Реле контроля угловой скорости

Применяются механические реле контроля угловой скорости вращения двух типов:

• с измерительным преобразователем, реагирующим на центробежную силу, создаваемую вращающимися грузами преобразователя;

Рис. 6.13. Механическое реле скорости

Измерительный преобразователь (ИП)

КК1

ЭЦ1

λ

КК2

МП2

ЭЦ2

МП1

• с измерительными преобразователями, действующими по принципу асинхронного двигателя (рис. 6.13).

Рассмотрим реле второго типа, действующего по принципу асинхронного двигателя. Реле механически соединено с валом двигателя.Постоянный магнит 3 вращается этим валом, внутри цилиндра 2 типа «беличья клетка». Токи, индуцированные в стержнях клетки, взаимодействуют с вращающимся магнитным полем постоянного магнита и создают для цилиндра и рычага 1(органа управления) вращающий момент. Например, при определенной частоте вращения вала против часовой стрелки вращающий момент вызовет перемещение толкателя механической передачи МП1 влево на некоторую величину λ, достаточную чтобы произошла коммутация электрической цепи ЭЦ1 коммутирующим контактом КК1. При вращении вала по часовой стрелке произойдет коммутация цепи ЭЦ2 контактом КК2, если скорость вращения превысит значение уставки реле.

Уставку срабатывания реле в зависимости от скорости вращения настраивают путем регулировки натяжения возвратной пружины механической передачи.Для ускорения процесса коммутации в механической передаче может использоваться переключающая пружина (см. п. 3.2.1, п. 3.2.4).

Температурное реле

Механическое температурноереле реагирует на изменение температуры воспринимающего элемента, принцип действия которого подобен действию биметаллического электротеплового преобразователя (см. п. 3.9.3) с той разницей, что на нагрев биметалла оказывает влияние не ток, а окружающая среда. Реле может быть представлено структурной схемой, изображенной на рис. 6.10.

Конструктивное исполнение воспринимающего элемента (ИП+ОРУ) температурного реле определяется во многом областью его применения. Например, температурное реле типа ТР-200М предназначено для контроля температуры нагрева жидкой или газовой рабочей среды. Корпус реле герметичный и представляет собой латунную трубку, длина которой изменяется при изменении температуры. Внутри корпуса находятся коммутирующие контакты КК и детали механической передачи МП, выполненные из инвара. Благодаря разным по величине температурным коэффициентам латуни и инвара и специальной конструкции кинематической цепи МП, происходит срабатывание реле при нагревании корпуса до некоторой температуры. Снижение температуры до определенного значения вызывает отпускание реле и возвращение контактов в исходное состояние. Пределы контролируемой температуры от 25 до 200 ^ОС, погрешность не более 5 ^ОС.

Бесконтактное температурное реле на основе термистора имеет воспринимающий температуру элемент – терморезистор. Этот полупроводниковый прибор имеет существенно нелинейную вольт-амперную характеристику (см. п. 1.6.2) и большой по абсолютной величине отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Чувствительность термистора значительно выше, чем у биметаллического воспринимающего элемента контактного реле.

Термистор подсоединяется в разрыв электрической цепи так же, как подсоединяется коммутирующий контакт. Ток, протекающий по нему сначала плавно при нагреве термистора, а затем скачком возрастает из-за изменения сопротивления от 2,2 кОм до 30 Ом (у термистора СТ3-27) в рабочем диапазоне температур от 25 ^ОС. Номинальная мощность рассеяния 70 мВт.

Комплектное реле контроля неэлектрических параметров

Комплектные реле контроля перемещения, скорости, температуры построены в соответствии со структурной схемой, показанной на рис. 6.11. В них предусмотрены соответствующие датчики: перемещения (положения), скорости, температуры (см. п. 9.1). С выхода датчика электрическое напряжение подается на обмотку катушки малогабаритного реле напряжения (РН). Уставка реле настраивается на определенное значение входной величины по напряжению срабатывания РН.

Например, в устройствах автоматики используется реле скорости и направления вращения, в состав которого входят тахогенератор постоянного тока (см. п.9.5.1) и поляризованное реле (см. п. 6.1).

Глава 7

АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ

Общие сведения

В электроприводах и системах автоматики применяют аппараты защиты электрических цепей и приемников электрической энергии, а также обслуживающего персонала для отключения участка цепи, на котором возник ненормальный режим работы, в следующих случаях:

• возникновение сверхтока – электрического тока перегрузки или тока короткого замыкания;

• снижение электрического напряжения ниже допустимого значения;

• повышение электрического напряжения выше допустимого значения;

• появление недопустимого по величине тока утечки на землю и др.

При выполнении функции защиты необходимо решать следующие задачи:

1) осуществлять контроль электрического параметра (тока, напряжения) в электрической цепи;

2) выработать команду на отключение участка цепи, если контролируемый параметр вышел за пределы области допустимых значений;

3) исполнить команду, отключив участок цепи, на котором возник ненормальный режим работы.

Для решения этих задач могут использоваться несколько электроаппаратов, например, три, если каждый аппарат реализует решение только одной из перечисленных задач, и в совокупности они выполняют функцию защиты. Может использоваться один аппарат, но тогда он должен решать все три задачи.

Рассмотрим схемы реализации функции автоматической защиты: с одним аппаратом (рис. 7.1а), с двумя аппаратами (рис. 7.1б) и с тремя аппаратами (рис. 7.1в).

Источником информации для аппарата защиты служит канал передачи энергии от источника электрической энергии (ИЭЭ) до приемника электрической энергии (ПЭЭ) по электрической цепи (ЭЦК). Контролируемый параметр цепи ЭЦК – ток или (и) напряжение.

а)

б)

в)

Рис. 7.1. Структурные схемы узлов автоматической защиты

ИЭЭ

ЭЦК

ПЭЭ

АВ

ИЭЭ

ЭЦК

ПЭЭ

Р

К

ЭЦ1

ИЭЭ

ЭЦК

ПЭЭ

ПИ

К

ЭЦ1

ЭЦ2

Р

В схеме на рис. 7.1а аппаратом защиты является автоматический выключатель (АВ) или предохранитель с плавкой вставкой. Автоматический выключатель (см. п. 7.4), называемый также автоматом, выполняет функцию защиты, разрывая своими контактами ЭЦК при автоматическом отключении сверхтоком. Предохранитель (см. п. 7.6) разрывает ЭЦК своей плавкой вставкой, разрушаемой сверхтоком.

Для схем на рис. 7.1б ирис. 5.1в аппаратом защиты обычно служит реле (Р) тока или напряжения, применяемое совместно с контактором (К). Для защиты двигателей электроприводов от перегрузки применяются электротепловые реле (см. п. 7.3). Функции контроля параметров ЭЦК и гальванической развязки цепи управления (ЭЦ1) и силовой ЭЦК может выполнять (на рис. 7.1в) измерительный преобразователь (ПИ), например, трансформатор тока или трансформатор напряжения.

Электродвигатель привода защищают от перегрузки с помощью электротеплового реле, если ток в двигателе превышает на 25…400% номинальный ток двигателя. Если ток, например ток короткого замыкания, в двигателе превышает пятикратное значение номинального тока, защита осуществляется с помощью реле максимального тока. Отключение двигателя производится линейным контактором.

В электроприводах применяют так называемую нулевую защиту. Ее смысл состоит в том, что электропривод (электродвигатель) не продолжит работу после даже кратковременного прекращения питания от ИЭЭ. Нулевую защиту выполняет реле минимального напряжения совместно с линейным контактором или контактор без реле, если он включен по схеме с «самоподхватом», когда вспомогательный замыкающий контакт контактора подсоединен в разрыв цепи питания его катушки параллельно контакту кнопки «Пуск».