Игумнов Н. П. Типовые элементы и устройства систем автоматического управления (стр. 18 из 33)
Конструкция реле тока серии ЭТ-520 показана на рисунке 3.13. Реле данной серии делятся на три группы: ЭТ-521 – с одним замыкающим контактом; ЭТ-522 – с одним размыкающим контактом и ЭТ-523 – с одним замыкающим и одним размыкающим контактами. Ток срабатывания реле регулируется натяжением пружины 2. Обмотка 1 расположенная на сердечнике состоит из двух секций, что позволяет последовательным или параллельным включением секций изменять пределы регулирования тока срабатывания. При соединении обеих катушек параллельно значение уставки соответствует указанному значению на шкале, при соединении последовательно величина тока уставки уменьшается на половину, рисунок 3.11. Якорь 3 поворачивается и контактный мостик 5 замыкает неподвижные контакты 4, чем обеспечивается подача отключающего импульса на защищаемый элемент. Уставка реле устанавливается по шкале с помощью указателя уставки 6. Каждая группа реле делится на типы, отличающиеся пределами уставок тока срабатывания. Верхний предел уставок для каждого типа реле обозначается соответствующей группы реле.
1 - обмотка; 2 – пружина; 3 – якорь; 4 – неподвижный контакт; 5 – подвижный контакт; 6- указатель уставки
Рисунок 3.13 – Реле серии ЭТ-520
Верхний предел уставок для каждого типа реле обозначается в виде знаменателя дроби, числителем которого является обозначение соответствующей группы реле, например реле типа ЭТ-521/6, которое имеет один замыкающий контакт и верхний предел уставки тока срабатывания, равного 6 А при соединении обеих катушек параллельно или 3 А при последовательном их соединении.
Время действия реле составляет примерно 0,02 – 0,4 с, потребление равно 0,1 В·А на минимальной уставке, коэффициент возврата – не менее 0,85.
На рисунке 3.14 приведена конструкция токового реле серии РТ-40 с поперечным движением якоря. В реле этой серии улучшена контактная система. Потребление на минимальной уставке у различных реле этой серии находится в пределах от 0,2 до 8 В·А.
Рисунок 3.14 – Схема соединения обмоток реле максимального тока
Конструкции электромагнитных реле напряжения аналогичны конструкциям, приведенным на рисунках 3.13 и 3.15. Промышленностью выпускаются реле напряжения серий ЭН-520 и РН-50, которые подключаются или непосредственно на напряжение сети, или через трансформаторы напряжения.
Рисунок 3.15 – Реле серии РТ-40
Рисунок 3.16 – Схема включения реле максимального тока
Контрольные вопросы
1. Каков принцип действия и назначение теплового реле?
2. Как выбирают и настраивают тепловые реле?
3. Как устроены и работают плавкие предохранители и каково их назначение?
4. Что называется номинальным током предохранителя?
5. Что такое номинальный ток плавкой вставки предохранителя?
6. Как выбрать номинальный ток плавкой вставки для защиты потребителей?
7. Поясните принцип действия автоматического выключателя.
8. Условие выбора автоматических выключателей.
9. В чем состоят преимущества автоматических выключателей по сравнению с плавкими предохранителями?
10. Как устроены и работают реле максимального тока?
11. Как настраивают реле максимального тока?
Раздел 2 Источники электрического питания устройств систем автоматического управления
Глава 4. Требования, предъявляемые к источникам питания
Для электропитания задатчиков, регуляторов, различных электронных и электромагнитных устройств автоматики используют источники питания переменного и постоянного тока. Они должны обеспечивать стабильность тока I, напряжения U, частоты f и других величин и параметров. Различают источники питания переменного тока, работающие на промышленной f = 50 Гц (рисунок 4.1, а) и несущей частотах (рисунок 4.1, б) (повышенной - f = 400, 600 Гц и высокой – десятки, сотни и тысячи килогерц).
а – на промышленной частоте 50 Гц; б – на несущей частоте; в – постоянного тока.
Рисунок 4.1 – Схемы источников питания
Напряжение в источниках питания переменного тока промышленной частоты стабилизируется параметрическим стабилизатором СТ (полупроводниковыми стабилитронами, феррорезонансными стабилизаторами) или компенсационными стабилизирующими системами с отрицательной обратной связью.
Источники питания постоянного тока обычно состоят из трансформатора Т, выпрямителя В, фильтра Ф и стабилизатора СТ (рисунок 4.1, в). В зависимости от условий работы и назначения в источнике питания могут отсутствовать некоторые элементы, за исключением выпрямителя.
Для поддержания постоянства напряжения на нагрузке при изменяющихся напряжении промышленной сети и токе нагрузке в источниках постоянного тока используют полупроводниковые стабилизаторы напряжения. Например, для питания большинства логических элементов (интегральных микросхем), применяющихся в системах электроавтоматики, необходимо напряжение питания Uпит = 5В ± 5%, тогда как напряжение питающей промышленной сети переменного тока соответствует U = 220 ± 10%. Дополнительным возмущением на источник питания постоянного тока является изменение тока нагрузки. Для стабилизации напряжения постоянного тока используют линейные и импульсные транзисторные стабилизаторы.
4.1 Источники постоянного тока
Для преобразования переменного тока в постоянный используют схемы однополупериодного и двухполупериодного выпрямления на полупроводниковых диодах. Однополупериодные схемы выпрямления (рисунок 4.2, а) характеризуется:
средним напряжением на нагрузке
Uн.ср.1 = 0,45 U2,
где U2 – напряжение вторичной обмотки трансформатора;
максимальным обратным напряжением на диоде
Uобр. max.1 =
U2 = U2max,где U2max – амплитуда напряжения U2;
средним током через диод
Iн.ср.1 = Uн.ср./Rн,
где Rн – сопротивление нагрузки.
а – однополупериодные; б, в - двухполупериодные
Рисунок 4.2 – Схемы выпрямления источников постоянного тока
Двухполупериодные схемы выпрямления для схемы, показанной на рисунке 4.2, б, характеризуется следующими соотношениями:
Uн.ср. = 2 U2/π = 0,9 U2;
Uобр. max2 = 2 U2 = 2 U2 max
Uн. ср 2 = Uн. ср/(2Rн).
Для схемы, показанной на рисунке 4.1.1, в, максимальное обратное напряжение на диоде в два раза меньше в сравнении со схемой, показанной на рисунке 4.2, б:
Uобр. max = U2 max.
Пульсация выпрямленного тока характеризуется коэффициентом пульсации
q = Uн. max / Uн.ср.
Для однополупериодного и двухпериодного выпрямителей соответственно q1п = 1,57, q2п = 0,67. Для сглаживания пульсации на выходе выпрямителя устанавливают фильтр. Наиболее эффективными являются LC-фильтры, рисунок 4.3, а, б.
 |
а - Г-образный; б - П-образный
Рисунок 4.3 – Схемы сглаживающих RC-фильтров
Для расчета фильтра задаются коэффициентом пульсации на выходе фильтра, который много меньше единицы (q0<<1). Коэффициент пульсации на входе фильтра
q1 = 2/(m2 – 1),
где m – число фаз выпрямителя. При m = 2 коэффициент q1 = 2/3.
Коэффициент сглаживания фильтра
k = q1/ q0.
По значению коэффициента сглаживания определяется произведение емкости и индуктивности фильтра (Гн·Ф) или (Гн·мкФ)
LC = k/10000;
LC = k·102.
Если LC > 500 Гн мкФ, то рекомендуется использовать два последовательно соединенных одинаковых LC – фильтра. Выбирая C = 10 ÷ 100 мкФ, находят индуктивность L, которая вместе с током нагрузки Iн определяет габаритные размеры дросселя.