Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Электромагнитные реле переменного тока

 

В предыдущих параграфах рассматривалась работа реле при питании от сети постоянного тока. При подаче в обмотку реле переменного тока якорь также будет притягиваться к сердечнику. Это объясняется тем, что, согласно уравнению (17.12),электро­магнитное тяговое усилие пропорционально квадрату МДС, а зна­чит, и квадрату тока в обмотке. Поэтому, хотя переменный ток пе­риодически меняет свое направление, знак тягового усилия не будет зависеть от направления тока. Таким образом, всегда бу­дет действовать именно сила притяжения, а не сила отталкивания. Переменный ток, протекая по обмотке реле, создает в рабочем зазоре переменный магнитный поток. Подставляя (17.25) в уравнение (17.13), получим

 

 

 
 

 


На рис. 17.14 показаны графики изменения тока i от времени в обмотке реле и электромагнитного тягового усилия Fa. Якорь при­тягивается к сердечнику под действием среднего значения электро­магнитного усилия, т. е. его постоянной составляющей Fa cp, пока занной на рис. 17.14 прямой линией. Величина F3 cp определяется из урав­нения (17.26), если заменить sin2wt на

       
   
 
 

 


а переменная составляющая 0,5F3 maxcos2wt изменяется с двойной частотой.

Из уравнения (17.29) видно, что при одинаковых конструктивных раз­мерах реле и равных значениях мак сималыюй

магнитной индукции среднее значение электромагнит­ного усилия Fз ср реле переменного тока вдвое меньше, чем реле постоянного тока. Дважды за период электромагнитное усилие об­ращается в нуль. Следовательно, якорь реле может вибрировать, периодически оттягиваясь от сердечника возвратной пружиной. Конечно, из-за массы якоря сила инерции не позволяет ему совер­шать колебательные движения. Периодическое изменение силы тя­ги появляется именно как дрожание якоря, сопровождаемое ха­рактерным гудением на частоте 100 Гц (при питании от сети про­мышленной частоты 50 Гц). В реле переменного тока для устра­нения вибрации якоря применяются специальные конструктивные меры. Следует также отметить, что наличие переменного потока в магпитопроводе реле приводит к появлению вихревых токов в стали. Эти токи нагревают сердечник, ярмо и якорь реле, на что бесполезно расходуется энергия. Для уменьшения вихревых токов и потерь энергии магнитопровод набирается из отдельных тонких (толщиной 0,5 или 0,35 мм) листов электротехнической стали, ко­торые изолируют друг от друга, что увеличивает сопротивление на пути вихревых токов, уменьшает сечение стали на этом пути.

Реле постоянного тока получили большее распространение, чем реле переменного тока. Главное их преимущество — меньшие га­бариты и большая чувствительность. При наличии сети переменно­го тока можно включать реле постоянного тока через выпрямитель­ные устройства.

Реле переменного тока имеет еще одну важную особенность по сравнению с реле постоянного тока. При питании обмотки реле от сети переменного тока сопротивление этой обмотки будет иметь как активную составляющую R, так и индуктивную составляющую

 
 

 

 


XL = wL, определяемую индуктивностью обмотки L,. При подклю­чении обмотки реле к постоянному напряжению ток не зависит от перемещения якоря, он остается постоянным и определяется сопро­тивлением R.

Рассмотрим три основных способа устранения вибрации реле пе­ременного тока: применение короткозамкнутого витка; применение многофазной обмотки; применение массивного якоря.

Наиболее часто для исключения вибрации реле переменного то­ка используется короткозамкпутый виток, охватывающий часть сер­дечника (рис. 17.15, а, б). В сердечнике делается щель на неболь­шую глубину (обычно пропиливается). В эту щель вставляется од-па сторона короткозамкнутого витка, обычно представляюще­го собой медную штампованную прямоугольную рамку. Принцип действия короткозамкнутого витка заключается в следующем. Пе­ременный магнитный поток Ф, созданный к жом в обмотке реле, про­ходит по сердечнику и разветвляется па дне части: один поток Ф1 проходит по стали, не пронизывая плоскость витка; другой поток ф2 проходит по стали, наводя в витке переменную ЭДС, как во вторичной обмотке трансформатора. Так как виток замкнут на­коротко, то в нем под действием наведенной ЭДС пойдет ток, соз­давая магнитный поток ФК А, препятствующий изменению магнит­ного потока Ф2. Это приводит к отставанию по фазе потока Ф2 от потока Ф1, Следовательно, в рабочем зазоре реле переменного тока будут действовать для сдвинутых во времени потока (рис. 17.15, в). Поэтому электромагнитная тяговая сила ни в один из моментов времени не будет равна нулю; когда магнитный поток Ф1, равен пулю, то сила создается еще не равным нулю потоком Ф2, а когда этот поток Ф2 станет равен нулю, уже поток Ф1, возрастет и обес­печит создание тяговой силы. С помощью корогкозамкнутого вит­ка удается обеспечить отставание магнитного потока Ф2 от Ф1, на (30—70°). Но за счет встречно направленного потока Фka ве­личина Ф2 получается меньше, чем Ф1.

Обеспечить равенство потоков Ф2 и Ф1 и сдвиг их по фазе па 90° можно с помощью двухфазного реле. Такое реле имеет два сердечника с раздельными обмотками и общий якорь. В цепь од-поп из обмоток включается конденсатор, обеспечивающий сдвиг по фазе токов в обмотках па 90°. При таком сдвиге фаз и равенст­ве магнитных потоков результирующая сила притяжения якоря будет иметь постоянное значение. При наличии трехфазной сети электромагнитный механизм реле может быть выполнен в виде Ш-образного сердечника с тремя обмотками (на каждом стерж­не— одна обмотка) и плоского якоря. Обмотки обычно соединя­ются звездой и включаются в трехфазную сеть. Три магнитных по­тока в трех рабочих зазорах будут создавать постоянное тяговое усилие на якоре. Однако точка приложения этого усилия будет пе­ремещаться по якорю: ведь сначала якорь сильнее притягивается к крайнему стержню, потом к среднему, к другому крайнему и т. д.

Утяжеленный якорь благодаря большой инерции не может виб­рировать с удвоенной частотой (2w), так как он не успевает отхо­дить от сердечника в те моменты времени, когда ток в обмотке ре­ле проходит через-нуль и тяговое усилие равно пулю. Однако при­менение утяжеленного якоря приводит к увеличению размеров ре­ле и уменьшению чувствительности. Этот способ применяется ред­ко, например когда исполнительный механизм, связанный с яко­рем реле, имеет большую инерцию.

При подключении обмотки реле к переменному напряжению ток будет изменяться в зависимости от перемещения якоря. Действи­тельно, электромагнитный механизм реле похож па электромаг­нитный датчик перемещения: его индуктивность L возрастает с уменьшением воздушного зазора. Следовательно, при притягивании якоря к сердечнику индуктивное сопротивление будет возрастать, а ток — уменьшаться. Поэтому тяговое усилие реле переменного то­ка в отличие от реле постоянного тока мало увеличивается или во­обще не увеличивается по мере уменьшения воздушного зазора.

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-20

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...