1. Электромеханические аппараты автоматики, управления, распределительных устройств и релейной защиты
Они объединяют две группы аппаратов низкого напряжения: аппараты для управления режимом работы электрооборудования (аппараты управления) и аппараты для управления режимами работы распределительных низковольтных электрических сетей и их защиты от ненормальных режимов (аппараты распределения энергии).
Аппараты управления предназначены для частых оперативных отключений и включений нормальных токов нагрузки и нечастых коммутаций токов перегрузки, превышающих номинальные в 5 – 20 раз.
Аппараты распределения энергии осуществляют защиту электрооборудования и сетей от аварийных режимов работы (токов короткого замыкания и перегрузки, понижения напряжения в сети).
К аппаратам управления относятся контакторы, пускатели, электромагнитные муфты, реле управления. К аппаратам распределения энергии — автоматические воздушные выключатели (автоматы), предохранители и др.
На рис.1.3 приведена схема участка распределительной сети на напряжение 380 В за понижающим трансформатором Тр.
Рис.1.3. Схема включения аппаратов управления
Если нажать пусковую кнопку П командоаппарата КА, это обеспечит подачу напряжения на включающую обмотку О контактора, который своими линейными (главными) контактами ЛК включает цепь тока на потребитель М (например, двигатель). Включение контактора вызовет замыкание вспомогательных контактов ВК, и при отпускании кнопки П обмотка О останется под напряжением. Отключение контактора производят нажатием кнопки С, снимающей напряжение с обмотки О. Нагревательные элементы теплового реле РТ включены последовательно в цепь главного тока. При повышенном токе, вызывающем нагрев, размыкаются контакты реле, цепь тока на удерживающую обмотку О разрывается и контактор отключается под действием силы отключающей пружины (на рис. не показана). Т.о., обеспечивается защита потребителя от токов перегрузки. Предохранители П защищают потребитель от токов короткого замыкания.
На рис.1.4. приведена конструктивная схема контактора прямоходового типа.
Рис.1.4. Прямоходовый контактор
При подаче напряжения на обмотку 6 электромагнитного привода возникает магнитный поток Ф, который развивает электромагнитную силу и притягивает к полюсам 5 верхний якорь 4. Вместе с ним переместится вниз контактный элемент 2, мостиковые контакты 2 и 3 замкнут цепь тока I0. Контактная пружина обеспечит необходимую силу нажатия Рк в замкнутых контактах. Для отключения аппарата снимается напряжение с обмотки 6. При этом исчезает электромагнитная сила привода и Рп отключающей пружины подвижная система переместится вверх, а цепь тока I0 будет разорвана контактами 2 и 3. Возникающие при отключении тока электрические дуги между контактами 2 и 3 гасятся в дугогасительном устройстве 1.
Пускатели предназначены для включения и отключения электрических двигателей, тогда как контакторы могут коммутировать любую нагрузку. По принципу устройства они аналогичны, однако в пускатели могут встраиваться дополнительные элементы для защиты двигателей от перегрузки.
Электромагнитные муфты осуществляют соединение и разъединение ведущего и ведомого валов в приводе. На рис.1.5 показан принцип устройства муфты с неподвижной обмоткой возбуждения 3.
Рис.1.5. Электромагнитная муфта
Если подать напряжение на неподвижную обмотку возбуждения 3, то возникающий магнитный поток Ф создаст электромагнитные силы между деталями 2 и 4, которые, переместившись навстречу друг другу, войдут в зацепление. Благодаря наличию пазов и выступов в деталях 1 и 2, 4 и 5 элементы 1 и 5, связанные с ведущей и ведомой частями привода, не смогут провертываться одна относительно другой, т.е. они войдут в зацепление. Т.о., при сцеплении деталей 2 и 4 за счет сил трения, возникающих под влиянием электромагнитных сил в зазорах, будет происходить передача вращающего момента от ведущего вала к ведомому.
Муфта, приведенная на рис.1.5, относится к фрикционным, в которых сцепление осуществляется силами трения поверхностей. В ферропорошковых муфтах сцепление достигается при «затвердевании» в магнитном поле ферропорошковой смеси, состоящей из смеси частиц ферромагнитного материала и наполнителя (тальк, масло).
На рис.1.6 приведена упрощенная схема автоматического выключателя (автомата), изображенного в положении, соответствующем стадии отключения цепи тока I0 и гашению в дугогасительном устройстве 6 возникшей на его контактах электрической дуги 5. Ручной привод 3 переведен в отключенное состояние. Ручной привод 3 переведен в отключенное состояние. Включение автомата осуществляется приводом (по часовой стрелке); подвижная система при этом встанет на защелку (на рис. не показана).
Рис.1.6. Схема автоматического выключателя
Автоматическое выключение аппарата произойдет в том случае, если ток в цепи превысит заданное значение. Тогда сработает электромагнитный расцепитель 1 и переведет рычаги 4 механизма свободного расцепления вверх за мертвую точку. Под действием отключающей пружины 2 подвижная система автомата переместится влево, контакты 5 разомкнутся, а возникшая между ними электрическая дуга будет погашена в дугогасительной камере 6.
Такая схема построения автомата относится к универсальным и установочным автоматам. Кроме этих существуют быстродействующие автоматы, автоматы гашения магнитного поля мощных синхронных генераторов и различные автоматы специального назначения.
На рис.1.7 приведена схема быстродействующего автомата, основанного на индукционно-динамическом принципе действия. Аппарат должен автоматически отключить контактами К цепь тока I1, если он будет нарастать до недопустимо высоких значений. Протекая по неподвижной обмотке 7, ток I1 создает магнитный поток Ф1. при нарастании I1 поток Ф1 изменяется во времени и в соответствии с принципом инерции Лоренца наводит в диске 8 ток I2 противоположного направления. Взаимодействие токов I1 и I2 приводит к возникновению электродинамической силы отталкивания РЭДУ, которая переместит подвижную систему аппарата вправо, а контакты К разорвут цепь аварийного тока I1.
Рис.1.7. Схема быстродействующего автомата
Для улучшения условий коммутации тока в аппаратах управления применяются полупроводниковые приборы. На рис.1.8 приведен пример схемы гибридного контактора, сочетающего в себе обычную контактную систему и шунтирующую полупроводниковую приставку из тиристоров Т1 и Т2.
Рис.1.8. Бесконтактный аппарат – гибридный контактор
При отсутствии тока iупр на управляющих электродах УЭ тиристоры закрыты и токи по ним практически не протекают. При подаче сигнала на управляющие электроды УЭ (iупр > 0) тиристоры открываются в прямом направлении тока (+i) в условиях небольшого напряжения (пороговое напряжение Uп ≈ 1 ÷ 2 В).
При включенных контактах ГК падение напряжения на них меньше порогового Uп и ток через тиристоры не протекает. Размыкание ГК приводит к появлению электрической дуги, и, когда падение напряжения на ней превысит пороговое Uп, один из тиристоров открывается (соответственно направлению полуволны переменного тока), т.к. на их управляющие электроды УЭ через диоды Д1 и Д2 подаются сигналы тока управления со вторичных обмоток трансформатора тока ТТ. Эти сигналы трансформируются во вторичных обмотках благодаря протеканию тока по первичным обмоткам ТТ, соединенным последовательно с ГК.
Один из тиристоров пропустит первую полуволну тока, за нулем тока он оказывается закрытым для обратной полуволны. Но когда ток из цепи перешел в параллельную цепь тиристоров, на вторичных обмотках ТТ уже не трансформируются управляющие сигналы и они не поступают на управляющие электроды тиристоров. Поэтому после перехода переменного тока через нуль другой тиристор также оказывается закрытым для обратной полуволны тока. Т.о., при первом переходе через нуль протекание тока в главной цепи прекратится, т.е. эта цепь с током будет отключена.
Т.о., в гибридном контакторе функцию проведения тока в длительном режиме выполняют главные контакты ГК. Падение напряжения на них небольшое, поэтому выделяемая в них тепловая мощность невелика: она во много раз ниже той, которая выделилась бы в тиристорах при длительном протекании по ним тока того же значения. Тиристорная приставка выполняет роль бездугового коммутирующего элемента, в результате чего практически устраняется дугообразование в аппарате и существенно повышается срок его службы.
На рис.1.9 приведена принципиальная схема включения бесконтактного аппарата управления трехфазным переменным током.
Рис.1.9. Бесконтактный аппарат – трехфазный тиристорный пускатель
Коммутирующие элементы в полюсах (фазах) состоят из параллельно включенных диодов Д и тиристоров Т. Включение аппарата осуществляется сигналами, подаваемыми на управляющие электроды тиристоров Т от блока управления БУ. Снятие этих сигналов с блока управления приводит к закрытию тиристоров и отключению токов в фазах в моменты их переходов через нулевые значения.
Коммутационные аппараты неавтоматического управления
Электрическая аппаратура, применяемая в осветительных и силовых сетях для целей управления или защиты, может быть классифицирована по различным признакам.
В зависимости от природы явления, которое положено в основу действия аппаратов, их можно разделить на:
— аппараты ручного управления (рубильники, переключатели, выключатели, контроллеры), действие которых происходит в результате механического воздействия на них внешних сил;
— электромагнитные аппараты (магнитные пускатели, контакторы, электромагнитные реле), работа которых основана на электромагнитных силах, возникающих при работе аппарата.
В зависимости от выполняемых функций аппараты подразделяют на:
— коммутационные, предназначенные для включения и отключения различных цепей. Коммутационная аппаратура может быть неавтоматического управления (рубильники, переключатели, магнитные пускатели) и автоматического управления (реле, контакторы, автоматические выключатели);
— токоограничивающие и пускорегулирующие (реостаты, контролеры);
— аппараты защиты электрических цепей (реле защиты, предохранители).
Аппаратура может работать в различных режимах: длительно, кратковременно или в условиях повторно-кратковременной нагрузки.
Аппараты различаются также по следующим признакам:
— номинальному току и напряжению;
— числу полюсов (фаз);
-роду тока (постоянный или переменный);
— виду присоединения (с передним или задним присоединением проводов);
— способу защиты от воздействия окружающей среды (открытое исполнение, защищенное, пылезащищенное) и другим признакам.
Коммутационные аппараты неавтоматического управления
Простейшим аппаратом ручного управления в электрических сетях постоянного и переменного тока являются рубильники. Они применяются в сетях до 500 в для замыкания и размыкания цепей при токах от 100 до 5000 а.
Рубильники разделяются по следующим признакам:
— роду привода — с центральной рукояткой и с рычажным приводом;
— наличию разрывных контактов;
— числу полюсов-ножей — одно-, двух- и трехполюсные;
— конструкции рукоятки — с круглой и продолговатой;
— способу присоединения проводов — с задним и передним присоединением;
— наличию изоляционной плиты.
Основной частью рубильника является нож, который шарнирно поворачивается в нижнем контакте. При включении нож входит в верхний неподвижный контакт. Рубильник с разрывными контактами, кроме главных ножей, имеет дополнительные ножи, связанные с главными ножами при помощи пружин. В момент отключения из верхних контактов выходят сначала главные ножи, затем под действием пружин быстро отключаются разрывные ножи и размыкают цепь. Электрическая дуга, появившаяся в месте разрыва, быстро гаснет, и ножи меньше обгорают.
На рис. 1 показан трехполюсный переключатель с разрывными контактами. По условиям техники безопасности, при напряжении 380 и 500 В рубильники должны иметь защитный кожух или управляться рычажным приводом.
На рис. 2 показан рубильник с рычажным приводом.
 |
 |
| Рис. 1. Трехполюсный переключатель с разрывными контактами | Рис. 2. Рубильник с рычажным приводом |
Для ручного включения и отключения электрических цепей постоянного тока напряжением до 250 в и переменного тока напряжением до 380 в применяются пакетные выключатели типа ПК (рис. 3, а). Пакетный выключатель (рис. 3, б) состоит из нескольких малогабаритных однополюсных выключателей, расположенных на общей оси один над другим и управляемых при помощи общей рукоятки. Пакетные выключатели предназначены для небольшого числа включений (до 15-20 вкл.). Пакетные выключатели выполняются одно-, двух- и трехполюсными на токи от 6 до 100 А.
Рис. 3. Пакетный переключатель ПК
В электрических схемах с незначительными токами применяются однополюсные переключатели (тумблеры) типа П-2. На рис. 4 дан эскиз такого переключателя.
Рис. 4. Однополюсный переключатель (тумблер)
При электрификации станков широкое распространение получили микропереключатели типа МП-1 (рис. 5). Эти переключатели заключены в пластмассовый корпус, выпускаются на токи до 3А при напряжениях до 380В. Микропереключатели обеспечивают моментное мгновенное действие контактной системы.
 |
 |
| Рис. 5. Микропереключатель МП-1 | Рис. 5. Микропереключатель МП-1 |
Кроме перечисленных коммутационных аппаратов, применяются также универсальные переключатели, контроллеры, командоаппараты, конечные выключатели и т. д.
Для дистанционного управления (на расстоянии до 300 м) электромагнитными аппаратами и для цепей сигнализации применяются кнопки управления КУ-121. Кнопочные станции комплектуются из 1, 2 и 3 кнопочных элементов. Каждый кнопочный элемент имеет один нормально открытый контакт и один нормально закрытый контакт. Нормальным положением контактов условно называется такое положение, когда внешнее воздействие на кнопки отсутствует.
Номинальное напряжение, на которое рассчитано применение кнопок управления, не должно превышать 440 в при постоянном токе и 500 в при переменном токе. На рис. 6 показана кнопочная станция на два кнопочных элемента.
Рис. 326. Кнопочная станция
Магнитные пускатели представляют собой электромагнитные аппараты, служащие для дистанционного управления трехфазными асинхронными двигателями. Магнитные пускатели имеют две цепи: основную — силовую и вспомогательную — цепь управления.
В силовую цепь входят главные линейные контакты и нагревательные элементы тепловых реле. По силовой цепи электрическая энергия трехфазного тока поступает в обмотку статора управляемого двигателя.
Цепь управления пускателя состоит из кнопочной станции на две кнопки — «Пуск» и «Стоп», включающей катушки пускателя блок-контакта и контактов тепловых реле.
На рис. 7 дана схема нереверсивного магнитного пускателя, управляемого от кнопочной станции.
Рис. 7. Схема нереверсивного магнитного пускателя
Работает пускатель следующим образом: при нажатии кнопки «Пуск» ток от одной фазы А проходит через контакты кнопок «Пуск» и «Стоп», включающую катушку ВК, контакты тепловых реле ТР и проходит к другой «фазе С. Катушка ВК втягивает якорь, главные линейные контакты Л при этом замыкаются, двигатель получает напряжение и начинает вращаться. При включении главных контактов Л одновременно замыкаются нормально открытые блок-контакты БК, которые шунтируют кнопку «Пуск», и ее можно отпустить. При этом ток, питающий включающую катушку, проходит от первой фазы через блок-контакты БК, кнопку «Стоп» и т. д. Останов двигателя происходит путем нажатия кнопки «Стоп». При этом линейные контакты размыкаются и двигатель останавливается.
Защита двигателя от перегрузки осуществляется тепловыми реле, нагревательные элементы которых выбираются в соответствии с номинальным током двигателя. При протекании по обмотке двигателя тока, превышающего номинальный, тепловые реле размыкают свои контакты, что приводит к разрыву цепи включающей катушки, линейные контакты при этом размыкаются и двигатель автоматически останавливается.
Для возвращения контактов тепловых реле в исходное положение служит кнопка «Возврата».
После выключения пускателя под действием теплового реле до его включения должно пройти от 0,5 до 3 мин. Этого времени будет достаточно, чтобы охладилась биметаллическая пластина теплового реле.
Включающая катушка пускателя рассчитана для работы при напряжении от 85 до 100% номинального. Минимальное напряжение при котором катушка надежно удерживает пускатель во включенном положении, на 50-60% ниже номинального. При резком падении или полном исчезновении напряжения в сети катушка пускателя автоматически разомкнет главные контакты, осуществляя тем самым выключение двигателя.
Плавкие предохранители, устанавливаемые в цепи двигателя, защищают сеть от коротких замыканий в двигателе.
Для реверсивных двигателей (меняющих направление вращения) устанавливаются реверсивные магнитные пускатели (типа ПМ). Схема такого пускателя дана на рис. 8.
Рис.8. Схема реверсивного магнитного пускателя
В реверсивном магнитном пускателе есть два контактора: один для пуска двигателя «Вперед», другой для вращения в противоположном направлении-«Назад». Пускатель имеет две катушки: КВ — катушка включения «Вперед» и КН — катушка включения «Назад».
Кнопочная станция имеет соответственно три кнопки: «Вперед», «Назад» и «Стоп».
Оба контактора пускателя имеют механическую и электрическую блокировку с тем, чтобы при включении одного из них не мог быть включен другой. Электрическая блокировка выполняется контактами кнопочной станции, которые нормально замкнуты кнопками «Вперед» и «Назад». Назначение тепловых реле ТР контактов тепловых реле, блок-контактов то же, что и у нереверсивных пускателей.
Рассмотрим работу реверсивного магнитного пускателя. При нажатии, например, кнопки «Вперед» ток от одной фазы проходит через кнопку «Стоп», затем через кнопку «Назад», включающую катушку «Вперед» КВ, далее через контакты тепловых реле ТР на другую фазу. Включающая катушка КВ возбуждается и замыкает линейные контакты «Вперед». Одновременно включается блок-контакт БВ и шунтирует кнопку «Вперед», которую можно теперь отпустить. Двигатель получает напряжение и начинает вращаться. Следует обратить внимание на то, что, когда мы нажимаем кнопку «Вперед», ток проходит через кнопку «Назад», и наоборот. Тем самым осуществляется электрическая блокировка. Изменение направления вращения (реверсирование) происходит при включении контактора «Назад», который меняет местами две крайние фазы.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Найдите 2 минуты и прочитайте про:
Государственная система социальных пособий и компенсационных выплат Действующая в России государственная система социальных пособий и компенсационных выплат достаточно обширна.
Финансы предприятий В процессе предпринимательской деятельности у предприятий и организаций возникают хозяйственные связи со своими контрагентами.
Верховный Суд Российской Федерации: состав, структура, порядок формирования и полномочия Верховный Суд РФ в соответствии со ст. 126 Конституции РФ, является высшим судебным органом по всем делам, подсудным судам общей.
Виды ощущений В современной науке существуют разные подходы к классификации ощущений.
Определение усилий в стержнях ферм Фермами называются конструкции, составленные из стержней, соединенных между собой при помощи шарниров.
55. Аппараты защиты и управления
Распределение энергии между приемниками электрической энергии (двигателями, нагревательные, осветительными и другими электротехническими устройствами) и их электрическая защита осуществляются с помощью электрических аппаратов. В зависимости от назначения их можно разделить на две основные группы: коммутационные аппараты (разъединители, высоковольтные выключатели, контакторы и др.) и защитные аппараты (различные реле, плавкие предохранители, автоматические воздушные выключатели).
Пускатель электромагнитный (магнитный пускатель) — это низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления предназначенное для пуска и разгона электродвигателя до номинальной скорости, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания и защиты электродвигателя и подключенных цепей от рабочих перегрузок. Пускатель представляет собой контактор, комплектованный дополнительным оборудованием: тепловым реле, дополнительной контактной группой или автоматом для пуска электродвигателя, плавкими предохранителями.
56. Основным вопросом распределения электроэнергии на низком напряжении является выбор схемы. Правильно составленная схема должна обеспечивать надежность питания электроприемников в соответствии со степенью их ответственности, высокие технико-экономические показатели и удобство эксплуатации сети.
Все встречающиеся на практике схемы представляют собой сочетания отдельных элементов — фидеров, магистралей и ответвлений, для которых мы примем следующие определения:
фидер — линия, предназначенная для передачи электроэнергии от распределительного устройства (щита) к распределительному пункту, магистрали или отдельному электроприемнику;
магистраль — линия, предназначенная для передачи электроэнергии нескольким распределительным пунктам или электроприемникам, присоединенным к ней в разных точках,
ответвление — линия, отходящая:
а) от магистрали и предназначенная для передачи электроэнергии к одному распределительному пункту или электроприемнику,
б) от распределительного пункта (щитка) и предназначенная для передачи электроэнергии к одному электроприемнику или к нескольким мелким электроприемникам, включенным в «цепочку».
В дальнейшем все фидеры, магистрали и ответвления от последних к распределительным пунктам будут именоваться питающей сетью, а все прочие ответвления — распределительной сетью.
Один из основных вопросов, решаемых при проектировании цеховых сетей, — выбор между магистральной и радиальной схемами распределения энергии.
При магистральной схеме электроснабжения одна линия — магистраль — обслуживает, как указано, несколько распределительных пунктов или приемников, присоединенных к ней в различных ее точках, при радиальной схеме электроснабжения каждая линия является как бы лучом, соединяющим узел сети (подстанцию, распределительный пункт) с единственным потребителем. В общем комплексе сети эти схемы могут сочетаться.
Так, цеховое распределение может осуществляться магистралями, каждая из которых питает ряд пунктов, от последних же к приемникам могут отходить радиальные линии.
Радиальная схема, изображенная на рис. 1, а, применяется в тех случаях, когда имеются отдельные узлы достаточно больших по величине сосредоточенных нагрузок, по отношению к которым подстанция занимает более или менее центральное местоположение. Рис. 1. Схемы распределения электрической энергии от подстанций к электроприемникам: а — радиальная; б — магистральная с сосредоточенными нагрузками; в — магистральная с распределенной нагрузкой.
При радиальной схеме отдельные достаточно мощные электроприемники могут получать питания непосредственно от подстанции, а группы менее мощных и близко расположенных друг к другу электроприемников — через посредство распределительных пунктов, устанавливаемых возможно ближе к геометрическому центру нагрузки. Фидеры низкого напряжения присоединяются на подстанциях к главным распределительным щитам через рубильники и предохранители или через максимальные автоматы.
К числу радиальных схем с непосредственным питанием от подстанций относятся все схемы питания электроприемников высокого напряжения, либо от распределительного устройства высшего напряжения на подстанции, либо непосредственно от понизительного трансформатора, если принята схема «блок трансформатор — электроприемник».
Магистральные схемы электроснабжения применяются в следующих случаях:
а) когда нагрузка имеет сосредоточенный характер, но отдельные узлы ее оказываются расположенными в одном и том же направлении по отношению к подстанции и на сравнительно незначительных расстояниях друг от друга, причем абсолютные величины нагрузок отдельных узлов недостаточны для рационального применения радиальной схемы (рис. 1,6);
б) когда нагрузка имеет распределенный характер с той или иной степенью равномерности (рис. 1, в).
При магистральных схемах с сосредоточенными нагрузками присоединение отдельных групп электроприемников, так же как и при радиальных схемах, производится обычно через посредство распределительных пунктов.
Задача правильного размещения распределительных пунктов имеет особо важное значение. Основные положения, которыми необходимо руководствоваться при этом, сводятся к следующему:
а) протяженность фидеров и магистралей должна быть минимальной и трасса их должна быть удобной и доступной;
б) должны быть сведены к минимуму и, если возможно, вообще исключены случаи обратного (по отношению к направлению потока электроэнергии) питания электроприемников;
в) распределительные пункты должны размещаться в местах, удобных для обслуживания, и в то же время не мешать производственной работе и не загромождать проходов.
Электроприемники могут присоединяться к распределительным пунктам либо независимо один от другого, либо объединяться в группы — «цепочки» (рис. 2-б). Трансформаторная подстанция — электроустановка, предназначенная для приема, преобразования (повышения или понижения) напряжения в сети переменного тока и распределения электроэнергии в системах электроснабжения потребителей сельских, поселковых, городских, промышленных объектов. Состоит из силовых трансформаторов, распределительного устройства РУ, устройства автоматического управления и защиты, а также вспомогательных сооружений.
Трансформаторные подстанции классифицируются на повышающие и понижающие. Повышающие трансформаторные подстанции (сооружаемые обычно при электростанциях) преобразуют напряжение, вырабатываемое генераторами, в более высокое напряжение (одного или нескольких значений), необходимое для передачи электроэнергии по линиям электропередачи (ЛЭП). Понижающие трансформаторные подстанции преобразуют первичное напряжение электрической сети в более низкое вторичное.
В зависимости от назначения и от величины первичного и вторичного напряжений понижающие трансформаторные подстанции подразделяются на районные, главные понижающие и местные (цеховые). Районные трансформаторные подстанции принимают электроэнергию непосредственно от высоковольтных ЛЭП и передают её на главные понижающие трансформаторные подстанции, а те (понизив напряжение до 6, 10 или 35 кВ) — на местные и цеховые подстанции, на которых осуществляется последняя ступень трансформации (с понижением напряжения до 690, 400 или 230 В) и распределение электроэнергии между потребителями.
Трансформаторные подстанции изготовляют, как правило, на заводах и доставляют на место установки в полностью собранном виде или же отдельными блоками. Такие трансформаторные подстанции называют комплектными или КТП.
По типу исполнения комплектные трансформаторные подстанции (КТП) разделяются на:
• в бетонном корпусе
• в панелях типа «сэндвич»
• в металлическом корпусе
По типу обслуживания подстанции:
• проходные 57. Полупроводниковые приборы, ППП — широкий класс электронных приборов, изготавливаемых из полупроводников.
К полупроводниковым приборам относятся: Интегральные схемы (микросхемы)Полупроводниковые диоды Тиристоры, фототиристоры, Транзисторы, Приборы с зарядовой связью,
58. 59. Транзистор – это полупроводниковый прибор с 2 рп-переходами и предназначенный для усиления генерирования и переключения электрических колебаний (регулируемое сопротивление). Он представляет собой пластину полупроводникового элемента, в которую вкрапляются примеси других атомов. Он представляет собой 3 обмотки, крайние из которых имеют одинаковую проводимость, а средняя отличная от них, различают транзисторы р-п-р и п-р-п типов. Таким образом в транзисторе имеется2 рп-перехода и которым подключают внешние источники. На первый рп-переход подается прямое напряжение и он назыв. эммиторным переходом т.к. прямое включение эммиторного источника может быть вызывает большое изменение тока через переход. Второй рп-переход включается в обратном направлении и он назыв. коллекторным, а область в которой он действует коллектором и т.к. включение обратное, то его величина значительна.
Транзи́стор (англ. transistor), полупроводниковый триод — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. На принципиальных схемах обозначается «VT» или «Q»
В настоящее время находят применение транзисторы двух видов — биполярные и полевые. Биполярные транзисторы появились первыми и получили наибольшее распространение. Поэтому обычно их называют просто транзисторами. Полевые транзисторы появились позже и пока используются реже биполярных.
Транзистор применяется в:
Усилительных схемах. Работает, как правило, в усилительном режиме.[2][3] Существуют экспериментальные разработки полностью цифровых усилителей, на основе ЦАП, состоящих из мощных транзисторов.[4][5] Транзисторы в таких усилителях работают в ключевом режиме.
Генераторах сигналов. В зависимости от типа генератора транзистор может использоваться либо в ключевом (генерация прямоугольных сигналов), либо в усилительном режиме (генерация сигналов произвольной формы).
Электронных ключах. Транзисторы работают в ключевом режиме. Ключевые схемы можно условно назвать усилителями (регенераторами) цифровых сигналов. Иногда электронные ключи применяют и для управления силой тока в аналоговой нагрузке. Это делается, когда нагрузка обладает достаточно большой инерционностью, а напряжение и сила тока в ней регулируются не амплитудой, а шириной импульсов. На подобном принципе основаны бытовые диммеры для ламп накаливания и нагревательных приборов, а также импульсные источники питания.
3. Аппаратура управления и защиты
3.1. Назначение и классификация электрических аппаратов.
Процессы пуска, регулирования, скорости, торможения, остановки и реверсирования электроприводов, осуществляются с помощью аппаратуры ручного или автоматического управления. Отклонение от нормального режима работы электроустановки, вызванные ее перегрузкой, неправильным монтажом, увлажнением изоляции, могут привести к ее аварии, поэтому электроустановки снабжают устройствами, обеспечивающими ее защиту, т. е. автоматическое отключение от сети.
Вся современная аппаратура управления и защиты электроустановок совмещается в одном общем аппарате: фидерном автоматическом выключателе (АФВ) или магнитном пускателе (МП).
В зависимости от величины напряжения, влияющего на особенности конструкции, аппаратура делится на аппаратуру напряжением до 1000В (низковольтную) и напряжением выше 1000В (высоковольтную). В зависимости от способа управления различают аппаратуру ручного и автоматического управления.
К аппаратуре ручного управления относятся рубильники, переключатели, выключатели, кулачковые и барабанные контролеры. Ручное управление в настоящее время применяется для электроустановок небольшой мощности с редкими включениями и не требующими дистанционного управления.
Аппаратура автоматического управления предназначена для управления электроприводами без участия обслуживающего персонала. К ней относятся контакторы, магнитные пускатели, автоматические фидерные выключатели.
В аппаратуре управления предъявляются требования: надежность и точность в работе; малый вес и габариты; высокая механическая, электрическая и термическая устойчивость в нормальном и аварийном режиме. Независимо от принципа действия вся аппаратура управления содержит следующие основные элементы: контактную систему, механизм включения и отключения, опорную изоляционную панель, элементы защиты, блокировочные устройства, корпус (оболочку) для защиты всех элементов электрического аппарата от воздействия внешней среды.
3.1.1. Контактная система аппаратуры управления
Наиболее распространены в электроаппаратах большой мощности контакты изогнутой формы, позволяющие им при замыкании перекатываться друг по другу. Радиусы кривизны контактов берутся неодинаковыми, поэтому при их замыкании соприкасающиеся поверхности совершают перекатывание и перемещение, при этом поверхности притираются. При замыкании и размыкании контактами больших токов возникает электрическая дуга, под воздействием высокой температуры которой поверхности контакторов оплавляются и разрушаются, особенно при разрыве Iкз. Поэтому для каждой конструкции контактов завод оговаривает номинальные токи, которые контакты длительно выдерживают и разрывные токи, который они разрывают без разрушения.
Для повышения разрывной мощности контактной системы применяют: а) усиление контактов приданием им специальной формы и увеличением размеров; б) применением двойных контактов; в) применением дугогасительных камер. Дугогасительные камеры имеют две конструкции – дугогасительные катушки с магнитным дутьем и дугогасительные решетки. В устройствах первого рода последовательно с контактами ставится катушка из 1-го-2-го витков полосовой или круглой меди. Внутрь катушки ставится сердечник из трансформаторной стали, охватывающий полюсными наконечниками дугогасительную камеру. Во время разрыва контактов магнитный поток, создаваемый катушкой, взаимодействуя с плазмой дуги, являющейся проводником тока, вытесняет ее вверх из зазора контактов, где она попадает в холодную часть камеры, соприкасается со стенками, остывает и гаснет. При втором способе гашения применяют решетку из омедненных стальных пластин, помещенную в асбоцементную камеру. При разрыве электрическая дуга втягивается в камеру, соприкасается с пластинами и остывая гаснет.
3.2. Виды защит, применяемых в аппаратуре управления
Современные электроустановки снабжаются следующими видами защиты: 1) максимальной (токовой) защитой от коротких замыканий; 2) тепловой защитой от перегрева; 3) нулевой защитой от самовключения двигателя; 4) защитой непрерывности цепи заземления; 5) защитой от поражения током при замыкании на корпус; 6) защитой от искрообразования в штепсельных устройствах; 7) защитой от искрообразования в гибком кабеле.
3.2.1. Защита от коротких замыканий
Защита от коротких замыканий осуществляется плавкими предохранителями и автоматическими выключателями.
Плавкий предохранитель состоит из корпуса, контактного устройства и плавкой вставки из легкоплавкого металла, выполненной в виде ленты или проволоки.
Плавкий предохранитель разрывает ток в цепипри увеличении его до предельно допустимой величины, за счет расплавления плавкой вставки. Время плавления при прочих равных условиях (материал вставки, диаметр, длина, температура окружающей среды и т.п.) зависит от величины тока. Закон изменения времени расплавления плавкой вставки в зависимости от протекающего по нему тока характеризуется примерной кривой, приведенной на рис. 13. Как видно из характеристики при протекании через предохранитель тока I= 1,25 Iн, т. е. на 25% превышающего номинальный, плавкая вставка вообще не расплавляется в течение сколь угодно длительного времени протекания тока. При увеличении тока до I = 1,75 Iн плавкая вставка расплавляется в течение примерно 50 мин, а при увеличении тока до 8 — 10 кратной величины – практически мгновенно. Время разрыва цепи предохранителем зависит от скорости гашения дуги, которое уменьшают, заполняя патрон кварцевым песком. В предохранителях с патроном из фибры гашение дуги осуществляется газами, выделяемыми из стенок патрона под действием высокой температуры дуги, образующейся в месте разрыва плавкой вставки.
Рис. 13. Характеристика плавкой вставки.
Плавкий предохранитель, быстро реагируя на короткие замыкания и значительные перегрузки, более или менее удовлетворительно защищает кабели, но не обеспечивает защиты двигателей от перегрузки, даже если возможно выбрать плавкую вставку по номинальному току двигателя. Это один из основных недостатков плавкого предохранителя. Область применения плавких предохранителей в последнее время ограничивается малоответственными силовыми установками малой мощности и осветительными установками.
3.2.2. Защита автоматическими выключателями
Автоматические воздушные выключатели (автоматы) совмещают функции рубильника и защитного аппарата и предназначены для размыкания электрической цепи при возникновении в ней перегрузок, коротких замыканий, а также при исчезновении или недопустимом снижении напряжения. Автоматы допускают нечастое включение и отключение вручную силовых цепей.
В сетях трехфазного тока применяют трехполюсные автоматы, а в сетях постоянного и однофазного тока двух полюсные и однополюсные.
Автоматы снабжаются одним или несколькими расцепителями, отключающими их главные контакты. По принципу действия расцепители бывают электромагнитные, тепловые и комбинированные.
Электромагнитный расцепитель максимального тока (токовое реле) представляет собой электромагнит с разъемным магнитопроводом, катушка которого, состоящая из небольшого числа витков проволоки большого сечения, включается последовательно в цепь главного тока, рис. 14.
Рис. 14. Схема, поясняющая принцип работы автоматического выключателя
При протекании через катушку 1 максимального реле РМ тока, не превышающего допустимой величины, якорь 2 находится под действием собственного веса в опущенном состоянии. При этом рычаг 4 и защелка 5 находятся в сцепленном положении, благодаря чему замкнуты главные контакты 6 выключателя, и электроустановка работает нормально.
При увеличении тока в цепи сверх допустимой величины якорь 2 электромагнита притягивается к сердечнику 3, воздействуя на промежуточный рычаг 7. Последний, ударяя по защелке 5, освобождает выключающий рычаг 4, в результате чего под действием рабочей пружины 11 происходит размыкание главных контактов 6.
Величина отключающего тока регулируется изменением воздушного зазора между якорем и сердечником или изменением натяжения пружины 12 оттягивающей якорь. В описанной схеме имеются также нулевое реле РН с сердечником 8, якорь которого 9 в случае исчезновения напряжения или уменьшении его до Umin = 0,1:0,4 Uн оттягивается пружиной 10 и воздействуя при этом на рычаг 7, вызывает отключение сети автоматическим выключателем, осуществляя нулевую защиту. При этом максимальное и нулевое реле выключают автомат независимо друг от друга.
Достоинствами максимальных реле по сравнению с плавкими вставками являются: мгновенное и одновременное отключение тока в трех фазах при коротких замыканиях; минимальное время, требующееся для включения установки после ее отключения путем поворота рукоятки; легкость регулирования величины отключающего тока и выдержки времени.
К недостаткам максимальных реле относятся: усложнение конструкции и удорожание стоимости аппаратуры; несоответствие характеристики электромагнитного реле тепловой характеристике двигателя (подробнее об этом сказано при рассмотрении тепловых реле).
3.2.3. Защита от перегрузок (тепловое реле)
Особенностью плавких предохранителей и максимальных реле электромагнитного типа является то, что защитное действие их определяется величиной тока. Однако для целости изоляции двигателей опасность представляет не непосредственная величина тока, протекающего по обмотке двигателя, а величина температуры и длительность ее воздействия на изоляцию.
Из выражения следует, что при постоянной величине сопротивления обмотки двигателя ее температура зависит в основном от двух величин: квадрата тока, протекающего по обмотке, и длительности прохождения тока.
Отсюда следует, рациональная защита электродвигателя должна реагировать не на ток I или продолжительность его действия t, а на произведение I 2 t, характеризующее количество тепла, выделяемого в обмотке двигателя. Этому требованию удовлетворяют тепловые реле, получившие в последнее время широкое применение в магнитных пускателях и автоматах. В качестве чувствительного элемента в тепловых реле в основном применяется биметалл – жестко связанные между собой пластинки из двух металлов с различными коэффициентами линейного расширения. Пластинки эти склепываются или прокатываются в холодном состоянии. При нормальной температуре (между 0 и 20°С) пластинки имеют одинаковую длину, при повышении температуры они удлиняются, причем пластинка с большим коэффициентом линейного расширения получит большее удлинение, в результате чего пластинки изогнутся. Это изгибание и используется для приведения в действие механизма, отключающего аппарат от сети.
Биметаллическая пластинка 2 (рис.15), укрепленная одним концом на стойке 3, свободным концом упирается в рычаг 4, замыкающий контакты 6, включенные в цепь нулевого автомата или катушки магнитного пускателя. Биметаллическая пластинка помещена внутрь или сбоку нагревательного элемента 1, представляющего собой нихромовое сопротивление, включенное в цепь главного тока. При нагреве биметаллической пластинки выше установленной температуры она, расширяясь, изгибается кверху, освобождая при этом рычаг 4, который под действием пружины 5 размыкает контакты 6, вызывая отключение пускателя или автомата.
После того, как тепловое реле срабатывает, его необходимо установить в нормальное положение, при котором биметаллическая пластинка 2 упирается в рычаг 4. Для этого в аппарате предусмотрена кнопка 7, нажатием которой осуществляется ввод реле.
При семикратной величине тока Iп=7Iн (пуск двигателя с короткозамкнутым ротором) реле отключает автоматический выключатель через 10с; при трехкратной величине тока Iп=3Iн – через 35с; а при Iп=1,5Iн – через 3 мин.
Рис. 15. Рисунок, поясняющий принцип действия теплового реле.
Таким образом, тепловое реле вследствие своей тепловой инерции не реагирует на кратковременные и неопасные толчки тока при пуске двигателя, но зато реагирует на недопустимый нагрев. Однако при коротких замыканиях большой ток, проходящий через нагревательный элемент, может вывести из строя тепловое реле, которое не успевает при этом сработать. Поэтому, применяя тепловое реле для защиты от длительных перегрузок, необходимо последовательно с ним устанавливать максимальные реле или плавкие предохранители для защиты от коротких замыканий
Иногда защиту от коротких замыканий возлагают на автоматический выключатель или предохранители, установленные на подводящем фидере. Промышленность выпускает тепловые реле ТРН-10, ТРН-25, 60, 150, РТ-20, где цифра указывает на ток в защищаемой цепи. Тепловые реле обычно устанавливаются на двух фазах.
Более совершенной защитой от перегрева двигателей электроустановок, в частности двигателя черпаковой цепи и других механизмов является применение встроенного в двигатель температурного реле, температура которого во время работы почти не отличается от температуры обмотки защищаемого двигателя.
Так как при временных перегрузках электродвигателя нарастание температуры стали статора вследствие его большой теплоемкости отстает от нарастания температуры обмотки, то для обеспечения надежной защиты двигателя температурное реле устанавливается не на стали статоров, а на лобовых частях обмотки последнего.
Промышленность выпускает температурные реле ТМ-4, ТТР, ТДР-1, ДТР. Реле ТТР и ДТР выпускаются в пластмассовых корпусах и крепятся к контролируемой машине винтами. Реле ТМ-4 и ТДР-1 имеют малогабаритную конструкцию в виде цилиндра диаметром 8 мм и длиной 20 мм и рассчитаны для установки в отверстия, высверленные в корпусе электродвигателя, опоре подшипника и т.д.
В основе действия всех реле лежит применение биметаллической пластины для одного из контактов.
Особенность реле ТТР заключается в том, что оно срабатывает под действием тепла, поступающего как от обмотки двигателя, так и от нагревательного элемента 3, расположенного в корпусе 1 вблизи биметаллического диска 4 (рис.16а). Биметаллический диск 4, в свою очередь, нагревается током, пропорциональным рабочему току двигателя. При достижении предельной температуры диск 4 изгибается и размыкает контакт 2, который включается в цепь управления магнитного пускателя или контактора.
При перегрузках двигателя реле ТТР срабатывает главным образом под действием тепла, выделяемого обмоткой двигателя. При пусковых же токах реле ТТР срабатывает главным образом за счет тепла, выделяемого нагревательным элементом.
Рис. 16. Конструкция температурных реле типа ТТР (а) и типа ДТР (б)
Реле ДТР рис.16б состоит из пластмассового корпуса 1, теплопроводящей медной крышки 2, непосредственно прилегающей к обмотке двигателя, термобиметаллических пластин 4 и 5, контактов 7 и 8, укрепленных на контактной пластине 6, изоляционной прокладки 9. Регулировка реле производится винтами 3 и 10. При небольших перегрузках тепло передается пластинами 4 и 5, которые постепенно передвигаются вниз до тех пор, пока пластинка 5 не упрется в винт 10, после чего разомкнутся контакты 7 и 8, включенные в цепь управления магнитного пускателя.
При затяжных пусковых токах вследствие быстрого нарастания температуры пластина 4 окажется более нагретой, чем пластина 5, и, перемещаясь быстрее, разомкнет контакты 7 и 8.
3.2.4. Минимальная защита.
При эксплуатации электроустановок напряжение в сети не является строго постоянным. В зависимости от режима работы установок и электро-снабжающей системы колебания напряжения на зажимах приемника могут достигать весьма значительных пределов. Если при работе асинхронного двигателя напряжение в сети упадет, например до 60-70% номинального значения, то двигатель продолжая развивать на валу необходимый момент, начнет потреблять из сети большой ток, вызывающий перегрев его обмоток.
Защиту двигателя при этом осуществляют, снабжая аппаратуру управления минимальными реле, которые устроены и включаются в схему аналогично нулевым реле, но имеют напряжение отключения
Минимальные реле применяются для защиты асинхронных двигателей с фазным ротором, не рассчитанных на пусковые толчки тока, резко снижающие напряжение в сети.
Нулевая защита применяется главным образом для защиты двигателей с короткозамкнутым ротором, которые могут вращаться при снижении напряжения до 0,15% от номинального, но длительная работа при этом недопустима.
Минимальная и нулевая защиты предотвращают самозапуск остановившихся электродвигателей, что исключает несчастные случаи.
- Контакторы и магнитные пускатели.
- Вопросы для самопроверки
Контактор- выключатель, конструкция которого допускает частые, до 1500 раз в час, замыкания и размыкания силовых цепей при напряжении до 1000В в схемах дистанционного и автоматического управления электроприводами. Подвижные контакты контакторов приводятся в действие и удерживаются в замкнутом (рабочем) положении при помощи электромагнита или ручным приводом.
В электроприводах применяют контакторы с электромагнитами постоянного или переменного тока. Подвижная часть магнитной системы электромагнита якоря механически соединена с подвижными контактами и при отсутствии тока в катушке под влиянием собственного веса занимает положение, при котором контакты разомкнуты.
Контакторы постоянного тока выполняются с одним или двумя силовыми контактами и несколькими блокировочными контактами. Силовые контакты имеют различное конструктивное исполнение и коммутируют токи в пределах 40 ÷ 2500 А. Блокировочные контакты рассчитаны на токи до 10 А и служат для включения в цепь управления контактора и других электроаппаратов. Сердечник электромагнита выполняется из железа с малым содержанием примесей.
Контакторы переменного тока выполняются с двумя или тремя силовыми контактами на токи от 40 до 600 А. Сердечник электромагнита III-образной формы выполняют из листовой электротехнической стали. Для устранения дребезга якоря электромагнита, вызванного перемагничиванием переменным током, на торцевой поверхности сердечника устанавливают короткозамкнутый виток. ЭДС самоиндукции витка сдвинута по фазе к основному току и не дает магнитному потоку уменьшиться до нуля в момент прохождения напряжения через нулевое значение. Для улучшения условий гашения электрической дуги при разрыве цепи главными контактами их устанавливают в дугогасительные камеры. Промышленность выпускает контакторы серий КТ, КТВ, КГУ, рассчитанные на включение в сеть 127, 220, 380, 500 и 660 В.
Магнитный пускатель предназначен для дистанционного управления электроприводами, осветительными установками и т.д., обеспечивая их защиту от перегрузок, нулевую и минимальную защиту.
Основными элементами пускателя являются контактор и тепловые реле, смонтированные на общем основании. Промышленность выпускает пускатели типов ПА, ПМЕ с 1 до 6 величины, контакты которых рассчитаны на токи 15А, 20А, 50А, 100А, 150А. В обозначении пускателя кроме букв стоит три цифры: 1-я указывает на величину пускателя, вторая — на исполнение (1 — открытое, 2 — защитное, 3 — пылеводозащитное), 3-я цифра указывает на функцию пускателя (1 — нереверсивный без тепловых реле ТР, 2 — нереверсивный и с ТР., 3- реверсивный без ТР, 4 — реверсивный с ТР.).
Схема включения пускателей рис. 17 предусматривает включение нормально открытого блокировочного контакта Л параллельно кнопке пуск для удержания пускателя во включенном состоянии после кратковременного нажатия кнопки, одновременно он обеспечивает нулевую защиту.
Для автоматизации управления электроприводами применяют различные реле, замыкающие или размыкающие цепи управления при достижении определенных значений электрических или неэлектрических сигналов (например, тока, температуры, давления и др.) на их воспринимающих органах.
В зависимости от физической природы входного (управляющего) сигнала различают реле электрические, тепловые, механические, оптические и т.д. В схемах управления наибольшее применение имеют электрические и тепловые реле.
Электрические реле по роду параметра, на который они реагируют (ГОСТ 16022-76) делятся на электрические реле тока, напряжения и мощности и подразделяются на реле постоянного и переменного тока.
По быстроте замыкания контактов после подачи управляющего сигнала различают реле безинерционные tср < 0,001с, быстродействующие tср = 0,05 ÷ 0,15с, замедленные tср = 0,15 ÷ 1с и реле времени tср > 1с.
Работа электрических реле наиболее часто применяемых для автоматического управления приводами, основана на электромагнитном принципе. Воспринимающей частью у них является электромагнит, преобразующий энергию электрического тока катушки в энергию магнитного поля сердечника. Магнитное поле действует на преобразующую часть реле — якорь с противодействующей пружиной. Исполнительной частью реле является контактная система. Начальным состоянием контактов считается положение при отсутствии U,I или механические воздействия. Контакты реле, замыкающие цепь при подаче U на катушку реле называется замыкающими, а контакты, которые при этом размыкают цепь — размыкающими.
Рис. 17. Схема включения магнитных пускателей
Значение входной величины, например тока, при котором якорь притягивается, называется величиной тока срабатывания Iср. Значение тока, при котором якорь возвращается в исходное положение, называется током отпускания Iотп. Отношение называется коэффициентом возврата реле. Для надежного срабатывания реле в катушку всегда подается ток Iр несколько больше тока Iср. Отношение называется коэффициентом запаса реле.
Зависимость силы тяги электромагнитного реле от величины воздушного зазора называется тяговой характеристикой реле. Притяжению якоря к сердечнику препятствуют силы противодействия пружины, трения в шарнирах и силы тяжести якоря. Сила противодействия пружины растет с увеличением зазора.
В реле переменного тока для устранения вибраций якоря часть сердечника, как и у контакторов переменного тока, охватывают короткозамкнутым витком.
Тяговое усилие, создаваемое электромагнитом, зависит от магнитного потока катушки, определяемого величиной тока и числом витков в катушке. У реле тока число витков у катушки небольшое, (единицы, десятки), но по ней протекают большие токи, единицы, десятки и сотни ампер.
У реле напряжения токи, протекающие по катушке, небольшие, но катушки содержат большое количество витков.
В схемах управления электроприводами и релейной защиты принято делить реле на основные и вспомогательные. Основные реле реагируют на изменение тока, напряжения и других управляющих воздействий. Вспомогательные реле, имеющие более мощные контакты, переключают цепь управления, создают выдержку и т.д.
Реле тока. В разделе 3.2.2 рассмотрена работа максимального токового релепрямого действия, которые широко применяют в аппаратуре защиты. В аппаратуре управления применяют, в основном, вторичные реле максимального тока косвенного действия типов ЭТ-500, РТ-40 электромагнитного действия и реле РТ-80 индукционного действия, ГОСТ 3698-75. Особенностью реле тока является большая величина коэффициента возврата Кв и возможность регулировки тока срабатывания за счет изменения натяжения возвратной пружины, и числа витков в катушке, за счет параллельного или последовательного соединения двух её обмоток, сопротивление которых должно быть меньше сопротивления цепи, в которую они включаются последовательно, чтобы не влиять на величину тока в цепи.
Реле напряжения по устройству аналогичны реле тока типов ЭТ и РТ, но их катушки выполнены тонким проводом и имеют сотни витков. Рассчитаны на напряжение срабатывания от 100 В до 235 В. Выпускаются типов РН-500, ЭН-500.
Промежуточные реле это вспомогательные реле, применяемые для разгрузки маломощных контактов основных реле от больших токов и для размножения воспринятого импульса по нескольким целям, для чего они делаются с большой группой контактов.
Промышленность выпускает для этой цели реле типа МКУ-48, РКН, РП, ПЭ-6,РЭС, ЭП и другие с напряжением срабатывания 12, 24, 48, 60, 110, 220В постоянного и переменного тока. Токи, коммутируемые контактами реле разных типов, имеют предел от 0,4А до 30А.
Реле времени. Реле времени создают регулируемую выдержку времени от момента подачи сигнала на срабатывание до момента замыкания или размыкания контактов и применяются для ограничения продолжительности отдельных операций при автоматическом управлении электроприводами, технологическими процессами и в релейной аппаратуре управления и защиты электрических сетей.
Для создания выдержки времени применяют: электрический разряд в RС—контуре, электромагнитные (реле с короткозамкнутой обмоткой), механические (маятниковые), пневматические, тепловые, моторные и другие способы.
Электромагнитный способ выдержки времени заключается в том, что на сердечник электромагнитного реле рядом с основной обмоткой помещается короткозамкнутая, обычно в виде медной втулки. При отключении реле магнитный поток от основной обмотки Фо падает, что вызывает появления Э.Д.С. и тока в короткозамкнутом витке, направленного в соответствии с законом Ленца так, что созданный им магнитный поток Фкз будет препятствовать исчезновению Фо, т.е. будет действовать согласно с ним и результирующий магнитный поток Фрез. = =Фо+Фк.з. будет уменьшаться медленно, в результате чего время отключения реле увеличивается.
Регулирование выдержки времени осуществляют изменением степени сжатия возвратной пружины, изменением толщины немагнитной латунной прокладки в воздушном зазоре или изменением начального магнитного потока реле путем уменьшения тока в катушке.
Для схем электропривода применяют электромагнитные реле времени следующих типов: РЭ-511, РЭ-515, ЭРЭ-100, имеющих выдержку от 0,3 до 5с.
При необходимости получить большие выдержки времени используют маятниковые реле с электромагнитным приводом типов ЭВ-120, РЭ-218 и другиес временем выдержки от 0,1 до 20с.
Большую выдержку до 3-5 минут обеспечивают тепловые реле времени МТР-1 и МТР-2 и пневматические реле у которых регулировка выдержки времени осуществляется изменением сечения отверстия, через которое проникает воздух из рабочей камеры. Пневматические реле имеют электромагнитное управление.
Выдержки времени до одного-двух часов обеспечивают электронные реле с RC контуром. Двигательные реле времени, имеющие основными элементами маломощный синхронный электродвигатель и редуктор допускают выдержку в несколько десятков часов.
Для контроля направления вращения вала управляемого электродвигателя применяют реле контроля скорости РКС индукционного типа, магнитный ротор которого соединяется с валом электродвигателя или рабочей машины, статор закрепляется на основании на отдельных подшипниках и имеет форму беличьей клетки. При вращении ротора статор отклоняется и с помощью упора замыкает контакты левого или правого направления вращения.
При автоматизации насосных или компрессорных установок применяют реле давления, основой которых служат манометрическая трубка, сильфонное или мембранное реле. Для регулировки предельного давления изменяют расстояние между подвижным и неподвижным контактами, изменяя первоначальное положение неподвижного контакта регулировочным винтом.
1. Какие требования предъявляют к контактной системе аппаратуры управления и защиты?
2. Какими способами осуществляется защита от коротких замыканий?
3. Поясните принцип действия плавных предохранителей. Область их применения, достоинства и недостатки.
4. Разберитесь в особенностях работы автоматического выключателя.
5. Объясните в чем достоинства и недостатки автоматических выключателей.
6. Поясните принцип действия и область применения тепловых реле.
7. Разберитесь в особенностях устройства тепловых реле.
8. Где наиболее целесообразно применять температурные реле ТМ-4 и ТДР-1?
9. В чем особенность конструкции температурного реле ТТР-1?
10. Поясните устройство температурного реле ДТР.
11. Почему в аппаратуре управления предусматривают и минимальную защиту? Как она осуществляется?
12. Какие функции выполняют контактор и магнитный пускатель?
13. Поясните, как устраняют вибрации якоря у контактора и магнитного пускателя переменного тока.
14. Почему в схемах управления контактором и пускателем параллельно кнопке пуск стоит нормально открытый блокировочный контакт?
15. Для чего в аппаратуре управления применяют реле?
16. Какие типы реле выпускает промышленность?
17. Поясните в чем особенность устройства реле тока и реле напряжения?
18. Какие типы реле времени находят применение в аппаратуре управления?
19. Для чего в аппаратуре управления применяют реле времени?