Почему коэффициент возврата у реле меньше единицы

Коэффициент возврата

Коэффициент возврата электрического реле — отношение значения вели-чины отпускания (возврата) хотп к значению величины срабатывания xсраб электрического реле [1], т.е.:

Для максимальных реле (рис. 1, а, б), срабатывающих при значениях величины, больших заданного значения, Kв 1.
Чем ближе к единице значение коэффициента возврата, тем в более узких пределах реле будет осуществлять контроль входного параметра.
Значение Kв для электромеханического реле конкретного типа зависит от соотношения тяговой характеристики электромагнита, характеристик возвратных и нажимых пружин, гистерезиса магнитопровода, зазора между якорем и сердечником и др. (рис. 2).

Рис. 2 Характеристики реле:
1, 2 — статические тяговые, 3 – механическая
d — зазор между якорем и сердечником

Коэффициент возврата увеличивается при уменьшении трения в меха-низме реле. Значение коэффициента возврата выше у реле с малым раствором контактов.
Рабочее значение входной воздействующей величины Хр логического реле выбирают превышающим значение величины срабатывания xсраб , т.е. с некоторым запасом (см. рис. 1, б). Отношение значений Хр к xсраб называют коэффициентом запаса по входной воздействующей величине.
Обычно в документации на реле коэффициент возврата задают в виде диапазона значений, например: «Коэффициент возврата Kв для реле максимального тока должен быть от 0,77 до 0,80».
Согласно [3] предусмотрен выпуск реле с нормированным или ненорми-рованным значением коэффициента возврата.
Значение коэффициента возврата Кв электрических реле контролируют при техническом обслуживании РЗА в соответствии с рекомендациями, приве-денными в [4].
В некоторых цифровых устройствах РЗА предусмотрено изменение зна-чения коэффициента возврата Kв для всех или некоторых алгоритмов защиты программным способом, о чём в документации [5] записано так:

— диапазон уставок коэффициента возврата КВ ДТО . 0,70 — 0,90
— диапазон уставок коэффициента возврата КВ ДЗТ . 0,50 — 0,90
— дискретность задания уставок КВ ДТО. 0,01

Изменение коэффициента возврата КВ ДТО выполняют при переходе в соответствующий кадр меню, вводя необходимое значение (рис. 3).

Рис. 3 Кадр меню для изменений коэффициентов возврата КВ ДТО и КВ ДЗТ

См. также Дифференциал

Литература
1. ГОСТ 16022-83 (СТ СЭВ 3563-82) Реле электрические. Термины и опре-деления.
2. Электромеханические реле// Материал расположен здесь: http://leg.co.ua/info/rzaia/elektromehanicheskie-rele.html

3. ГОСТ 17523-85. Реле электромагнитные. Общие технические условия

4. РД 153-34.0-35.617-2001. Правила технического обслуживания
устройств релейной защиты, электроавтоматики, дистанционного управления и сигнализации электростанций и подстанций 110 — 750 кВ.

5. ДИВГ.648228.031-04 РЭ. Блок микропроцессорный релейной защиты

БМРЗ-ТД. Руководство по эксплуатации. СПб.: НТЦ «Механотроника», 2005

6. Захаров О.Г. Словарь-справочник по настройке судового электрооборудования. Л.: Судостроение, 1987, 216 с.
7. Новодворец Л.А. Проверка, регулировка, настройка контакторов переменного тока. М.: Энергия, 1979
8. Реле защиты. М.: Энергия, 1976, 464 с.
9. Тун А.Я. Наладка и эксплуатация релейно-контакторной аппаратуры электроприводов. М.: Энергия, 1973

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Учитывая нестабильность параметров фоторезисторов, используемых в фотореле, низкий коэффициент возврата электромагнитных реле, а также различные условия адаптации глаза при наступлении рассвета или сумерек, представляется необходимым иметь дополнительную регулировку уставок времени включения и отключения освещения. Для компенсации старения светочувствительных элементов фотореле должны быть приняты специальные меры по увеличению длительности работы реле. Это может быть осуществлено подбором соответствующих режимов работы элементов схем. Желательно предусматривать подстроечные элементы, позволяющие периодически корректировать уставки срабатывания фотореле. При монтаже фотореле необходимо особое внимание уделить вопросам места установки и ориентации светочувствительного элемента, реагирующего на освещенность.  [16]

Почему стремятся к увеличению коэффициента возврата токовых реле и допускают низкий коэффициент возврата реле времени в токовой защите с выдержкой времени.  [18]

Электромагнитные реле описанной конструкции отличаются простотой и надежностью, но имеют значительный разброс по параметрам срабатывания и низкий коэффициент возврата .  [20]

Для выполнения простейших устройств одноступенчатого регулирования по напряжению используется электромагнитное реле серии РН-50, принимаемое в схемах автоматики, с пределами регулирования напряжения, например, включение конденсаторной установки при напряжении 90 в, а отключение — при 105 в для схем с трансформатором напряжения. Недостатком реле РН-50 является низкий коэффициент возврата , но при последовательном включении с обмоткой реле добавочного сопротивления можно получить точность, достаточную для работы автоматики.  [21]

В ряде случаев ток или напряжение отпускания реле в схемах автоматики должны быть значительно меньше тока или напряжения срабатывания. В этих схемах применяются реле с низким коэффициентом возврата .  [22]

Реле описанного типа могут использоваться в схемах автоматики электропривода как реле тока, напряжения и промежуточные реле. Кроме того, сама система с клапанным якорем дает низкий коэффициент возврата .  [23]

Автоматическое регулирование по напряжению и току с помощью аппаратуры достигается применением электромагнитных реле напряжения и тока. Такая реализация имеет невысокую точность регулирования, которая вызвана низким коэффициентом возврата электромагнитных реле.  [24]

Для более точной настройки схемы автоматики в связи с низким коэффициентом возврата реле напряжения в цепь его обмотки последовательно включается добавочный резистор.  [25]

Одно реле своим контактом включает конденсаторную установку при понижении напряжения в сети, другое реле отключает — при повышении напряжения. Для более точной настройки схемы автоматики в связи с низким коэффициентом возврата реле напряжения в цепи его катушки последовательно включается добавочное сопротивление.  [26]

В электротехнической практике нашло применение устройство, представляющее собой комбинацию феррорезонансного и электромагнитного реле ( или контактора) — феррорезонансно-контактное реле ( ФКР), электрическая схема которого изображена на рис. 5 — 8 а. Такое реле сочетает в себе достоинства феррорезонансных бесконтактных и контактных реле, в том числе высокую четкость срабатывания и отпускания и полное отсутствие остаточного тока. Недостатком реле остается низкий коэффициент возврата . Использование пусковых схем рис. 3 — 4 позволяет повысить коэффициент возврата, однако при плавном изменении питающего напря-ния в этом случае снижается четкость работы и наблюдаются колебания якоря электромагнитного реле в момент срабатывания. Такое реле представляет собой стабилизатор с феррорезонансом напряжений, в котором параллельно емкости включена катушка электромагнитного реле Р с рабочим контактом Р и блок-контактом РО. В интервале значений питающего напряжения, в пределах которого сердечник дросселя остается ненасыщенным, его индуктивное сопротивление велико и практически все подводимое напряжение приложено к обмотке дросселя. При этом напряжение на емкости незначительно и реле Р не возбуждено. При этом замыкаются рабочий контакт Р и блок-контакт Рв, подключающий сопротивление / параллельно обмотке дросселя. Изменяя сопротивление гк, можно изменять напряжение отпускания, устанавливая его меньшим, равным или большим напряжения пуска.  [27]

Если в схеме защиты используются реле тока РТ-40, реле времени РВМ-12 и дешунтирующее промежуточное реле РП-341, то проверку чувствительности реле РТ-40 и реле РВМ-12 после дешунтирования не производят, так как после срабатывания защиты промежуточное реле РП-341 самоудерживается своими контактами. Однако, как показывает практика, в связи с его низким коэффициентом возврата чувствительность после дешунтирования, как правило, не снижается.  [28]

В электромагнитных реле, имеющих чаще всего воспринимающие органы первого вида, время действия определяется многими факторами: скоростью изменения тока в цепи катушки и магнитного потока в магнитопро-воде, инерцией движущихся частей, величиной ускоряющей силы FV-Гс. В частности, уменьшение времени действия / Ср по мере увеличения ххткс ( рис. 7 — 8, ) обусловливается главным образом увеличением ускоряющей силы. По той же причине время действия реле с высоким коэффициентом возврата больше, чем у реле с низким коэффициентом возврата , чем в известной мере объясняется стремление применять в реле ускорения подъемные катушки, включаемые между позициями пусковых контроллеров для форсирования срабатывания реле. Несмотря па то что время действия обычных электромагнитных реле невелико ( сотые доли секунды), в ряде случаев стремятся его еще уменьшить.  [30]

Электрические и электронные аппараты ЛР 1. ЛР 1. Отчет по лабораторной работе 1 Электрические и электронные аппараты Изучение электромагнитного реле тока

Единственный в мире Музей Смайликов

Самая яркая достопримечательность Крыма
Скачать 86.82 Kb.

Кафедра электропривода и систем автоматизации

ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1

Электрические и электронные аппараты

«Изучение электромагнитного реле тока»

гр. 1023-07И Шведов К. С.

Подпись: ___________________
Проверил Плохов И.В

Лабораторная работа № 1

«Изучение электромагнитного реле тока»

Цель работы:

1.Изучить принцип действия и конструкцию электромагнитных реле РТ-40 и РН-50.

Контрольные вопросы

1.Каково назначение максимальных токовых реле?

Реле максимального тока предназначены для того, чтобы оповещать о превышении тока электрической цепи. Их применяют в цепях, которые следует уберечь от перегрузок или короткого замыкания.

Максимальные реле тока РТ40 предназначены для использования в схемах релейной защиты и автоматики. Эти реле реагируют на повышение тока в контролируемой цепи и являются реле косвенного действия.

2.Каким образом регулируется ток уставки в реле РТ-40?

Ток срабатывания регулируется за счет изменения натяга спиральной противодействующей пружины 4, которая прикреплена к якорю с помощью хвостовика 16. Натяг пружины фиксируется указателем 14.

Рисунок 1 — Электромагнитное реле максимального тока серии РТ40

1. конструкция реле;
2. изоляционная колодка с неподвижными контактами;
3. регулировочный узел;
4. контактный узел.

Уставка срабатывания реле серии РТ40 плавно регулируется натяжением пружины и ступенчато — переключением катушек обмотки с последовательной схемы на параллельную.

При переключении последовательного соединения секций обмоток на параллельное ток срабатывания увеличивается в два раза. Шкала уставок отградуирована для последовательного соединения секций катушек.

Реле выпускаются на токи от 0,1 до 200 А. Пределы уставок токов срабатывания реле при последовательном соединении катушек составляют 0,1 — 100 А, при параллельном соединении — 0,2 — 200 А.

3.Почему коэффициент возврата у максимальных токовых реле

меньше единицы?

Минимальный ток, при котором срабатывает реле, называют током срабатывания .

Максимальный ток, при котором якорь реле возвращается в исходное положение, называют током возврата .

Отношение тока возврата к току срабатывания реле называют коэффициентом возврата:

Коэффициент возврата всегда меньше единицы: чем ближе к единице, тем выше чувствительность максимальной токовой защиты.

4.Объяснить принцип действия реле РТ-40, РН-50.

Когда электромагнитная сила реле превышает механическую силу пружины, якорь притягивается к электромагниту. При этом подвижный контактный мост замыкает одну пару неподвижных контактов и размыкает вторую пару.

5.Составить и объяснить работу схемы защиты асинхронного двигателя от токов КЗ на базе реле.

Рисунок 2 — Схема защиты электродвигателя с помощью реле максимального тока

Во все фазы питания электродвигателей включаются катушки реле максимального тока, а их размыкающие контакты КА, КА2 и КА3 соединяются последовательно с блок-контактном КМ магнитного пускателя и шунтируются кнопкой пуска S2. При нормальной работе двигателя реле не выключаются, а при большой перегрузке или при коротких замыканиях одно или все три реле максимального тока включаются и своими размыкающими контактами разрывают цепь управления магнитного пускателя.

6.Какую функцию выполняет барабанчик, укреплённый на подвижной системе реле РГ-40?

Барабанчик служит для снижения вибраций.

В верхней части скобы, связанной с якорем, закреплён полый барабанчик. Барабанчик имеет внутри радиальные перегородки и заполнен сухим кварцевым песком.

При любом ускорении подвижной системы песчинки приходят в движение, и часть сообщённой 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.

7.Как влияет на ток срабатывания встречное соединение катушек в реле РТ-40?

Работать при встречном соединении реле не будет. Обмотки будут взаимно компенсировать результирующий поток.

Почему коэффициент возврата у реле меньше единицы

Устройство и принцип действия электромагнитных реле . Принцип действия электромагнитных реле основан на притяжении стальной подвижной системы к электромагниту при прохождении тока по его обмотке [15,22].

На рис.2.2 представлены три основные разновидности конструкций электромагнитных реле, содержащих: электромагнит 1, состоящий из стального магнитопровода и обмотки; стальную подвижную систему (якоря) 2, несущую подвижный контакт 3; неподвижные контакты 4; противодействующую пружину 5.

Проходящий по обмотке электромагнита ток I р создает магнитодвижущую силу (МДС) w_PI_P , под действием которой возникает магнитный поток Ф 1 , замыкающийся через магнитопровод электромагнита 1, воздушный зазор δ и подвижную систему 2. Якорь намагничивается, появляется электромагнитная сила F _Э , притягивающая якорь к полюсу электромагнита. Если сила F _Э преодолевает сопротивление пружины, то якорь приходит в движение и своим подвижным контактом 3 замыкает неподвижные контакты реле 4. При прекращении или уменьшении тока I р до значения, при котором сила F _Э становится меньше силы F _П сопротивления пружины 5, якорь возвращается в начальное положение, размыкая контакты 4.

Начальное и конечное положения якоря ограничиваются упорами 6.

Силы и момент, действующие на подвижную систему реле. Как известно [10], электромагнитная сила F _Э , притягивающая стальной якорь к электромагниту и вызывающая движение якоря, пропорциональна квадрату магнитного потока Ф в воздушном зазоре:

Магнитный поток Ф и создающий его ток I_P связаны соотношением

где R_M – магнитное сопротивление пути 1 , по которому замыкается магнитный поток Ф; w_P – количество витков обмотки реле.

Магнитное сопротивление магнитопровода электромагнита R_M состоит из сопротивления его стальной части R_C и воздушного зазора δ R _В.З :

Подставив (2.2) в (2.1), получим

У реле с поворотным якорем и с поперечным движением якоря (рис.2.2, б, в) электромагнитная сила F _Э образует вращающий момент

где d — плечо силы F _Э .

Из (2.3) и (2.4) следует, что сила притяжения F _Э и ее момент Мэ пропорциональны квадрату тока I 2 _Р в обмотке реле и имеют, следовательно, постоянное направление, не зависящее от направления (знака) этого тока. Поэтому электромагнитный принцип пригоден для выполнения реле как постоянного, так и переменного тока и широко используется для изготовления измерительных реле тока, напряжения и вспомогательных реле логической части: промежуточных, сигнальных и реле времени.

При перемещении якоря электромагнитного реле в сторону срабатывания уменьшаются воздушный зазор δ (рис.2.2) и соответственно R_M . При постоянстве тока в реле уменьшение R_M вызывает увеличение магнитного потока Ф (2.3), что обусловливает возрастание F э и Мэ (2.4).

У реле с поперечным движением якоря и с втягивающимся якорем поле в воздушном зазоре нельзя считать однородным. Для этих конструкций зависимости R_M = ¦ (δ), F э = ¦ (δ) и Мэ = = ¦ (α) имеют сложный характер (рис.2.2, а, б). Силу F э и момент Мэ можно выразить через производную магнитной проводимости воздушного зазора [10] уравнением

где G_{B .З} — магнитная проводимость воздушного зазора, равная 1/ R _В.З .

Сила (момент), противодействующая движению подвижной системы реле, создается пружиной ( F п и Мп), трением и тяжестью подвижной системы ( F_T и М_Т). При движении якоря на замыкание контактов F п и Мп увеличиваются с уменьшением δ по линейному закону: Мп = ka . (рис.2.3, а); сила трения F_T остается неизменной.

Токи срабатывания и возврата реле, коэффициент возврата . Ток срабатывания. Реле начинает действовать, когда

Мэ = Мэ.с.р = Мп + Мт. (2.6)

Наименьший ток, при котором реле срабатывает, называется током срабатывания I ср.

В реле, выполняющих функции ИО, предусматривается возможность регулирования I ср изменением числа витков обмотки реле (ступенями) и момента, противодействующей пружины М_П (плавно).

Ток возврата. Возврат притянутого якоря в исходное положение происходит при уменьшении тока в обмотке реле под действием пружины 5 (см. рис.2.2), когда момент М_П преодолевает электромагнитный момент М_Э.ВОЗ и момент трения М_Т. Как следует из рис.2.4, это произойдет при соблюдении условия

где М_Э ‘ ₂ — момент, при котором начинается возврат реле.

Током возврата реле I _ВОЗ называется наибольшее значение тока в реле, при котором якорь реле возвращается в исходное положение.

Коэффициент возврата. Отношение токов I _ВОЗ / I ср называется коэффициентом возврата к _B :

У реле, реагирующих на возрастание тока, I с.р > I _ВОЗ и k_B < 1 .

Из диаграммы (рис.2.4) следует, что чем больше избыточный момент ΔM и момент трения М _T , тем больше разница между I _ВОЗ и I с.р и тем меньше k_B .

Особенности работы реле на переменном токе. При протекании по обмотке реле переменного тока согласно (2.3) мгновенное значение . Учитывая, что

где k = 1/2 k ’ .

Это выражение показывает, что электромагнитная сила (а следовательно, и М_{Э t} ) электромагнитного реле переменного тока содержит две составляющие: постоянную kI 2 _m и переменную kI 2 _m cos 2 w t , изменяющуюся с двойной частотой ( ¦ = 100 Гц) тока (рис.2.5). Электромагнитная сила F _{Э t} ( M _{Э t} ) имеет пульсирующий характер. В то же время противодействующая сила пружины F _П имеет неизменное значение. В результате этого, при сработанном состоянии реле, якорь реле будет находиться под действием разности двух сил F _{Э t} – F _П , меняющей свой знак.

В интервалы времени ab , cd , ef в течение каждого периода Т, когда F _П > F _Э (рис.2.5), якорь реле стремится отпасть и разомкнуть контакты реле, а в интервале b с , de , когда F _Э > F _П , якорь вновь притягивается к электромагниту, стремясь замкнуть контакты. Вибрация якоря вызывает вибрацию контактов, оказывая вредное влияние на работу реле.

Для устранения вибрации применяется расщепление магнитного потока Фр обмотки на две составляющие Ф _I и Ф _II , сдвинутые по фазе. Расщепление потока Фр достигается при помощи короткозамкнутого витка К (рис.2.6).

Короткозамкнутый виток К охватывает часть сечения магнитопровода. Под влиянием магнитного потока Ф _I в витке К возникает ток I к , создающий поток Фк. На рис.2.6 показаны положительные направления магнитных потоков, а их векторная диаграмма приведена на рис.2.7.

В магнитопроводе реле циркулируют два результирующих магнитных потока: Ф _I – выходящий из-под сечения магнитопровода, охваченного витком К; Ф _II — выходящий из-под сечения S ₂ , не охваченного витком:

Векторная диаграмма (рис.2.7) показывает, что магнитный поток Ф _I сдвинут относительно Ф _II на угол ψ.

Каждый из магнитных потоков (рис.2.8) Ф _I = Ф _Im sin w t и Ф _II = Ф _IIm sin ( w t +ψ) создает силы F _{Э I} и F _{Э II} , кривые изменения которых смещены по фазе так же, как и магнитные потоки. В результате этого при уменьшении одного из потоков второй нарастает, не позволяя электромагнитной силе понизиться до нуля.

Отключающая способность контактов зависит от значений тока, напряжения и индуктивности размыкаемой цепи. Она условно характеризуется мощностью S_K , представляющей собой произведение номинального напряжения источника оперативного тока U _О.Т и наибольшего допустимого тока I _К.Д , размыкание которого не вызывает повреждение контактов: S_K = U _О.Т I_{K Д} . Следует отметить, что для цепей переменного тока допустимый ток I_{K Д} . всегда больше, чем для цепи постоянного тока. Это объясняется тем, что при прохождении переменного тока через нулевое значение электрическая дуга гаснет, а возможность ее повторного зажигания уменьшается благодаря увеличению зазора между размыкающимися контактами и снижению значения E_L . Для облегчения работы контактов можно применять шунтирование обмотки аппарата, находящегося в управляемой цепи, искрогасительным контуром RC или цепью из R и диода VD (рис.2.9). В этом случае большая часть тока, вызываемого ЭДС E_L , замыкается по шунтирующему контуру, в котором и погашается (расходуется) основная часть энергии, накопленной в магнитном поле обмотки. В результате этого энергия, поддерживающая ток и электрическую дугу между контактами реле, уменьшается, что существенно облегчает работу контактов. Наличие искрогасительного контура замедляет возврат реле. Этого недостатка лишена схема на рис.2.9, б. Здесь диодом VD шунтируется контакт реле KL , размыкающий индуктивную цепь. При такой схеме ток i , обусловленный E_L , почти полностью замыкается, помимо размыкающихся контактов К, через контур и сопротивление источника U _О.Т . В нормальных условиях, когда контакты реле разомкнуты, контур, шунтирующий контакты, разомкнут диодом VD .

Электрическая дуга между подвижным и неподвижным контактами возникает и при замыкании управляемой цепи. При замыкании подвижный контакт ударяется о неподвижный, что порождает вибрацию контактов, сопровождаемую многократным замыканием и размыканием управляемой цепи. При этом в момент разрыва появляется дуга, которая может вызвать оплавление и приваривание контактов при сильном их нагреве. Вибрация прекратится, когда кинетическая энергия подвижной системы реле израсходуется на преодоление сопротивления подвижных контактов и нагрев элементов замыкаемой цепи.

Для предупреждения порчи контактов электрической дугой неподвижные контакты выполняются в виде упругих пластин, колеблющихся вместе с подвижными контактами без разрыва управляемой цепи. Применяются также демпферы (механические успокоители), поглощающие кинетическую энергию подвижной системы. Контакты выполняются из тугоплавкого и менее подверженного окислению материала. Применяется серебро, металлокерамика и др.