книги / Электрические аппараты автоматического управления
..pdfКулачковые контроллеры допускают до 600 включений и от ключений в час. Они рассчитаны на большие токи при малом числе цепей. Контроллеры бывают постоянного и переменного тока. Принципиальных конструктивных различий между ними нет, однако барабанные и кулачковые контроллеры постоянного
Рис. 7.34
тока имеют дугогашение, в то время как в контроллерах пере менного тока оно отсутствует. Раньше контроллеры применялись почти исключительно как аппараты пуска двигателей постоянного
ипеременного тока. В настоящее время контроллер получил весьма широкое применение в различных электрических схемах.
Магнитные контроллеры (рис. 7.35) предназначены для пуска
ирегулирования скорости реверсивных электродвигателей по стоянного и переменного тока и применяются в тех случаях, когда при тяжелом режиме нагрузки нельзя использовать кон троллеры главной цепи, а также когда по условиям эксплуатации
иразмещения электрооборудования необходимо иметь дистан ционное управление. Они различаются по допускаемой мощности, по исполнению схемы и по количеству двигателей, управляемых одним магнитным контроллером.
Магнитные 'контроллеры серии П применяются для управле ния двигателями постоянного тока с последовательным возбуж дением, а серии ТиТС — для управления двигателями перемен ного тока.
11 В. П. Красин
Главная цепь
Рис. 7.35
Конструктивно магнитный контроллер представляет собой панель, на которой расположено необходимое количество кон такторов и командо-контроллер для управления этими контак торами по соответствующей схеме.
ГЛАВА 8. РЕЛЕ и д а т ч и к и
§ 8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
На рис. 8.1 даны статические функциональные связи «вход — выход» y = f(x ). По виду статической характеристики элементы автоматики делятся на элементы непрерывного (рис. 8 .1, а) и ди скретного (рис. 8 .1 , 6 ) действия.
Как видно, у элементов первой группы при плавном изменении входной величины х также плавно изменяется выходная вели чина у," а у элементов второй группы при плавном изменении входной величины * происходит скачкообразное изменение вы ходной величины у•
Обе характеристики обладают гистерезисом, что делает пара метры срабатывания и отпускания различными. Это явление ухудшает их эксплуатационные качества.
Приведенные характеристики показывают, что указанные элементы не чувствительны к полярности сигнала. Такие элемен ты называются неполярными или нейтральными.
Существуют также элементы непрерывного и дискретного дей ствия, имеющие характеристику, приведенную на рис. 8 .1 , в и 8 .1, г. У этих элементов с изменением полярности входа изменяет ся полярность выхода. Такие элементы называются реверсивными или поляризованными. К элементам указанных типов относятся различные реле и датчики. Прерывистый скачкообразный харак тер функциональной связи y = f(x ) называется релейным (рис. 8 .1 , б и г), а аппараты, осуществляющие прерывистое скач кообразное управление, называются реле.
Аппараты, осуществляющие непрерывную функциональную связь y = f(x ) (рис. 8 .1 , а—в), т. е. такие, у которых с изменением входной величины х происходит плавное изменение выходной величины у, называются датчиками.
§ 8.2. РЕЛЕ
Реле выполняют различные функции и потому по конструкции весьма разнообразны. Классифицируют их по разным признакам, обычно по тем параметрам, которыми приводятся в действие. Различают реле токовые, напряжения, мощности, частоты, тепло вые, газовые и др. Реле содержит три основных функциональных элемента; воспринимающий, промежуточный и исполнительный.
По принципу действия воспринимающих органов различают реле электромагнитные, поляризованные, индукционные, магнит ные, электронные и др. По принципу действия исполнительных органов реле бывают контактные и бесконтактные.
По способу включения воспринимающего органа различают первичные, вторичные и промежуточные реле.
По способу воздействия на управляемый объект различают реле прямого и косвенного действия.
По назначению реле разделяются на три основные группы, а именно: реле управления электроприводами, защиты энерго систем, автоматики и электросвязи.
8.2.1. Реле управления электроприводами
Электромагнитные реле времени (типы ЭРЭ-100, ЭРЭ-180, РЭ-100, РЭ-180, РЭ-511 и др.) выполняются на постоянном токе с напряжением 48, 110 и 220 в. Их действие основано на замедле нии затухания или нарастания магнитного потока в магнитной системе, благодаря чему реле работает с замедлением. Это по зволяет получить выдержку времени при срабатывании или от пускании, т. е. то, что и требуется от реле времени.
На рис. 8 . 2 представлено реле |
времени типа РЭ-100, где |
1 — скоба магнитопровода (ярмо), |
2 — якорь, 3 — немагнитная |
прокладка, 4 — втягивающая катушка, 5 — болт упора, 6 — под вижный контактный мостик н. о. контакта, 7 — неподвижные кон тактные стойки. Это реле имеет магнитную систему клапанного типа. На сердечник, помимо катушки, одета немагнитная втулка,
сплошная или составленная из колец. Назначением этой втулки является создание выдержки времени реле. При снятии напря жения с катушки магнитный поток начинает спадать и в процессе этого наводит э. д. с. и ток во втулке (короткозамкнутый виток), в результате чего втулка создает магнитный поток, который стре мится поддержать спадающий магнитный поток при отключении реле и задержать нарастание магнитного потока при нарастании его во время включения. Обычно реле времени типа РЭ-100 используется как реле времени при отключении. На рис. 8.3 при ведены кривые спадания тока и магнитного потока при отпадании якоря. Грубая регулировка выдержки реле достигается измене нием толщины немагнитной прокладки, расположенной на якоре против сердечника; тонкая — натяжением пружины, которая ре гулирует поток отпуска. Немагнитная прокладка нужна также для устранения возможного прилипания якоря к сердечнику.
Р е л е т и п а Р Э - 1 0 0 имеет выдержку времени до 0,9 сек. Это реле может быть использовано как реле тока и напряжения.
Р е л е т и п а Р Э - 1 8 0 конструктивно такое же, как и РЭ-100, но только может иметь выдержку времени до 5 сек, так как имеет большие размеры и вес немагнитной втулки.
Рис. 8.4
Р е л е т и п а Р Э - 5 1 1 (рис. 8.4) серии РЭ-500 работает на том же принципе, что и реле типа РЭ-100, но конструктивно выглядит несколько иначе. Оно имеет гнутый (U-образный) сердечник и алюминиевые втулки, а также алюминиевое основа ние, в котором покоится гнутая часть сердечника. Это алюминие вое основание служит дополнительным короткозамкнутым вит ком. Чем больше постоянная времени втулки,.тем большую вы-
L
держку времени будет иметь реле Г = — . Так как L одного витка
мало, то для увеличения Т необходимо уменьшить г, т. е. увели чивать сечение втулки, а значит, ее вес. Поэтому чем большую массу металла содержит втулка, тем большую выдержку времени можно получить в реле.
Отношение напряжения отпускания к напряжению срабаты вания реле называется коэффициентом возврата реле
U отп
где kQ— коэффициент возврата реле (0,15—0,2); Uотп — напряжение отпускания реле;
t/cp — напряжение срабатывания реле.
Очень низкий коэффициент возврата является отрицательным показателем таких реле, как реле постоянного тока управления электроприводами.
Маятниковое реле времени типа РВМ- 2 (рис. 8.5) состоит из приводного механизма реле, регулируемого механизма замедле ния срабатывания контактов реле, контактной системы, пласт
массовой панели, на которой смонтированы все основные узлы
реле.
Приводной механизм реле состоит из «тянущего» электро магнита типа ЭС-1-5100, имеющего якорь, заводную пружину сжатия, рычагов и храпового сегмента, механизма замедления срабатывания контактов и представляет собой простейший часо
вой механизм маятникового типа, заключенный в пластмассовый корпус. Точная регулировка выдержки времени осуществляется путем изменения длины маятника. Контактная система реле со стоит из двух конечных выключателей типа ВК-111. При подаче напряжения на катушку электромагнита сердечник его втяги вается, увлекая за собой рычаги приводного механизма. Скоба замыкает нормально открытые и размыкает нормально закрытые контакты выключателя мгновенного действия.
При втягивании сердечника электромагнита перемещается храповой сегмент, который в свою очередь вращает шестерню часового замедлителя. Храповой сегмент перемещается по этой шестерне до тех пор, пока по ней не пройдут все зубцы сегмента. Весь путь сегмент проходит в заданный промежуток времени, определяемый установкой выдержки времени реле. Затем сег мент, отцепившись от шестерни, под действием заводной пру жины наносит установленным на нем штифтом резкий удар по плечу рычага, который передает своим другим плечом удар кнопке выключателя. Только после этого происходит размыкание нормально закрытых и замыкание нормально открытых контак тов реле, т. е. с выдержкой времени, определяемой движением сегмента по шестерне механизма замедления. После снятия на пряжения с катушки электромагнита под действием силы тяжести сердечник и вся подвижная система реле возвращается в исход ное положение.
Пневматическое реле времени серии РВП-lM |
(рис. 8 .6 ) |
|
состоит |
из приводного механизма 1, регулируемого меха |
|
низма |
замедления срабатывания контактов реле |
2 , контакт |
ной системы реле 3 и стальной панели 4, на которой смонтиро ваны все основные узлы реле. Приводной механизм реле пред ставляет собой электромагнитную систему, состоящую из ярма 1 с катушкой и сердечника 2. Ярмо и сердечник собраны из штам пованных пластин. Сердечник вместе с системой направляющих связан посредством возвратной пружины 3 с основанием пневма тической камеры замедления 4. Регулируемый пневматический замедлитель 4 срабатывания контактов реле представляет собой две камеры — верхнюю и нижнюю. В верхней камере смонтиро ваны выхлопной клапан и регулирующая установка времени реле, дросселирующая игла с гайкой для регулировки выдержки вре мени. Между обеими камерами закреплена диафрагма из тонкой прорезиненной ткани, связанная жесткой тягой с пластмассовой колодкой 6. Между пластмассовой колодкой и основанием ниж ней камеры установлена пружина 5, стремящаяся опустить пласт массовую колодку в крайнее нижнее положение.
Контактная система представляет собой микропереключатели типа МП-1, МП-7, МП-8 , имеющие переключающие контакты.
При подаче питания на катушку электромагнита реле якорь 2 электромагнита втягивается, освобождая при этом пластмассо вую колодку 6, которая под действием пружины начнет опускать ся, но не мгновенно, так как она связана с диафрагмой пневма тической камеры реле. Скорость перемещения диафрагмы зави сит от количества воздуха, засасываемого через дроссельное коническое отверстие пневматической камеры в единицу времени.
Меняя, с помощью иглы сечение дроссельного отверстия, можно получать различные выдержки времени. Когда пластмассовая колодка реле дойдет до крайнего нижнего положения, она воз действует посредством рычагов на штифт микропереключателя 7 и переключает его контакты. При втягивании сердечника 2, кроме того, переключаются без выдержки времени контакты микро переключателя 8.
После снятия напряжения с катушки сердечник под действием возвратной пружины возвратится в исходное положение и подни мет колодку 5 в верхнее крайнее положение. В пневматической камере произойдет выхлоп воздуха через клапан, а контакты
микропереключателей 7 и 8 возвратятся в первоначальное поло
жение.
Реле типа РЭ-60 (рис. 8.7) (а — внешний вид, б — противо действующая пружина, в — дугогасительное устройство, г — маг нитная система) применяется в схемах автоматического управле ния электроприводами в цепях с напряжением ПО—500 в.
Особенностью этого реле является достаточно высокий коэффи циент возврата (0,6—0,7). Достигается это за счет наличия воз душных промежутков в магнитной цепи реле, а также благодаря соответствующей характеристике пружины, действующей на якорь. Эти особенности конструкции реле позволяют приблизить значение U0тп к Ucр, и тем самым достичь более высокого коэф фициента возврата. Реле снабжено дугогасительным устройством, работающим по принципу магнитного дутья.
Реле типа ЭРЭ-70 (РЭ-70) (рис. 8 .8 ) постоянного тока с магнитной системой клапанного типа используется как реле напряжения и тока для защиты установок от перегрузок, токов
короткого замыкания и как |
реле минимального напряжения. |
На рис. 8 .8 : 1 — подвижный |
контактный мостик, 2 — регулиро |
вочная гайка, 3 — якорь, 4 — ролик, 5 — кнопка механизма руч