле типа РЭВ-800 (рис. 7.1) содержит П-образный магнитопровод 1 и якорь 2 с немагнитной прокладкой 3. Магнитопровод укрепляют на плите 4 с помощью алюминиевого цоколя 5, на котором устанавливается контактная система 6. На магнитопроводе устанавливается намагничивающая обмотка 7 и короткозамкнутая обмотка в виде овальной гильзы 8. Усилие возвратной пружины 9 изменяется с помощью гайки 10.

Для получения большой выдержки времени при отпускании необходима высокая проводимость магнитной системы. С этой целью все соприкасающиеся детали магнитопровода и якоря тщательно шлифуются для исключения немагнитных зазоров между ними.

Принцип действия реле. Выдержка времени в таких реле осуществляется при отключении обмотки от сети до момента движения якоря, при котором происходит переключение контактов. Замедление времени отпускания якоря реле достигается установкой короткозамкнутой обмотки в виде сплошной медной (латунной) втулки (гильзы), охватывающей часть магнитопровода.

Рис. 7.1. Реле времени с электромагнитным замедлителем

Рис. 7.2. Изменение потока в электромагните с короткозамкнутой гильзой: а – включение; б – отключение.

Гильза замедляет спад магнитного потока, увеличивая тем самым время отпускания реле. Вихревые токи, появляющиеся в короткозамкнутой обмотке при включении или отключении основной обмотки, задерживают изме­нение магнитного потока и создают замедление срабатывания.

При отпускании якоря достигается больший замедляющий эффект. При отключении обмотки переходной процесс происходит при притянутом якоре, когда индуктивность системы больше. Поэтому выдержка времени при отпускании якоря в электромагните с короткозамкнутым витком может быть получена больше, чем при притяжении.

На рис. 7.2 показаны кривые изменения потока в магнитопроводе при отсутствии (Ф_о) и наличии (Ф₀+Ф_э) короткозамкнутой обмотки.

В реальных системах после отключения напряжения от обмотки, поток спадает до значения остаточного потока Ф_ост, который определяется свойствами материала магнитопровода. Чем меньше коэрцитивная сила магнитного материала, тем меньше остаточный поток. При этом возрастает максимально возможная выдержка времени. Выдержка времени при отпускании увеличивается в насыщенных магнитных системах, при этом магнитопровод должен иметь высокие значения магнитной проницаемости на ненасыщенном участке кривой намагничивания.

Регулировка выдержки времени при отключении реле

Выдержкой времени при отключении реле называется время, отсчитываемое от момента снятия напряжения с намагничивающей катушки до момента движения якоря, при котором происходит коммутация контактов управляемой цепи. Регулировка выдержки времени может осуществляться плавно и грубо.

Плавная регулировка производится изменением усилия пружины 11 (рис. 7.1). Эта пружина верхним концом упирается в шайбу 14, которая удерживается шпилькой 15, ввернутой в якорь реле. Нижний конец пружины посредством стальной пластины 16 передает силу через два латунных штифта 12, которые могут свободно перемещаться в отверстиях якоря. В притянутом положении якоря 2 штифты 12 перемещаются вверх. При этом пружина 11 дополнительно сжимается и создает основную силу, отрывающую якорь от сердечника.

Рис. 7.3. Регулировка времени отпускания при помощи пружины

Начальное сжатие пружины 11 изменяется при помощи гайки 13. С увеличением силы пружины 11 электромагнитное усилие, при котором происходит отрыв якоря, увеличивается и возрастает поток отпускания Ф_отп. Время отпускания уменьшается рис.7.3. При Ф_отп близком к значению остаточного потока Ф_ост, якорь реле вообще может не отпасть от сердечника. Возвратная пружина 9 регулируется так, чтобы обеспечить четкий возврат в начальное положение после отрыва якоря от сердечника.

Грубая регулировка осуществляется изменением толщины δ немагнитной прокладки 3. При притянутом якоре магнитная цепь насыщена для того, чтобы реле не реагировало на колебания напряжения питания. Поэтому толщина немагнитной прокладки мало сказывается на установившемся значении потока в притянутом положении якоря. С уменьшением толщины прокладки (2<1) растет индуктивность магнитной системы при ненасыщенном магнитопроводе и уменьшается скорость спада магнитного потока рис. 7.4. В результате при неизменной затяжке пружины, выдержка времени увеличивается. Толщину немагнитной прокладки не следует выбирать меньше 0,1мм во избежание залипания реле.

Рис. 7.4. Регулирование выдержки времени при помощи немагнитной прокладки

Достоинства реле: простота конструкции; большая вибростойкость, ударостойкость и износостойкость.

Короткозамкнутые витки создают замедление, как при включении, так и при отключении реле, поэтому токовые реле не реагируют на кратковременные токи перегрузки, чем предотвращается ложные отключение при кратковременных перегрузках.