Програма робити

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1404

1. Ознайомитись з обладнанням робочого місця, системами регулювання струму та напруги, вимірювальними приладами.

2. Вивчити будову, принцип дії реле часу: електромагнітних, пневматичних, електронних та програмних. Відрегулювати кожне з цих реле на витримку часу, задану викладачем, та перевірити їх у роботі. Визначити розкид витримок часу кожного реле і порівняти їх точність.

3. Вивчити будову, принцип дії реле напруги та проміжних реле. Відрегулювати реле напруги на задану напругу спрацювання та випробувати його в роботі.

4. Вивчити будову, принцип дії реле змінного струму. Відрегулювати реле на струм спрацювання 1,1; 1,25; 1,5; 1,75; 2,0 від номінального та перевірити його в роботі.

5. Вивчити будову і функції реле контролю фаз, перевірити його роботу.

6. Оформити звіт про виконану роботу.

Загальні методичні вказівки.Реле – елемент автоматичних пристроїв, який при дії на нього зовнішніх фізичних факторів стрибкоподібно приймає кінцеве число значень вихідної величини.

Електромагнітне реле реагує на силу струму, що проходить по обмотці, магнітне поле якої обумовлює притягання феромагнітного якоря або осердя. За характером руху рухомої системи вони діляться на прямоходові та поворотні. У прямоходових реле осердя рухається в направляючій втулці із немагнітного матеріалу. Поворотні реле мають поворотний якір.

При проходженні струму через обмотку електромагніта рухомий якір реле притягується до нерухомого осердя, спричинюючи перемикання контактів. За відсутності струму якір і контакти повертаються у вихідне положення під дією зворотної пружини. Щоб під дією залишкового магнітного потоку якір не залишався притягнутим до осердя, на ньому закріплений штифт висотою 0,1…0,2 мм, виконаний із немагнітного матеріалу. В реле змінного струму для усунення вібрації контактів застосовують коротко-замкнений виток, який насаджують на частину полюса електромагніта, а його осердя набирають із листової трансформаторної сталі з метою зменшення втрат на вихрові струми.

Правильна і надійна робота електромагнітних реле залежить від узгодження їх тягових і механічних характеристик. Під тяговою характеристикою розуміють залежність електромагнітного зусилля від повітряного зазору між якорем і осердям реле. Тягове зусилля пропорційне квадрату ампер-витків реле чи квадрату магнітного потоку та обернено пропорційне квадрату повітряного зазору. Залежність зусилля протидіючої пружини від переміщення якоря в реле називають механічною характеристикою. Для того, щоб реле спрацювало, тягова характеристика повинна лежати вище механічної, а щоб реле відпустило – нижче неї.

Реле характеризуються параметрами спрацювання і відпускання.

Параметр спрацювання – мінімальне значення вхідного сигналу, при якому спрацьовує реле.

Параметр відпускання – максимальне значення вхідного сигналу, при якому реле повертається у вихідне положення. Відношення параметра відпускання до параметра спрацювання називається коефіцієнтом повороту. Характеристикою реле є також його швидкодія, що визначається часом спрацювання і відпускання реле.

Спрацювання і відпускання реле відбуваються не відразу. Це пояснюється тим, що внаслідок великої індуктивності реле струм в його обмотці зростає і спадає не миттєво, а поступово.

В електроприводах застосовуються реле струму, напруги та інші.

Реле максимального струму РТ-40, РТ-140 використовуються в схемах захисту електродвигунів від максимальних струмів при заклинюванні робочих органів, а також у схемах релейного захисту енергетичних систем. Основний елемент реле – електромагнітна система , яка складається із електромагніта та якоря. На одній осі з якорем розташовані рухомі контакти і зворотна пружина. При зростанні струму в реле понад встановленої межі (уставки) якір, повертаючись під дією магнітного поля, замикає рухомим контактом нерухомі. Уставка реле регулюється зміною натягу пружини та перемиканням секцій обмотки з послідовного на паралельне з’єднання. Реле обладнано покажчиком уставки зі шкалою.

Реле струму РТ-80, РТ-90 із залежною від струму характеристикою часу спрацювання мають індукційну систему з диском, який розміщується в зазорі між полюсами електромагніта. Чим більший струм у реле, тим швидше обертається диск і тим швидше замикаються контакти .

Реле напруги застосовуються для захисту обладнання від підвищення і від зниження напруги. Відповідно розрізняють реле максимальної (РН-51, РН-53) і мінімальної (РН-54) напруги. Основний елемент реле – електромагнітна система, подібна електромагнітній системі реле максимального струму РТ-40 (відмінність лише в обмотках.)

Проміжні електромагнітні реле РП-21, РПУ та ін. призначені для розмноження контактів і передачі сигналів від одних реле до інших реле чи апаратів з одночасним підвищенням комутаційної здатності керованих кіл.

Реле часу призначені для створення необхідного інтервалу часу між моментом отримання або зникнення електричного імпульсу на реле і моментом зміни стану його контактів. За способом отримання витримки часу реле поділяються на електромагнітні, пневматичні, електронні, моторні та інші.

В електромагнітних реле часу РЭВ, РЭ на осерді магнітопроводу 1 розміщується намагнічуюча котушка 7 (рис. 16.1), а також короткозамкнена обмотка 8, виконана у вигляді гільзи із міді, алюмінію або намотана із мідного товстого дроту, яка сприяє уповільненню наростання або спадання магнітного потоку в магнітопроводі. Якір відтягується зворотною пружиною 9, натягування якої регулюється гайкою 10. Упорний гвинт обмежує рух якоря. На якорі закріплені немагнітні прокладки 3 із латуні або фосфористої бронзи для запобігання його залипання. З якорем зв'язана контактна система 6. Обмотка реле вмикається в коло постійного струму.

Рис. 16.1. Електромагнітне реле часу

При вимкненні котушки реле магнітний потік, що зникає, індукує в гільзі струм, який за законом Ленца створює свій магнітний потік, підтримуючи таким чином основний магнітний потік. Результуючий магнітний потік спадає з уповільненням. Коли магнітний потік знизиться до величини, при якій сила зворотної

пружини буде більшою, ніж сила магнітного притягання, якір реле відпаде і перемкне контакти. Тобто, реле створює витримку часу при відпусканні якоря.

Плавне регулювання витримки часу відбувається при зміні натягу пружини 11 гайкою 13. Зі збільшенням сили пружини витримка часу зменшується. Для ступінчастого регулювання змінюють товщину немагнітної прокладки 3, причому чим товща прокладка, тим витримка часу менша.

Витримка часу електромагнітних реле регулюється в межах

0,3 – 5 с.

Час спрацювання реле можна плавно регулювати зміною натягу зворотної пружини 9. При більшому стисненні пружини зростає час спрацювання.

Пневматичне реле часу типу РВП-72 складається із приводного механізму, регульованого механізму уповільнення контактів, контактної системи і стальної панелі, на якій змонтовані основні вузли реле.

Приводний механізм має електромагніт 1 і зворотну пружину 3 (рис. 16.2). Механізмом уповільнення є пневматичний уповільнювач, який має дві камери (верхню і нижню). У верхній камері змонтований вихлопний клапан 8 і дросельна голка 6 з гайкою. Між обома камерами закріплена діафрагма 5, зв’язана тягою з пластмасовою колодкою 2. Контактами системи є мікроперемикачі 4, 7 з перемикаючими контактами.

Рис.16.2. Пневматичне реле часу

При вмиканні реле якір електромагніта звільняє пластмасову колодку 2, яка під дією пружини 9 опускається вниз. Але вона миттєво опуститися до свого крайнього нижнього положення не зможе, оскільки жорстко зв’язана з діафрагмою 5 пневматичної камери. Швидкість переміщення діафрагми залежить від швидкості засмоктування повітря через дросельний отвір, яка задається регулювальною голкою 6. При досягненні колодкою 2 крайнього нижнього положення перемкнуться контакти мікроперемикача 4. Контактна система мікроперемикача 7 перемикається без витримки часу.

При вимиканні реле пружина 3 діє на колодку 2 і піднімає її в крайнє верхнє положення. З верхньої пневматичної камери пройде вихлоп повітря через клапан 8 і контакти мікроперемикачів перемкнуться без витримки часу. Діапазон регулювання витримок часу від 0,4 до 180 с з точністю ± 10 %. Існують також модифікації реле з витримкою часу при вимиканні.

В електронних реле витримки часу типу ВЛ використовуються схеми, які уповільнюють наростання або спад струмів або напруг у колах за допомогою конденсаторів, опорів, дроселів та ін. Вихідним пристроєм є електромагнітне реле. В інших схемах використовується поєднання генератора імпульсів і реле лічіння імпульсів. Витримка часу при заданій частоті слідування імпульсів визначається уставкою реле лічіння імпульсів. Діапазон витримки часу реле типу ВЛ від 0,1 с до десятків годин.

Програмні реле часу з моторним приводом типу ВС-10 дозволяють отримати різні витримки часу в окремих незалежних колах. Витримка часу в таких реле створюється внаслідок обертання з постійною швидкістю дисків 7 з кулачками 8, 9 (рис. 16.3), які діють на контакти 13, 16. Диски приводяться в дію від синхронного двигуна 2 через редуктор 6 і електромагнітну муфту 3, 4. При пуску подається напруга на двигун 2 і обмотку 1 електромагнітної муфти. Муфта з’єднує вал двигуна з програмними дисками. Диски починають обертатися і через встановлені проміжки часу перемикають вихідні контакти. Після спрацювання програми спеціальний важіль натискає на кінцевий вимикач, який розриває коло живлення двигуна. Диски зупиняються в крайньому положенні. Після вимкнення електромагніта диски з кулачками під дією спіральної пружини 17 повертаються у вихідне положення. При цьому гальмівний механізм 18 обмежує їх кутову швидкість. Витримка часу роботи контактів регулюється шляхом зміни початкового положення дисків 7. Діапазон витримок часу від 0,1 с до 26 хв. Точність роботи реле ±5 с.

Рис. 16.3. Програмне реле часу

Реле контролю трифазної напруги типу ЕЛ призначені для контролю наявності і порядку чергування фаз у системах трифазної напруги і використовуються в системах автоматичного керування і захисту від недопустимого зниження симетричної трифазної напруги, асиметрії фазних напруг і роботи на двох фазах.

Реле ЕЛ-10 виготовляють у двох виконаннях: ЕЛ-10-1 – з витримкою часу, ЕЛ-10-2 – без витримки часу. Реле вимикається при зниженні напруги в будь-якій із фаз до величини 0,65 – 0,55 від номінального значення і нижче при номінальній напрузі в останніх фазах; при обриві однієї або двох фаз одночасно; подачі на реле трифазної напруги із зворотним чергуванням фаз; симетричним зниженням напруги до 0,75 – 0,7 від номінального значення. Час вимикання реле 5 ± 0,6 с.

Реле складається із таких функціональних частин: порогового блока, який має три порогові елементи; логічного блока, який складається із двох тригерів та логічного елемента "И"; диференціюючої ланки RС; блока часової установки; вихідного пристрою, який складається із транзистора і вихідного реле.

При подачі на реле трифазної напруги допустимої величини з прямим чергуванням фаз на виходах порогового блока з’являється послідовність імпульсів з частотою і часовим зсувом, який відповідає частоті і часовому зсуву трифазної напруги.

Послідовність імпульсів з логічної схеми надходить на блок часової установки, який забезпечує вмикання вихідного реле (замикаючий контакт замикається).

В аварійних режимах на виході логічного блока зникає послідовність імпульсів і через певний час у реле ЕЛ-10-1, або миттєво в реле ЕЛ-10-2 блок часової установки видає сигнал на вимикання реле.

Вказівки щодо виконання роботи.При визначенні витримки реле часу користуються простим секундоміром, годинником із секундоміром або електросекундоміром. Простим секундоміром користуються, коли витримки часу або час спрацювання апарата становить більше 3 – 4 с. При витримках від 0,1 до 10 с і необхідній точності відліку 0,01 с користуються електросекундоміром типу ПВ-52, ПВ-53. Це прилади вібраційного типу, які працюють від мережі змінного струму частотою 50 Гц. Електросекундомір
ПВ-52 має котушку, розраховану на напругу 36 В (позначення виводів К та *). У мережу з напругою 220 В котушку вмикають через вбудовані резистори R1 і R2.

Керування електросекундоміром можливо двома способами. В одному випадку він вмикається контактом апарата, ввімкнутим послідовно з котушкою електросекундоміра, в іншому – контактом апарата, який вмикається паралельно котушці електросекундоміра.

Перед вимірюванням витримки часу того чи іншого реле вивчається його будова і принцип дії, визначається рід струму і напруга живлення, кількість і вид вихідних контактів та вибирається схема для досліджень (рис. 16.4).

Для визначення витримки часу при відпусканні реле складають схему за рис. 16.4,а або 16.4,б. Обмотку реле часу КТ вмикають у відповідну мережу струму через один контакт вимикача SA. Другий контакт SA і контакт реле часу (замикаючий за схемою рис. 16.4,а або розмикаючий за схемою рис. 16.4,б) вмикають у коло живлення секундоміра РТ. Дослідження проводять у такій послідовності. При розімкненому вимикачі SA подають живлення в обидва кола, потім вимикач замикають. Реле КТ спрацьовує і без витримки часу перемикає свої контакти. Вимикаючи SA, знеструмлюють обмотку реле часу і запускають секундомір. Після закінчення витримки часу реле перемикає свої контакти і секундомір зупиняється.

Витримку часу при спрацюванні реле визначають, склавши електричне коло за схемою рис. 16.4,в або 16.4,г.

При дослідженні моторного реле типу ВС-10 витримки часу встановлюють так. На осі дисків відкручують гайку, яка стискує диски. Диски 1, 2, 3 встановлюють на необхідну витримку часу, потім затискують гайкою. Для контролю моменту перемикання контактів послідовно з ними вмикають лампочки НL. Витримки часу перевіряють за допомогою ручного секундоміра або електросекундоміра.

При визначенні напруги спрацювання і відпускання реле напруги або проміжного реле змінного струму використовуються регулятори напруги TV1 типу ЛАТР (рис. 16.5). Напругу плавно змінюють зі швидкістю, яка дозволяє вести правильний відлік показів вольтметра. Якщо перевіряють спрацювання апарата при певній напрузі, попередньо регулятором встановлюють цю напругу (контролюючи її вольтметром) і за допомогою вимикача чи кнопки вмикають на неї котушку випробовуваного апарата (подача напруги поштовхом).

Струмові апарати (реле максимального струму, теплові реле та ін.) вмикають послідовно з електроприймачами. При перевірці таких апаратів визначають струм спрацювання і відпускання та проводять необхідні регулювання. Обмотку випробовуваного апарата КА через

Рис. 16.4. Схеми вмикання реле часу для визначення витримок часу за допомогою електросекундоміра ПВ-53:

а, б – реле з витримкою часу при відпусканні відповідно із розмикаючим і замикаючим контактами; в, г – реле з витримкою часу при спрацюванні відповідно із розмикаючим і замикаючим контактами

амперметр РА (ввімкнений прямо чи через трансформатор струму) вмикають до вторинної обмотки знижувального трансформатора ТV2

(рис. 16.6). Оскільки опір струмової котушки дуже малий, то знижувальний трансформатор працюватиме у режимі короткого замикання. Первинну обмотку знижувального трансформатора живлять від вихідних затискачів регулювального автотрансформатора

TV1 типу ЛАТР. Вхідні затискачі приєднують до живильної мережі. Змінюючи напругу на первинній обмотці трансформатора ТV2, регулюють струм у вторинному колі.

Рис. 16.5. Схема вмикання Рис. 16.6. Схема вмикання

реле напруги реле струму

Якщо потрібно установити фактичний граничний струм спрацювання апарата, його плавно змінюють зі швидкістю, яка дозволяє зробити правильний відлік на амперметрі. Якщо потрібно перевірити спрацювання апарата при певному значенні струму, то спочатку котушку апарата шунтують вимикачем, встановлюють у колі потрібний струм, вимикають вимикач і перевіряють спрацювання апарата. Регулюють апарат (затягуючи чи відпускаючи пружину) і знову перевіряють струм спрацювання доти, поки не буде досягнуто необхідного струму спрацювання.

Роботу реле ЕЛ-10 перевіряють так. Вхідні клеми реле підключають до трифазної мережі напругою 380 В, причому в одну з фаз вмикають вимикач SA. Через вихідний замикаючий контакт вмикають сигнальну лампочку HL. При замкненому вимикачі SA подають напругу на реле. Якщо параметри напруги знаходяться в допустимих межах і чергування фаз вірне, реле спрацює і засвітиться сигнальна лампа. Реле не повинно спрацьовувати при обриві фази (вимкнути SA) та при невірному чергуванні фаз. Для перевірки останнього потрібно вимкнути реле з мережі, поміняти дві фази місцями і знову увімкнути реле. Перевірка роботи реле при зниженні напруги цією роботою не передбачається.

Пропонується студентам розробити методику і накреслити схему дослідницької установки для перевірки роботи реле при зниженні напруги мережі.

Лабораторна робота № 17