I" г

ll I--

II .1

I. I*

a. ts; s a n :c

B-s

значения уставки по характеристической величине (с некоторой точностью, обеспечиваемой этим реле). Минимальное измерительное реле сработает, когда напряжение снизится до значения уставки. В дальнейшем мы будем иметь в виду максимальные реле.

Уставка по характеристической величине - заданное значение характеристической величины, при котором реле должно сработать. Измерительные реле бывают со шкалой уставок, по которой в реле вводится уставка по характеристической величине; без шкалы, но с возможностью изменения уставки; с фиксированной настройкой на определенное значение характеристической величины.

В зависимости от измеряемой величины измерительные реле бывают: тока, напряжения, активной мощности, реактивной мощности, сдвига фаз, полного сопротивления, частоты и т. д. Для перечисленных реле характеристическими величинами являются соответственно ток, напряжение и т. д.

На вход измерительного реле в отличие от логического одновременно может подаваться несколько входных воздействующих величин. Например, на вход реле мощности подаются две такие величины. Одна из них является функцией тока, другая - напряжения. Обе эти входные воздействующие величины формируют одну характеристическую величину - мощность, которая и вводится в реле по шкале уставок. У измерительных реле с одной входной воздействующей величиной характеристическая величина совпадает с последней. Исключение составляет реле частоты, в котором характеристической величиной является частота, а входной воздействующей - напряжение.

Электрические реле, как логические, так и измерительные, бывают с нормируемым временем (у них нормируется в отношении точности одно или несколько времен, характеризующих реле) и не-нормируемым. Заданное значение выдержки времени, при котором реле с нормируемым временем должно сработать при определенных условиях, называется уставкой выдержки времени.

По функциональному признаку логические реле можно разбить на промежуточные, указательные и реле времени. Промежуточное реле- логическое электрическое реле с ненормируемым временем, предназначенное для передачи команд из одной электрической цепи в другую [16]. Обычно оно используется для расширения функций других реле - для усиления сигнала и увеличения числа исполнительных цепей. Это самый распространенный тип реле. Указательное реле предназначено для указания срабатывания и возврата других коммутационных аппаратов. Реле времени - логическое реле с нормируемой выдержкой времени. Реле времени могут быть со Шкалой уставок выдержки времени; могут иметь регулируемую выдержку времени, не имея шкалы уставок, и могут быть с фиксированной настройкой на определенную выдержку времени (ГОСТ 16120-79 и 22557-77).

Измерительное реле с нормируемым временем может быть с зависимой выдержкой времени (прн одном и том же значении уставки

Рис. 3.4. Время-токовые характеристики индукционного реле тока серии РТ80

выдержка времени заданным образом изменяется в зависимости от значения характеристической величины), с независимой выдержкой времени (выдержка времени практически не зависит от значения характеристической величины в заданных пределах изменения последней) и с ограниченно зависимой выдержкой времени. Для пояснения этих терминов рассмотрим время-токовые характеристики токового реле серии РТ80 (рис. 3.4). Если ввести в это реле отсечку при токе /отс, то при протекании по обмотке этого реле тока / в диапазоне 1у-/отс (/у - уставка реле по току) реле сработает через время /ср, зависящее от / и большее времени уставки ty] при протекании же тока />/отс реле сработает при /срС/у (сплошная кривая на рис. 3.4 -пример характеристики реле с ограниченно зависимой выдержкой времени). Если при тех же /у и /у не вводить отсечку, то время-токовая характеристика этого реле будет состоять из криволинейной части сплошной кривой и штриховой кривой на рис. 3.4 - пример характеристики реле с зависимой выдержкой времени.

В зависимости от того, возвращается ли реле, изменившее свое состояние под воздействием входной воздействующей или характеристической величины, в прежнее состояние после устранения этого воздействия, реле делятся на одностабильные и двуста-бильные. Одностабильные возвращаются, а для возврата двуста-бильных необходимо приложить другое специальное воздействие.

В зависимости от наличия или отсутствия механического перемещения электрические реле делятся соответственно на электромеханические и статические электрические (в литературе часто используются термины «контактные» и «бесконтактные» соответственно). Эти реле отличаются друг от друга также и по характеру изменения параметра, вносимого в выходную цепь. У электромеханических реле (см. рис. 3.2, а. б, в, д) выходной цепью управляют контакты: при разомкнутых контактах величина У=0. У статических электрических реле (рис. 3.2, г) при отсутствии сигнала на входе выходная величина не может быть меньше некоторой Kmin, определяемой током холостого хода. В учебнике рассматриваются только электромеханические реле. Статические электрические, например полупроводниковые - на базе двухкаскадного полупроводникового усилителя, магнитные-на базе магнитного усилителя, и другие рассматриваются при изучении дисциплины «Бесконтактные электрические аппараты автоматики».

В зависимости от явлений внутри реле, используемых для работы, электромеханические реле можно классифицировать иа электромагнитные, магнитоэлектрические, электродинамические (в том числе ферродинамические), индукционные, электротепловые и т. п. Герконовые реле (реле с магнитоуправляемыми герметизированными контактами) относятся к электромагнитным, но из-за их специфики рассматриваются в специальном (четвертом) разделе.

По роду управляющего тока реле делятся на реле ло-стоянного и переменного тока. У некоторых электромагнитных реле, как правило, небольших размеров изменение рода тока управления требует только замены катушки; иногда медный на переменном токе короткозамкнутый виток меняется на стальной на постоянном токе. Такие реле называются универсальными. На переменном токе медный короткозамкнутый виток предназначен для снижения вибраций якоря, а на постоянном токе стальной коротко-замкнутый виток выполняет функцию полюсного наконечника - делает тяговую характеристику более пологой, увеличивая силу при максимальном зазоре (см. § 4.1).

Электрическое реле постоянного тока, изменение состояния которого зависит от полярности его входной воздействующей величины, называется поляризованным.

В зависимости от способа включения в контролируемую цепь реле делятся на первичные, вторичные и шунтовые. Первичные непосредственно возбуждаются током или напряжением главной электрической цепи; вторичные - током или напряжением с выхода измерительного трансформатора или преобразователя; шунтовые реле возбуждаются током, ответвленным от главной электрической цепи.

Составные части электромеханического реле. Электромеханическое реле с МС (электромагнитное, электромагнитное поляризованное, магнитоэлектрическое, ферродинамическое, индукционное) для удобства расчета его частей можно разбить на три связанные между собой системы: магнитную, механическую (механизм) и контактную (рис. 3.5).

Магнитная систе-м а является частью реле, преобразующей входной электрический сигнал в механический. У электромагнитного реле к магнитной системе относятся якорь 3, сердечнике, обмотка 5 и ярмо 6 (см. рис. 3.1). Основным результатом расчета МС реле является его тяговая характеристика (см. гл. 4).

Механизм реле включает в себя те элементы реле, которые передают механический сигнал по линии «магнитная система -

Вход)

Вход г

Магнитная I Контактная система I система

Выход

Рис. 3.5. Составные части электромеханического реле с магнитной системой

контакт-детали» и сами создают силы любого характера, кроме электромагнитных сил, создаваемых МС реле. К механизму электромагнитного реле (см. рис. 3.1) относятся жесткий рычаг - якорь 3\ консольно закрепленные, работающие на изгиб балки - контактные пружины / и /; ограничитель хода якоря при минимальном рабочем зазоре - сердечник 4\ ограничитель хода якоря при максимальном зазоре и упоры пружии, не показанные на рис. 3.1. Основным результатом расчета механизма реле является его механическая характеристика (см. гл. 4 и 5).

Контактная система реле может состоять из нескольких контактных узлов. Для реле на рис. 3.1 понятия «контактный узел» и «контактная система» совпадают. При расчете контактной системы определяются размеры контактных пружин и контакт-деталей с точки зрения их возможности проводить ток и отводить выделяемую в них теплоту, сопротивление цепи контакта реле, коммутационные характеристики реле.

§ 3.2. Основные параметры

Статические. Величина срабатывания Аср - значение входной воздействующей или характеристической величины, при котором происходит скачкообразное увеличение выходной величины при замыкающем контакте (см. рис. 3.2, а, г, д) или скачкообразное уменьшение выходной величины при размыкающем контакте (см. рис. 3.2, б). Величина возврата Хв - значение входной воздействующей или характеристической величины, при котором происходит скачкообразное уменьшение выходной величины при замыкающем контакте (см. рис. 3.2, а, г, д) или скачкообразное увеличение выходной величины при размыкающем контакте (см. рис. 3.2, б). Отношение величины возврата к величине срабатывания называется коэффициентом возврата кв= ==Хв/Хср. Для максимальных реле Ав<1, для минимальных *в>1. Чем ближе к единице коэффициент возврата, тем в более узких пределах реле будет осуществлять контроль входного параметра.

Для надежного срабатывания логического реле рабочее значение входной воздействующей величины Хр (рис. 3.2, а) выбирается с некоторым запасом. Коэффициент запаса по входной воздействующей величине кэ=Хр/Хср-

Параметры реле являются функциями воздействующих величии, а также функциями влияющих величин и факторов. Воздействующая величина - это электрическая величина, которая одна или в сочетании с другими электрическими величинами должна быть приложена к реле в заданных условиях для достижения ожидаемого функционирования. Воздействующие величины делятся на входные (см. выше) и вспомогательные (любые воздействующие, кроме входных, например иапряжение дополнительного источника возбуждения). К влияющим величинам относятся: температура окружающей среды, атмосферное давление, относительная влажность,

внешняя индукция магнитного поля, частота тока входной цепи и т. п. К влияющим факторам относятся: положение реле в про-страистве, форма волны тока, наличие смазки в испытуемом реле, наличие или отсутствие оболочки и т. п. Нормальные значения влияющих величин и факторов -нх заданные значения, к которым отнесены характеристики реле. Эти значения должны указываться в нормативной документации на реле.

Времена, характеризующие работу реле. На рис. 3.6 поясняются временные параметры логического одностабильного электромагнитного реле с обмоткой напряжения с одним замыкающим контактом.

Рис. 3.6. Динамика работы логического электромагнитного реле с обмоткой напряжения н одним замыкающим контактом:

а - ток входной цепн; б - длина рабочего зазора: в - ток выходной цепи

коммутирующим активно-индуктивную цепь. На этом рисунке под моментами времени, обозначенными по оси абсцисс арабскими цифрами 1- 4, имеются в виду: О - момент замыкания входной цепи (момент приложения входной воздействующей величины - напряжения (/вх); / - момент начала движения якоря; 2-момент первого замыкания контакта выходной цепи, начало дребезга контакта (на рис. 3.6 показан условно); J -конец дребезга контакта; "4 - момент, когда длина рабочего зазора электромагнита реле