«Изучение устройства и принципа действия электромагнитного реле тока и напряжения»
Цель работы: Изучить принцип действия и конструкцию электромагнитных реле РТ-40 или РН-50.
1. Порядок выполнения работы
Ознакомиться с краткими теоретическими сведениями;
Составить отчет, содержащий:
- цель работы;
- рисунок реле тока РТ-40;
- рисунок положения якоря под полюсами реле;
- схему внутренних соединений реле тока и реле времени;
- описание устройства и работы реле тока РТ-40;
- ответы на контрольные вопросы.
2. Краткие теоретические сведения
Максимальные реле тока РТ-40 и реле напряжения РН-50 применяются в устройствах релейной защиты и противоаварийной автоматики. Реле тока реагирует на повышение тока, а реле напряжения на повышение напряжения в контролируемой цепи.
В реле РТ-40 и РН-50 использована одна из разновидностей
электромагнитных систем, называемая системой с поперечным движением якоря (рис.1), Магнитная система реле состоит из П-образного шихтованного магнитопровода 5 и Г-образного якоря 3, вращающегося на двух полуосях 6. Якорь реле удерживается в начальном положении с помощью противодействующей спиральной пружины 7, один конец которой связан с якорем, а другой с указателем уставки 8. При повороте указателя уставки изменяется противодействующий момент пружины и соответственно ток срабатывания реле. Необходимое положение указателя определяется по делениям, нанесенным на шкале 9. На якоре закреплена пластмассовая колодка 10 с подвижным контактным мостиком 11. В верхней части скобы 2, связанной с якорем, закреплен полый барабанчик 1. Барабанчик имеет внутри радиальные перегородки и заполнен сухим кварцевым песком.
При любом ускорении подвижной системы песчинки приходят в движение и часть сообщенной якорю энергии тратится на преодоление сил трения между песчинками. Это приводит к значительному снижению вибраций подвижной системы от переменной составляющей тяговой силы электромагнита и уменьшает вибрацию контактов при их соударении.
На магнитопроводе расположены катушки 4, концы которых выведены на зажимы цоколя реле. Перестановкой перемычек на этих зажимах можно осуществить параллельное и последовательное соединения катушек и соответственно изменять величину уставок срабатывания в два раза. Цифры, нанесенные на шкале, соответствуют последовательному соединению катушек. Все элементы реле смонтированы на рамке из алюминиевого сплава, укрепленной на пластмассовом цоколе и закрыты прозрачным кожухом.
Рис. 1. Реле тока РТ-40
При прохождении тока по обмотке реле создается магнитный поток, который замыкается через сердечник и якорь. Поток, пронизывая якорь, намагничивает его. Электромагнитная сила, пропорциональная квадрату магнитного потока, притягивает якорь к полюсам сердечника, при этом контакты реле замыкаются.
Угол поворота якоря 2 реле ограничен упорами 1 и 3 (рис.
2). Если убрать правый упор 1. то под действием электромагнитного момента якорь займет положение, соответствующее наибольшему значению магнитного потока в воздушном зазоре т. е. повернется на угол 90°. При этом электромагнитный момент будет равен нулю.
Рис. 2. Положение якоря под полюсами реле
Для обеспечения необходимого нажатия на контакты работа реле должна осуществляться в определенных пределах углов поворота якоря. Для реле РТ-40 и РН-50 угол поворота якоря устанавливается примерно 60° в начальном положении и 75° в конечном положении якоря (αн и αк. см. рис. 2).
Конструкция реле напряжения аналогична конструкции реле тока. У реле напряжения отсутствует барабанчик, гасящий вибрацию подвижной системы. Для снижения вибрации обмотка реле подключается к контролируемой цепи через выпрямительный мост и добавочные резисторы R1 и R2.
Схема внутренних соединений реле приведена на рис. 3.
Рис. 2.33. Схема внутренних соединений:
а - реле тока; б - реле напряжения
Реле имеют два диапазона уставок. В диапазоне меньших уставок обмотка реле подключается к контролируемой цепи через добавочный резистор R1, а в диапазоне больших уставок – через последовательно соединенные резисторы R1 и R2.
Рассмотренная конструкция реле имеет относительно высокий коэффициент возврата – не менее 0,8. Коэффициентом возвратаназывается отношение параметра возврата к параметру срабатывания.
2.1. Технические данные реле РТ-40
Реле выпускаются девяти исполнений с уставками по току от 0,05А до 200А.
Коэффициент возврата реле не менее 0,85 на первой уставке и не менее 0,8 на остальных уставках.
Погрешность тока срабатывания реле относительно уставки не более ±5%.
Время замыкания замыкающего контакта не более 0,1 с при токе 1,2 I сраб
и не более 0,03 с при токе 3 I сраб.
Потребляемая мощность зависит от исполнения реле и при токе уставки составляет 0,2 В∙А (исполнение от 0.05 до 3 А).
Реле имеет один замыкающий и один размыкающий контакты.
Контакты реле коммутируют в цепи постоянного тока индуктивную нагрузку (с постоянной времени не более 0,005 с) мощностью 60 Вт, в цепи переменного тока (при коэффициенте мощности не менее 0,5) нагрузку мощностью 300 В∙А при напряжении от 24 до 250 В к токе до 2 А.
2.2. Технические данные реле РН-50
Реле выпускаются трех исполнений с уставками по напряжению от 15 до 400В.
Погрешность напряжения срабатывания относительно уставкн не более ±10%.
Коэффициент возврата не менее 0,8.
Время замыкания замыкающего контакта реле не. более 0,1 с при напряжении 1,2Uсраб и не более 0,03 с при напряжения 2Uсраб.
Мощность, потребляемая реле при напряжении минимальной уставки первого диапазона, не превышает Г В∙А.
3. Контрольные вопросы
1. Каким образом изменяется уставка по току срабатывания?
2. Какую функцию выполняет барабанчик, укрепленный на подвижной системе реле?
3. Каким образом осуществляется регулировка тока срабатывания?
4. Почему при параллельном соединении обмоток ток срабатывания увеличивается в два раза?
5. Как влияет на ток (напряжение) срабатывания встречное соединение обмоток?
6. Что называется коэффициентом возврата и как он определяется?