Основні параметри і характеристики електромагнітних реле

Електронний апарат, який реалізує релейний закон управління, іменується реле. В реле при плавній зміні керуючого (вхідного) параметра до певного даного значення керований (вихідний) параметр змінюється стрибкоподібно. При цьому хоча б один з цих характеристик має бути електронним.

Дія багатофункціональних органів електричного реле можна простежити за схемою рис. 1. Сприймаючий орган А конвертує вхідну величину (напругу) Uвх, що надходить на обмотку 2 муздрамтеатру 1, в проміжну величину, тобто в механічну силу якоря 3. Механічна сила якоря fя діє на контактну систему виконавчого органу В. Проміжна величина - сила якоря fя, - пропорційна вхідний величиною Uвх, порівнюється з даними значенням сили Fпр розвивається пружиною 9 проміжного органу Б. При Uвх< U>

В процесі функціонування електричні реле в тимчасовому масштабі розрізняють чотири фази: період (час) спрацьовування tср, робочий період tраб, період (час) відключення tоткл, період (час) спокою tп (рис.2).

Мал. 2. Залежність вихідний (а) і вихідний (б) величин від часу

Період спрацьовування електричного реле

Період спрацьовування включає проміжок часу від моменту початку дії вхідного сигналу на сприймає орган до моменту виникнення сигналу в керованої ланцюга. Цьому періоду на рис.2, б відповідає відрізок осі абсцис tср = t2 -t0. У момент t0 струм в обмотці реле зростає до значення, при якому електричної силі Fе, що діє на якір, починає протидіяти сила пружини Fм (механічна сила) проміжного органу. Вхідна величина при цьому називається величиною зрушення при спрацьовуванні.

Періоду зрушення відповідає відрізок tтр = t1-t0. У момент часу t1 якір електромагніту реле починає рух. Протягом tдв = t2-t1 якір переміщається, долаючи протидію проміжного органу Б (див. Рис. 1) і приводячи в дію виконавчий орган В.

В кінці ходу якоря замикаються контакти виконавчого органу, струм навантаження iн (рис.2, а) починає зростати від нуля до сталого значення. Вхідна величина, при якій починається управління вихідний ланцюгом, іменується величиною спрацьовування (Iср). Потужність РСР, відповідна Iср, іменується потужністю спрацьовування.

Час спрацювання t ср = tтр + tдв.

Час спрацювання електричних реле коливається від 1-2 до 20 мс. Електричні реле часу забезпечують витримку до 10 с.

Для оцінки часу спрацьовування реле допустимо використовувати вираз

t ср = t1kз-bm -a,

де t1 - час спрацьовування при даному коефіцієнті запасу k з і коефіцієнті m = 1 a, b - коефіцієнти, які визначаються залежно від типу реле і значень k з і m.

Для швидкодіючих реле при k з = 1,5¸2 значення коефіцієнта а наближається до одиниці. Для звичайних реле при k з = 1,5¸3 значення а = 0,25¸0,95, значення коефіцієнта b знаходиться зазвичай в межах 1,4-1,6.

Робочий період електричного реле

Робочий період включає проміжок часу tраб = t3 - t2, тобто час від моменту управління вихідним ланцюгом t2 до моменту припинення дії на сприймає орган вхідного сигналу t3. Струм починає рости до сталого значення Iраб (рис.2, б) - це робоче значення вхідної величини, яке забезпечує надійне спрацьовування реле.

Ставлення Iраб / Icр = k з називається коефіцієнтом запасу по спрацьовуванню.

Для властивості перевантажувальної можливості чутливого елемента реле застосовується значення вхідної величини, зване граничним значенням робочої величини Iраб.max.

Граничне значення робочої величини - це таке її значення, яке чутливий орган витримує протягом короткого нормованого проміжку часу. Але значення цієї величини неприпустимо при роботі реле в звичайному режимі за умовою електронної або механічної міцності або нагрівання.

Для властивості навантажувальної можливості виконавчого органу реле вживається поняття потужності управління Ру. Потужністю управління іменується потужність в керованої ланцюга, яку виконавчий орган може тривало пропускати.

Період відключення електричного реле

Період відключення містить проміжок часу tоткл = t6 - t3, тобто час від моменту припинення дії на сприймає орган t3 до моменту зменшення струму iн в керованої ланцюга до нуля (рис.16, а).

В період відключення заходить період відпускання tотп = t4 - t3, в який реле відключається. Струм iy в обмотці реле спадає до нуля (рис.2, б). У цей період протидіє зусилля пружини (механічне зусилля) перевершує електричне зусилля, тобто Fм > Fе, і відбувається відпускання якоря.

Після вибору провалу контактів (просвіт tк = t5 - t4) контакти реле розмикаються і між ними спалахує дуга, яка згасає через час витребування = t6 - t5. За період витребування ток в керованої ланцюга зменшується від Iн до нуля (рис.2, а).

Час відключення реле t вимк = tотп + tк + витребування.

Період відключення характеризується коефіцієнтом повернення, які представляють ставлення струму відпускання Iотп до току спрацьовування Iср: kв = Iотп / Icр.

Зазвичай для реле захисту енергосистем і реле управління, контролюючих вхідний параметр в вузьких межах, kв повинен бути ближче до одиниці.

Період спокою електричного реле

Період спокою - це проміжок часу tп = t7 - t6.

Для періоду спокою характерний параметр, іменований величиною неспрацьовування, яка представляє найбільше значення вхідної величини, що забезпечує відсутність як спрацьовування реле, так і утримання в робочому стані. Час неспрацьовування менше часу рушання при спрацьовуванні і часу відпускання.

Відношення потужності керування до потужності спрацьовування називається коефіцієнтом посилення, kу = Py / Pcр.

Число включень в одиницю часу визначається величиною, тому пропорційною часу циклу:

f = 1 / t ц = 1 / (tсраб + tраб + tоткл + tп)

Лакота О. Б.

https://electricalschool.info/