Системы автоматического управления технологическими процессами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

Основная цель курсового проекта состоит таких вопросов, как расчет токоподвода, необходимые параметры двигателя, тип пускателя и параметры его тепловых реле, номинальный и пограничный токи, сечение медной вставки и выбрано исполнение предохранителя, токи срабатывания и отпускания, сопротивление и нагрузочная способность резистора, постоянная времени нагрева, коэффициент перегрузки и допустимый ток перегрузки.

Введение

Основу системы передачи электрической энергии от электрических станций, её производящих, до крупных районов электропотребления или распределительных узлов ЭЭС составляют развитые сети электропередач или отдельные электропередачи внутрисистемного и межсистемного значения (системообразующие сети) и питающие сети напряжением 220 кВ и выше. Их появление вызвано необходимостью размещения крупных ТЭС и АЭС за пределами жилых зон, а также возможностью выработки части ЭЭ гидроэлектростанциями, расположенными на относительно удаленном расстоянии от городов. Внутрисистемные и межсистемные магистральные линии электропередачи, включая дальние (протяженные) ЛЭП, объединяющие на совместную (параллельную) работу электростанции и наиболее крупные подстанции (районы электропотребления), составляют системообразующую сеть. Назначение такой сети - формирование ЭЭС и одновременно выполнять функции передачи, транзита электрической энергии. Одним из основных требований, предъявляемых к таким передающим и связующим сетям, является обеспечение надежности и устойчивости их работы, т. е. обеспечение работоспособности во всех возможных состояниях (режимах) - нормальных, ремонтных, аварийных и послеаварийных. Решение этой задачи в значительной мере возлагается на большой комплекс автоматических устройств: управления, релейной защиты, режимной и противоаварийной автоматики. Совокупность магистральных и системообразующих (передающих) электрических сетей и устройств автоматического регулирования образует систему передачи электрической энергии. Системообразующая сеть, являющаяся основной сетью энергосистем, предназначена для передачи больших потоков мощности (от сотен МВт до нескольких ГВт) отдаленным потребителям (расстояние до 1000 км и более) и выполняется в основном магистральными линиями электропередачи на переменном токе. Межсистемные линии электропередачи сооружают обычно на напряжение более высокое, чем напряжение внутрисистемных линий соединяемых систем, и включают трансформаторные подстанции по концам. Межсистемные передачи ЭЭ переменным током осуществляются преимущественно на напряжении 500 и 750 кВ. Напряжение 500 кВ используется для системообразующих сетей в энергосистемах со шкалой номинальных напряжений сетей 110-220-500-1150 кВ и напряжение 750 кВ в ОЭС со шкалой 150-330-750 кВ, в которой в качестве следующей ступени возможно напряжение 1800 кВ. Сети этих напряжений служат для выдачи мощности крупных электростанций, создания межсистемных связей и питания нагрузочных узлов 500/220, 500/110, 330/110(150) кВ и узлов внутрисистемных связей 1150/500, 750/330 кВ. Линии электропередачи 330 кВ, а в некоторых ЭЭС линии 220 кВ, используются для внутрисистемных связей: выдачи мощности и связи крупных электростанций, для питания и объединения центров электроснабжения 330/110(150), 220/110 систем распределения электроэнергии. В мощных концентрированных ЭЭС с развитой сетью 500 кВ сети 220 кВ выполняют, как правило, распределительные функции. Номинальное напряжение линий электропередачи зависит от передаваемой мощности, количества цепей и расстояния (дальности), на которое передается электроэнергия. Выбор номинальных напряжений выполняют на этапе проектирования систем передачи ЭЭ. В данном случае необходимо отметить, что чем больше передаваемая мощность и протяженность линии, тем выше по техническим и экономическим причинам должно быть номинальное напряжение электропередачи. Под пропускной способностью электропередачи понимается наибольшая активная мощность трех фаз электропередачи, которую можно передать в длительном установившемся режиме с учетом режимно-технических ограничений. Обеспечение необходимой пропускной способности электропередачи при удовлетворительных экономических показателях представляет наибольшую техническую трудность. Для обеспечения и повышения пропускной способности системообразующих электропередач по условию устойчивости параллельной работы генераторов станций применяются ряд мероприятий и устройств.

Назначение распределительных сетей - доставка электроэнергии непосредственно потребителям напряжением 6-10 кВ, распределение электроэнергии между подстанциями 6-110/0,38-35 кВ района электропотребления, сбор мощности, производимой небольшими станциями (теплофикационными и гидравлическими), мощности которых составляют десятки, иногда сотни мегаВатт.

Непрерывный рост во времени этих мощностей приводит к постоянному увеличению номинального напряжения распределительных сетей. Так, ещё до недавнего времени, распределительные функции возлагались, главным образом, на сети 6-35 кВ электроснабжения отдельных групп потребителей. Назначение сетей 110 кВ заключалось в передаче (без промежуточных отборов) этих потоков до зон (территорий) их распределения. На современном этапе электрификации, развития хозяйственно-экономической деятельности, сопровождающегося увеличением охвата этих территорий и количества крупных энергоёмких предприятий, распределительные функции возлагаются на питающие сети 110 кВ, а в некоторых ЭЭС перешли к разветвлённым линиям электропередачи 220 кВ. Кроме того, рост мощностей, потребляемых промышленными предприятиями, крупными городами, приводит к необходимости применения глубокого ввода линий 110-220 кВ, т. е. максимального приближения повышенных напряжений к узлам, районам электропотребления. Поэтому необходимо отметить условность деления системы передачи и распределения ЭЭ на системообразующие, протяжённые сети (системы передачи ЭЭ) и системы распределения ЭЭ по их номинальному напряжению. Итак, систему распределения ЭЭ составляют сети напряжением 6-150 (220) кВ, включающие две-три ступени (уровня) напряжения с трансформациями 110 (150)/35/6-10 кВ или 220/35/6-10 кВ. Уровень среднего напряжения (СН) соответствует напряжениям сетей 110-150 (220) кВ, питающимся от сетей высшего напряжения (ВН) 330-750 кВ системы передачи ЭЭ через трансформацию ВН/СН. Уровень низшего напряжения представлен сетями напряжением 6-35 кВ, питающимся от сетей СН с трансформацией СН/НН 110-150 (220)/6-35 кВ или напрямую от сетей ВН с трансформацией ВН/НН с напряжениями 220-330/6-35 кВ. Низковольтные сети 0,22-0,66 кВ также относятся к низшему уровню, образующемуся в результате дополнительной трансформации 6-35/0,22-0,66. Распределительные сети СН передают мощности в десятки мегаватт, сети НН доставляют мощности потребителям от нескольких сотен киловатт до нескольких мегаватт. Низковольтные, или потребительские сети, питают непосредственно аппараты промышленного или бытового назначения. Нагрузки, питаемые этими сетями 0,22-0,38 кВ (за исключением промышленных), имеют мощности от долей киловатт до нескольких киловатт, в промышленных сетях 0,38-0,66 кВ передаваемая мощность составляет от нескольких десятков и реже до нескольких сотен киловатт. Электрические сети системы распределения ЭЭ специфичны по структуре (составу), конфигурации и электрическим режимам, и поэтому выделены в отдельный класс напряжением до 150 (220) кВ. Структура сети определяется их назначением. В частности, сети СН 110-220 кВ, выполняемые, за редким исключением, воздушными линиями, соединены автотрансформаторной связью, содержат крупные подстанции районного значения и могут объединять электростанции небольшой мощности. Сети НН 0,38-35 кВ, рассчитанные на распределение и доставку ЭЭ значительно меньших мощностей, в определённой мере отражают отраслевую принадлежность и могут быть выполнены как воздушными, так и кабельными. Так, сети 35 кВ внешнего электроснабжения промышленных предприятий и городов, сельской электрификации 0,38-35 кВ выполняются воздушными линиями; городские сети 0,38-10 кВ, сети внутреннего электроснабжения промышленных предприятий преимущественно кабельные. Во многом режимная специфика распределительных сетей определяется их конфигурацией. Конфигурация схемы сети зависит от взаимного расположения центров питания, приёмных подстанций и от требований обеспечения надёжности (резервирования) электроснабжения.

В данной работе проведен расчет токоподвода, определены необходимые параметры двигателя, выбран тип пускателя и параметры его тепловых реле, определены номинальный и пограничный токи, сечение медной вставки и выбрано исполнение предохранителя, определены токи срабатывания и отпускания, определены сопротивление и нагрузочная способность резистора, постоянная времени нагрева, коэффициент перегрузки и допустимый ток перегрузки.

1. Исходные данные

Мощность электродвигателей:

Рад1=2,2кВт

Рад2 (n=1об/мин) = 11(3000) кВт (об/мин)

РадК (n=1(об/мин) = 132 (3000) кВт(об/мин)

Росв. = 8кВт

Рнагр.= 6,5кВт

2. Расчетная часть

Задача 1. Токоподвод к автоматическому выключателю постоянного тока выполнен медными прямоугольными шинами сечением b х h, расположенными параллельно широкой стороне друг к другу при расстоянии а =70 мм и закрепленными на опорных изоляторах на расстоянии Ј=170мм между соседними изоляторами. Выбрать размеры сечения b и h токоподводяших шин исходя из длительного режима работы выключателя при 1_ном =400А и его электродинамической стойкости при сквозном токе короткого замыкания 1_КЗ.=80кА (максимальное значение пропускаемого тока).

1.Определение размеров сечения шин, исходя из длительного режима работы:

где допустимая из условий нагрева шинопровода плотность тока.

b / h =0,2

2. Определение размеров сечения шин, исходя из электродинамической стойкости при токе короткого замыкания.

Электродинамическая сила, действующая на участок шинопровода длиной l

где - коэффициент контура;

, определяется по кривым Двайта

Н

Максимальная изгибающее механическое напряжение в шине

где = - момент сопротивления изгибу шины, .

==.

Если , то сечение медных токопроводящих шин, выбранное исходя из длительного режима работы, принимается окончательным.

Условие выполняется.

3. Задачи

Задача 1. Для прямого пуска короткозамкнутого асинхронного электродвигателя серии мощностью Р=15кВт, питающегося от сети с номинальным напряжением используется магнитный пускатель, схема которого - на рис.1. В состав пускателя входят контактор КМ и тепловые реле КК1 и КК2. Определить необходимые параметры двигателя и выбрать тип пускателя и параметры его тепловых реле.

1. Определение номинального тока двигателя

,

где - коэффициент мощности двигателя;

з =0,885 - КПД.

Выбираем пускатель: ПА-322.

2. Определение номинального тока уставки теплового реле.

Тип теплового реле: ТРП-150.

Задача 3. Для защиты от токов короткого замыкания цепи питания короткозамкнутого асинхронного электродвигателя мощностью Р = 15кВт используются плавкие предохранители серии ПР-2 (разборные без наполнителя).

Определить номинальный и пограничный токи, а также сечение медной плавкой вставки и выбрать наиболее близкое по номинальному току плавкой вставки исполнение предохранителя.

1. Определение номинального тока плавкой вставки.

Плавкая вставка предохранителя не должна отключать двигатель при кратковременных перегрузках его пусковыми токами. Для двигателей серии А02 величина пускового тока

=7*15=105A

Для защиты одиночных двигателей - номинальный ток плавкой вставки:

Выбираем предохранитель серии ПР-2 со следующими данными:

Номинальный ток предохранителя:

Предельный отключаемый ток при cos

2. Пограничный ток плавкой вставки:

3. Определение диаметра медной плавкой вставки. Диаметр плавкой вставки:



где =1,75*Ом*см - удельное сопротивление меди;

=0,004 1/град - температурный коэффициент сопротивления для меди;

- температура плавления меди;

- температура окружающей среды;

=11*Вт/смІ град - коэффициент теплопередачи с наружной поверхности вставки.

Задача 4. Определить токи срабатывания и отпускания, а также коэффициент возврата нейтрального экранированного герконового реле, содержащего обмотку управления с числом витков W и один симметричный замыкавший магнитоуправляемый контакт.

Размеры электродов геркона: длина l=20 мм; ширина b=2,6 мм; толщина h=0,5 мм. Жесткость электродов C=1,66*10і Н/м. Длина перекрытия в рабочем зазоре l_д =1,2мм. Величина конечного рабочего зазора д_мин=0,01мм. Коэффициент симметрии геркона К_см=0,5. Коэффициент магнитной проводимости путем рассеяния К_рас=0,1. Коэффициент магнитной проводимости магнитопровода К_ст=2. Величина начального рабочего зазора д₀=0,23, число витков обмотки управления w=22000.

МДС срабатывания такого реле:

= 1700

Тогда ток срабатывания реле:

0,07А

Аналогично, МДС опускания реле:

Ток отпускания реле:

== 0,003А

Коэффициент возврата реле:

= = 0,04

Задача 5. В пусково-регулировочном реостате используются резисторы, выполненные из константовой проволоки, намотанной на теплоемкий фарфоровый цилиндр, имеющий желобки для укладки константовой проволоки. Диаметр цилиндров D=36мм=3,6см, число желобков n=30, активная длина цилиндра l=100мм=10см, масса цилиндра G_k=180г, диаметр проволоки d=1,4мм=0,14см.

Определить сопротивление и нагрузочную способность резистора при длительном режиме работы, а также постоянную времени нагрева, коэффициент перегрузки и допустимый ток перегрузки для кратковременного режима работы длительностью t_кр=18c.

1. Сопротивление резистора:

R=,

где - удельное сопротивление константана при 0°С;

= - температурный коэффициент сопротивления для константана;

=рDn -длина проволоки, укладываемой в желобки цилиндра, см;

- сечение проволоки, смІ;

Т=500 - допустимая температура нагрева константановой проволоки на фарфоровом каркасе.

= 3,14*3,6*30=339,12см

R=

2. Нагрузочная способность резистора при длительном режиме работы оценивается допустимой величиной тока

,

где =0,02 Вт/(см²*град) - коэффициент теплоотдачи с поверхности проволоки;

=рdl_пр =рІdDn - поверхность проволоки, смІ;

=3,14І*0,14*3,6*30 = 149 смІ

=400°С - допустимое превышение температуры константановой проволоки над температурой окружающей среды внутри реостата.

3. Постоянная времени нагрева резистора при кратковременном режиме

т=,

где =0,35 - коэффициент, учитывающий участие фарфорового цилиндра в теплоотводе от проволоки в кратковременном режиме работы;

=1,05 Дж/(г*град) - удельная теплоемкость фарфора;

=0,4 Дж/(г*град) - удельная теплоемкость константа;

= - масса проволоки резистора;

(- плотность константана);

=г

=0,0023 Вт/(см²*град) - коэффициент теплоотдачи с поверхности фарфорового цилиндра;

= р*D*l - наружная боковая поверхность охлаждения цилиндра, см.

= 3,14*3,6*10 = 113,04см

т=

4. Коэффициент перегрузки резистора по току в кратковременном режиме работы

р = = 0,937

5. Допустимый ток перегрузки резистора в кратковременном режиме работы

= 0,937*18,5 = 17,3А

4. Электромагнитные реле напряжения и тока. Назначение, характеристики и схемы

Электромагнитные реле - это электромеханические реле, функционирование которых основано на воздействии магнитного поля неподвижной обмотки с током на подвижный ферромагнитный элемент, называемый якорем. Электромагнитные реле подразделяются на собственно электромагнитные (нейтральные), реагирующие только на значение тока в обмотке, и поляризованные, функционирование которых определяется как значением тока, так и его полярностью.

Электромагнитные реле для промышленных автоматически устройств занимают промежуточное положение между сильноточными коммутационными аппаратами (контакторы, магнитные пускатели и т.д.) и слаботочной аппаратурой. Наиболее массовым видом этих реле являются реле управления электроприводом (реле управления), а среди них - промежуточные реле.

Для реле управления характерны повторно-кратковременный и прерывисто-продолжительный режимы работы с числом коммутаций до 3600 в 1час при высокой механической и коммутационной износостойкости (последняя - до циклов коммутации).



Рисунок 2 - Реле

Реле тока и напряжения серий ЭТ, ЭН и РТ, РН предназначены для работы в устройствах релейной защиты и автоматики в качестве органа, реагирующего на изменение тока и напряжения в контролируемой цепи. Контакты реле воздействуют на электрические цепи выключающих, отключающих или сигнальных устройств.

Реле серий ЭТ и ЭН сняты с производства, и взамен их выпускаются реле серий РТ и РН. Обе серии имеют одинаковый принцип действия, а различаются они формой магнитопровода и расположением поворотного якоря относительно магнитной системы.

По исполнению контактов реле тока и напряжения этих серий могут иметь три варианта: с одним замыкающим контактом; с одним размыкающим контактом; с одним замыкающим и одним размыкающим контактами.

Общий вид реле РТ40 (РН50) приведен на рис. 3.

В сердечнике электромагнита под катушками обмоток имеются вырезы, предназначенные для снижения вибрации подвижной системы при больших и несинусоидальных токах. При пиках несинусоидального тока участки сердечника с уменьшенным сечением насыщаются и ограничивают величину магнитного потока. На оси якоря закреплен полый барабанчик с радиальными перегородками внутри, заполненный кварцевым песком. Барабанчик представляет собой механический демпфер, который также служит для снижения вибрации подвижной системы при больших токах.

На сердечнике расположены две катушки, концы обмоток которых выведены на зажимы реле. Перестановкой перемычек на этих зажимах можно получать последовательное или параллельное соединение обмоток и соответственно изменять величину уставок в два раза. Цифры, нанесенные на шкале, соответствуют последовательному соединению обмоток. Схемы внутренних соединений реле ЭТ, ЭН, РТ40, РН53 и РН54 приведены на рис. 3.

Погрешность срабатывания всех типов реле составляет не более ±5%. Разрывная мощность контактов для реле ЭТ и ЭН всех типов на постоянном токе составляет 50 Вт при напряжении 220 В и токе до 2 А, а на переменном токе -- 250 В-А при тех же напряжении и токе.

Разрывная мощность контактов для реле РТ и РН всех типов в цепи постоянного тока с индуктивной нагрузкой, постоянная времени которой не более 0,05 с, составляет 60 Вт при напряжении до 220 В и токе до 2 А, а в цепи переменного тока -- до 300 В-А при тех же напряжении и токе.

Собственное время срабатывания максимальных реле от момента включения обмотки до момента замыкания контактов не превосходит 0,15 с для реле ЭТ и ЭН и 0,1 с для РТ и РН при токе(напряжении), равном 1,2 значения уставки, а для минимальных реле ЭН-500 и РН -- не более 0,15 с при снижении напряжения до 0,8 значения уставки.

Потребляемая мощность реле ЭН и РН на минимальной уставке по шкале составляет 1 В-А, кроме реле РН53/60Д, потребляющего не более 5 В-А на первом диапазоне уставок.

Рисунок-4

Реле тока мгновенного действия фильтровое РТ40/Ф применяется в схемах защиты электроустановок переменного тока в тех случаях, когда требуется загрубление зашиты при появлении высших гармоник тока. В частности они находят применение в схемах поперечной дифференциальной защиты генераторов. Схема внутренних соединений реле представлена на рис. 4.

Сопротивления обмотки реле и конденсаторов С подобраны так, что большая часть токов высших гармоник замыкается через эти конденсаторы, благодаря чему ток срабатывания реле при частоте 150 Гц (третья гармоника) сильно возрастает. Реле имеют исполнения для работы в цепях переменного тока частоты 50 или 60 Гц.

Токи срабатывания при частоте 150 Гц для исполнения реле на 50 Гц и частоте 180 Гц на 60 Гц увеличивается примерно в 8 раз.

Коэффициент возврата реле на любой уставке составляет не менее 0,8.

Нормальный ток реле равен 6 А. Все части реле при продолжительном режиме работы выдерживают без повреждения протекание через первичную обмотку трансформатора тока, равного1,1/ном-Реле выдерживает без повреждений протекание в течение 1 с по первичной обмотке трансформатора тока, равного 30/_КОА4. Мощность, потребляемая реле при токе минимальной уставки каждого диапазона, не превышает 1 В-А. Масса реле -- 3,5 кг.

Реле РН51/М реагирует на появление или повышение напряжения постоянного тока, используется в схемах контроля изоляции цепей постоянного тока. Схема, внутренних соединений показала на рис, 5,а, б. Данные обмоток -- те же, что для реле РН53/60 и РН54/48 (см. табл. 6). Коэффициент возврата реле составляет не менее 0,5, а потребляемой мощность не превышает 0,15 Вт. Катушки реле длительно выдерживают напряжение 1,1 U_ном. Реле имеет только одну уставку напряжения срабатывания, но при необходимости можно изменить уставку в небольших пределах поворотам стрелки указателя,

Релe напряжения РНН57 нулевой последовательности реагирует на малые значения напряжения частоты 50 Гц. Схема внутренних соединений показана на рис. 5,в.

Благодаря фильтру из параллельно включенных емкости С и дросселя L на обмотку реле поступает ток в основном частоты 50 Гц. При питании реле напряжением частоты 150 Гц (третья гармоника) напряжение срабатывания повышается примерно в 8 раз по сравнению с уставкой на частоте 50 Гц.

Диапазон напряжений срабатывания peлe от 4 до 8 В, коэффициент возврата не ниже 0,8, потребляемая мощность при напряжении 100В -- 30 В А, термической стойкость в течение 6с -- 115 В.

Реле максимального напряжения РН58 предназначено для применения в схемах в качестве органа, реагирующего на повышение напряжения, когда необходимо иметь повышенный коэффициент возврата реле. Диапазон напряжений срабатывания реле от 50 до 100 В, коэффициент возврата 0,85-0,9, потребляемая мощность, на первой уставке 1,5 Вт, на последней - 4 Вт, термическая стойкость обеспечивается при напряжений вдвое большем уставки в течение 5 с. Обмотки исполнительного органа присоединены к вторичной обмотке трансформатора (рис. 5,г) через выпрямительный мост и стабилитроны. Изменение уставки напряжения срабатывания производится потенциометром П.

Коэффициент возврата реле максимального тока и напряжения находится в пределах 0,85-0,9, при работе реле типа РН в качестве реле минимального напряжения -- в пределах 1,1-1,2.

5. Магнитные цепи электромагнитов постоянного тока

Электромагнитными называются устройства, предназначенные для создания в определенном пространстве магнитного поля с помощью обмотки, обтекаемой электрическим током.

В электромагнитах постоянного тока рабочий магнитный поток создается с помощью обмотки постоянного тока.

Действие таких электромагнитов не зависит от направления тока в обмотке, они наиболее экономичны и благодаря разнообразию конструктивных исполнений их легко приспосабливать в различных конструкциях к различным условиям работы. Поэтому они получили наибольшее распространение. Значительную часть электромагнитов “--” тока составляют электромагнитные механизмы, использующиеся в качестве привода для осуществления необходимого перемещения.

Примером подобных электромагнитов являются: тяговые электромагниты, предназначенные для совершения механической работы при перемещении их рабочих органов, электромагниты муфт сцепления и торможения и тормозные электромагниты; электромагниты, приводящие в действие контактные устройства в контакторах, пускателях, автоматических выключателях; электромагниты реле, регуляторов и других чувствительных устройств автоматики.

При всем разнообразии электромагнитов отдельные их узлы имеют общее назначение:

-катушка с расположенной на ней намагничивающей обмоткой; неподвижная часть магнитопровода (сердечник);

-подвижная часть магнитопровода (якорь).

Якорь отделяется от остальных частей магнитопровода рабочим и паразитным зазорами и представляет собой часть электромагнита, которая, воспринимая электромагнитное усилие, передает его соответствующим деталям приводимого в действие механизма.

В зависимости от расположения якоря относительно остальных частей электромагнита и характера воздействия на якорь со стороны магнитного потока электромагниты постоянного тока разделяются на следующие типы:

· электромагниты с втягивающимся якорем;

· с внешним притягивающимся якорем;

· с внешним поперечно движущимся якорем.

Характерной особенностью электромагнитов является то, что якорь, или как его можно назвать, подвижный сердечник, располагается целиком или частично внутри катушки с обмоткой. В процессе срабатывания электромагнита якорь, перемещаясь поступательно, погружается в катушку. Втягивание якоря происходит как за счет магнитного потока, проходящего через торцевую поверхность якоря, так и за счет действия магнитных потоков, выходящих из его боковой поверхности.

У электромагнитов с внешним притягивающимся якорем якорь расположен снаружи по отношению к катушке. На него действует главным образом рабочий магнитный поток, проходящий от якоря к торцу шляпки сердечника. В результате этого якорь поворачивается в пределах малого угла или совершает поступательное перемещение в направлении линии индукции рабочего магнитного потока.

В случае конструкции с внешним поперечно движущимся якорем якорь также располагается снаружи катушки. Рабочий магнитный поток, действующий на якорь, проходит из его боковой поверхности к полюсным наконечникам, имеющим особую форму, определенным образом согласованную с формой боковой поверхности якоря. В результате воздействия со стороны рабочего магнитного потока якорь движется поперек магнитных линий, поворачиваясь на некоторый угол. В каждой из трех перечисленных групп электромагнитов “--” тока в свою очередь имеется ряд конструктивных разновидностей, определяемых конструкцией магнитной цепи. Кроме того, в зависимости от способа включения обмотки электромагнита различают электромагниты с обмотками параллельного включения и с обмотками последовательного включения. В первом случае обмотка выполняется таким образом, что ее включают на полное напряжение источника питания непосредственно или через добавочное сопротивление. Ток в цепи обмотки параллельного включения полностью или в значительной степени определяется ее параметрами. Обмотка последовательного включения практически не влияет на величину тока той цепи, в которую она включается. Последний определяется параметрами остальных элементов цепи. Благодаря этим особенностям некоторые характеристики электромагнитов параллельного и последовательного включений, в первую очередь их динамические характеристики оказываются, различными. И, наконец, электромагниты различаются по скорости их срабатывания.

6.Тепловое реле

Тепловые реле - это электрические устройства, основным назначением которых является защита двигателя от избыточной нагрузки и, как следствие, перегрузки системы в целом. На сегодняшний день наиболее распространенными являются следующие типы тепловых реле: ТРН, РТИ, РТТ и РТЛ. Необходимость применения тепловых реле обусловлена тем, что долговечность любого оборудования напрямую зависит от того, как часто оно бывает перегружено. Так, при регулярном превышении номинального напряжения происходит нагрев оборудования, что приводит к старению изоляции и, как следствие снижает эксплуатационный срок установок.

Схема подключения теплового реле

Рисунок 6 - Схема подключения электродвигателя

Схемы подключения электродвигателей, в которые включено тепловое реле, могут существенно отличаться между собой, в зависимости от технической необходимости и наличия различных устройств. Тем не менее, в каждой из схем тепловое реле обязательно должно подключаться последовательно с катушкой пускателя. Это обеспечивает надежную защиту от перегрузок оборудования. Так, при превышении определенного уровня потребляемого двигателем тока тепловое реле размыкает цепь, тем самым отключая магнитный пускатель и сам двигатель от источника электропитания.

Принцип работы теплового реле

На сегодняшний день наибольшую популярность приобрели тепловые реле, чье действие основано на использовании свойств биметаллических пластин. Для изготовления биметаллических пластин в таких реле используют, как правило, инвар и хромоникелевую сталь. Сами пластины между собой крепко соединяются посредством сварки или же проката. Поскольку одна из пластин обладает большим коэффициентом расширения при нагревании, а другая меньшим, то в случае воздействия на них высокой температуры (например, при прохождении тока через металл), происходит изгиб пластины в ту сторону, где располагается материал с меньшим коэффициентом расширения.

Рисунок 7 - Тепловое реле

Таким образом, при определенном уровне нагревания биметаллическая пластина прогибается и оказывает воздействие на систему контактов реле, что приводит к его срабатыванию и размыканию электрической цепи. Также необходимо отметить, что в результате низкой скорости процесса прогиба пластины она не может эффективно гасить дугу, которая возникает в случае размыкания электрической цепи. Для того чтобы решить данную проблему, необходимо ускорить воздействие пластины на контакт. Именно поэтому на большинстве современных реле предусмотрены также ускоряющие устройства, которые позволяют эффективно разорвать цепь в минимальные сроки.

Виды тепловых реле (РТТ, РТЛ, ТРН, РТИ)

Тепловые реле РТТ применяются в тех случаях, когда требуется обеспечить эффективную защиту трехфазных асинхронных двигателей от перегрузок, длительность которых превышает допустимую (которые могут возникнуть, например, при выпадении одной из фаз). Как правило, они являются комплектующими частями в управляющих схемах электроприводов и в магнитных пускателях.

Тепловые реле РТЛ используются в тех случаях, когда требуется защитить от перегрузок по продолжительности, а также о несимметричности тока, например, при выпадении одной из фаз. Этот тип реле может устанавливаться как на пускателях, так и отдельно, при наличии клеммников.

Двухфазное тепловое реле ТРН используется, как правило, на магнитных пускателях в асинхронных двигателях. Его особенностью является возможность использования в сетях постоянного тока.

Рисунок 8 - Тепловое реле РТИ

Тепловое реле РТИ выполняет те же функции, что и описанные выше, а также обеспечивает защиту от затянутого пуска. Данный тип реле обладает собственным потреблением энергии, поэтому дополнительно при его использовании рекомендуется устанавливать предохранители.

Список использованной литературы

ток перегрузка реле

1. Розанов Ю.К. Силовая электроника : учебник для студ. вузов / Ю. К. Розанов, М. В. Рябчинский, А. А. Кваснюк. - 2-е изд., стер. - М. : МЭИ, 2009. - 632 с.

2. Электрические и электронные аппараты : учебник для студ. вузов. В 2 т. Т. 1. Электромеханические аппараты / ред.: А. Г. Годжелло, Ю. К. Розанова. - М. : Академия, 2010. - 344 с. - (Высшее профессиональное образование. Электротехника).

6 Электрические и электронные аппараты : учебник для студ. вузов. В 2 т. Т. 2. Силовые электронные аппараты / ред. Ю. К. Розанов. - М. : Академия, 2010. - 315 с. - (Высшее профессиональное образование. Электротехника).

7 Волков В.С. Электроника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования : учебник для студ. вузов / В. С. Волков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Академия, 2013. - 377 с. - (Высшее профессиональное образование. Транспорт) (Бакалавриат)

8 Кузнецов Н.Л. Надежность электрических машин : учеб. пособие для студ. вузов / Н. Л. Кузнецов. - М. : МЭИ, 2006. - 430 с.

9 Лачин В.И. Электроника : учеб. пособие для студ. втузов / В. И. Лачин, Н. С. Савелов. - 4-е изд. - Ростов н/Д : Феникс, 2004. - 572 с. - (Высшее образование).

10 Полуянович Н.К. Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт систем электроснабжения промышленных предприятий : учеб. пособие для студ. вузов / Н. К. Полуянович. - СПб. ; М. ; Краснодар : Лань, 2012. - 395 с.

Размещено на Allbest.ru

...