Электротехника конспекты и примеры решения задач

Электротехника, физика
Лабораторная работа
Задачи по физике
Задачи курсового расчета
Атомная энергетика
Ядерные реакторы
  • Ядерная реакция
  • Авария  на ЧАЭС
  • Антуан Беккерель
  • Ядерный топливный цикл
  • Степень опасности РАО
  • Лазерная трансмутация
  • География транспортировки ядерных
    отходов в России
  • Новоуральск и ядерные отходы
  • СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ
    АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
  • ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ
  • Атомные электростанции (АЭС)
  • Главным сооружением АЭС
    является энергоблок
    .
  • Физика атомного ядра
  • Радиоактивное излучение
  • Выделение энергии при делении
    тяжёлых ядер
    .
  • Зал управления Ленинградской АЭС
  • Математика
    Примеры решения типовых задач
    Начертательная геометрия
    Лекции и конспекты
    Виды проецирования
    АКСОНОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОЕКЦИИ
    Типовые задачи и методика решений.
    Информационные сети
  • Канальный уровень управления передачей
  • Физический уровень управления передачей
  • Мейнфреймы
  • Серверы рабочих групп
  • Характеристики и протоколы
    транспортной сети ИВС.
  • Стек TCP/IP
  • Защита вычислительных сетей.
  • Стандарт  криптозащиты
  • Стандарт Fast Ethernet.
  • Многосегментные локальные сети
  • Мосты и коммутаторы
  • Фиксированная маршрутизация
  • Изысканное искусство
    Курс лекций по истории искусства
    Декоративные цветы
  • Декоративные цветы из ткани
    для украшения интерьера
  • Технология изготовления цветов
  • Изготовление тычинок и пестика
  • Гофрирование деталей
  • Выкройки и сборка цветов
  • Ромашка
  • Космея
  • Колокольчик делают из крепдешина
    или тонкого шелка
  • Шиповник
  • Лилия
  • Тюльпан
  • Орхидея
  • Ирисы – прекраснейшие цветы.
  • Гвоздика персидская (махровая)
  • Фиалки лучше делать из шелка
  • Анютины глазки
  • Душистый горошек
  • Ветка цветущей яблони
  • Жасмин махровый
  • Декоративная листва
  • Отделочные цветы из ткани
    для украшения одежды
  • Цветы из капрона на проволочном
    каркасе
  • Материалы и инструменты
  • Бумажные цветы
  • Исследование электрических реле

    1 Назначение и классификация электрических аппаратов.

    2 Электрические реле.

    3 Основными эксплуатационными параметры реле.

    Основные понятии по теме

    На всех этапах производства, передачи, распределения, потребления электрической энергии важную роль играют электрические аппараты. Электрические аппараты (контакторы, пускатели, реле, электромагниты) применяют для управления пуском, регулирования частоты вращения и осуществления электрического торможения электродвигателей. С помощью электрических аппаратов производится регулирование токов и напряжений. Они осуществляют функцию контроля и защиты установок, потребляющих электроэнергию. Таким образом, использование электрических аппаратов позволяет управлять по заданной программе работой электрических и неэлектрических объектов, а также защищать эти объекты от нежелательных режимов − перегрузок, перенапряжений, недопустимо больших токов и т. д. [1, 3]

    Лабораторная работа Исследование неразветвленной и разветвленной электрических цепей постоянного тока Цель работы: опытная проверка законов Кирхгофа и баланса мощностей в цепях постоянного тока с последовательным и параллельным соединением сопротивлений, построение потенциальной диаграммы. Электрической цепью называют совокупность устройств, соединенных между собой определенным образом, и образующих путь для электрического тока. В состав цепи могут входить источники электрической энергии, токоприемники (потребители), соединительные провода, аппараты управления, защиты и сигнализации, электроизмерительные приборы и т.д. В цепи постоянного тока получение электрической энергии в источниках, ее передача и преобразование в приемниках происходит при неизменных (постоянных) во времени токах и напряжениях.

    Реле − устройство, в котором при достижении определенного значения входной величины выходная величина изменяется скачком − выходные контакты либо замыкаются − в управляемой цепи появляется ток (напряжение), либо размыкаются. Реле применяют в цепях управления с током менее 1 А. Входной величиной реле могут быть механические, тепловые, электрические и другие внешние воздействия.

    Широкое распространение получили электрические реле (электромагнитные,  магнитоэлектрические, электродинамические, индукционные), которые реагируют на изменения тока (напряжения) в обмотке управления (намагничивающей обмотке). Первоначально открытые (замыкающие) контакты изображаются как на рисунке 4.1, а), первоначально закрытые (размыкающие) контакты имеют условное значение, показанное на рисунке 4.1, б).

    Многие электромагнитные реле имеют несколько контактов, тогда их используют для управления несколькими электрическими цепями.

    Электрические реле выполняют множество функций, связанных
    с контролем режимов работы важных элементов электрической цепи −
    генераторов, трансформаторов, линий передач, различных приемников.

     


    а) б)

    Рисунок 4.1− Условное графическое обозначение контактов:

     а) замыкающие; б) размыкающие

    При нарушении нормального режима того или иного элемента соответствующее реле приводит в действие аппаратуру, которая либо восстанавливает нормальный режим работы, либо отключает поврежденный участок. Такие реле − реле защиты − могут «наблюдать» за током в цепи (токовая защита),  напряжением на отдельных участках (защита по напряжению), изменением мощности (реле мощности), изменением частоты тока и т. д.

    В зависимости от значения или направления входной величины, приводящей к срабатыванию реле, различают реле: максимальные, минимальные, направленного действия, дифференциальные и др.

    В зависимости от времени срабатывания − отрезка времени от момента появления управляющего воздействия до момента замыкания контактов реле − различают реле быстродействующие (), нормальные () и с выдержкой времени (реле времени).

    Если реле «реагирует» только на значение входной величины (тока) и «не реагирует» на направление этой величины, то его называют нейтральным. Реле, «чувствующие» полярность (направление) входной величины (напряжения, тока), называются поляризованными.

    По способу воздействия исполнительного элемента реле на управляемую величину различают реле прямого действия, в которых исполнительный элемент (у электромеханических реле исполнительным элементом является подвижная контактная система) непосредственно воздействует на цепь управления, и реле косвенного действия, в которых исполнительный элемент воздействует на контролируемую цепь через другие аппараты.

    По способу включения воспринимающего элемента различают первичные, вторичные и промежуточные реле. 

    Воспринимающим элементом электромагнитных реле является электромагнит, преобразующий управляющий ток (напряжение) в перемещение якоря относительно ярма. Воспринимающими элементами других электрических реле могут быть магнитоэлектрический механизм, индукционная система, электродинамический механизм и т. д.

    Воспринимающий элемент первичных реле включается непосредственно в контролируемые цепи. У вторичных реле воспринимающий элемент включается в контролируемые цепи через измерительные трансформаторы. Промежуточные реле работают в цепях исполнительных элементов других реле и предназначаются для усиления и преобразования сигналов первичных или вторичных реле. 

    Для защиты электротехнических устройств от токов перегрузки, когда длительная эксплуатация устройства в таком режиме может вызвать выход его из строя за счет недопустимого перегрева, применяют тепловые реле.

    Тепловое реле состоит из биметаллической пластины, которая находится в тепловом поле нагревателя, включенного последовательно с контролируемым объектом (приемником), и контактов. Если контролируемый ток больше допустимого, то через некоторое время биметаллическая пластина под действием избыточной теплоты нагревателя изогнется, так как ее нижний слой расширяется (удлиняется) больше, чем верхний. Пластина освобождает защелку, которая под действием пружины поворачивается, и контакты размыкаются. При срабатывании теплового реле его контакты разрывают цепь питания реле и отключают приемник от источника. После охлаждения биметаллической пластины реле механическим путем возвращается в устойчивое состояние.

    Реле времени (реле выдержки времени, таймер) – устройство, релейный элемент которого срабатывает с некоторой временной задержкой (от нескольких миллисекунд до нескольких часов) после получения управляющего сигнала. Задержку срабатывания реле можно регулировать, например, влияя на скорость изменения физической величины, воздействующей на релейный элемент. Реле времени, как и любое реле, можно классифицировать в зависимости от физической природы входного (управляющего) и выходного сигнала. Наибольшее применение в технике нашли электрически управляемые таймеры для коммутации электрических сигналов. Первые электрические реле времени были разработаны на основе электромагнитных реле, в которых временная задержка срабатывания (до нескольких сотен миллисекунд) контактной системы достигалась конструктивным специальным решением электромагнита. Для более длительной задержки срабатывания релейного элемента вскоре были созданы электротепловые реле времени, в конструкциях которых используются нагреваемые электрическим током термоупругие элементы, воздействующие через некоторое время на подвижный контакт в результате тепловой деформации. Термоэлемент, например биметаллическая пластина, в таких реле может и сам выполнять функцию подвижного контакта. Однако наибольшее применение для задержки электрических сигналов нашли различные электрические схемы, содержащие  или цепи, счетчики импульсов на интегральных микросхемах и др. электронных элементах, размещаемые в едином корпусе с реле. Функцию последнего может выполнять любое электрически управляемое реле с контактным или бесконтактным выходом. Реле времени, содержащее электросхемную задержку и полупроводниковое (бесконтактное) реле, может быть отнесено к статическим электрическим реле, принцип работы которых не связан с использованием относительного перемещения их механических элементов. Если схема задержки собрана на электронных элементах, то такие реле называют электронными реле времени. На практике реле времени с электросхемной задержкой и контактным релейным выходом также относят к группе статических электрических или электронных реле с контактным выходом. Следует также отметить, что в релейной технике закрепилось понятие «гибридное реле», означающее наличие в едином корпусе с контактным реле электрических компонентов, встроенных во входную и (или) выходную цепь реле. Электрически управляемые реле времени для коммутации электрических сигналов классифицируются аналогично используемому релейному элементу:

    – по роду тока в цепи питания (управления) постоянного тока, переменного тока;

    – по наличию регулировки выдержек времени: с нерегулируемыми (фиксированными) выдержками времени, с регулируемыми выдержками времени;

    – по виду выходной цепи: с контактным выходом, с бесконтактным выходом; – по устройству выходной цепи: с замыкающим, размыкающими, переключающими, перемыкающими и неперекрывающими выходами (контактами), с сочетанием замыкающих, размыкающих и переключающих выходов (контактов);

    – по конструктивному исполнению корпуса реле времени: герметичные и негерметичные.

    Все рассмотренные реле относятся к типу нейтральных, т. е. не реагирующих на полярность электрического сигнала в цепи управления − они срабатывают при любом направлении тока в обмотке возбуждения. В случаях, когда требуется, чтобы реле срабатывало при определенном направлении тока, применяют поляризованные реле.

    Тенденция к уменьшению габаритных размеров электромагнитных устройств обусловила появление миниатюрных герметических электромагнитных реле, соизмеримых по размерам с полупроводниковыми элементами. Широкое распространение получают герконовые реле, обладающие высоким быстродействием, надежностью  и очень большим сроком службы. 

    Из большого числа параметров реле, следует ориентироваться на те параметры, которые определяют нормальную работоспособность реле и характеризуют эксплуатационные возможности и область применения слаботочных реле.

    Основными эксплуатационными параметрами реле являются:

     − электрические: чувствительность, рабочий ток (напряжение), ток (напряжение) срабатывания, ток (напряжение) отпускания, сопротивление обмотки, сопротивление контактов электрической цепи, коммутационная способность, электрическая изоляция, вид нагрузки, частота коммутации, износостойкость;

     − временные параметры: время срабатывания, время отпускания, время дребезга контактов;

     − высокочастотных реле: межконтактная емкость, волновое сопротивление, коэффициент бегущей волны или стоячей волны, затухание на отключенный канал, коммутируемая мощность, пропускаемая мощность, частота коммутируемого сигнала.

    Чувствительность − способность реле срабатывать при определенном значении мощности, подаваемой в обмотку реле.

    Чувствительность определяется по току срабатывания и сопротивлению обмотки при соответствующих температурных условиях окружающей среды:

    где  − ток (напряжение) срабатывания, А (В);  − сопротивление обмотки, Ом.

    Ток (напряжение) срабатывания − минимальное значение тока (напряжения) в обмотке, при котором происходит срабатывание реле.

    Ток (напряжение) срабатывания определяет чувствительность реле и характеризует ее при питании обмотки минимальным током (напряжением). При этом токе (напряжении) реле должно нормально сработать, т. е. переключить все контакты. Для удержания контактов реле в этом положении в обмотку необходимо подавать рабочий ток (напряжение).

    Рабочий ток (напряжение) − значение тока (напряжения) в обмотке, при котором гарантируется срабатывание реле.

    Отпускание электрического реле − переход электрического реле из конечного состояния в начальное.

    Отношение тока отпускания  к току срабатывания  называется коэффициентом возврата .

    Сопротивление обмотки  постоянному току определяется по формуле:

    ,

    где — сопротивление обмотки при начальной температуре , Ом;  − температурный коэффициент сопротивления для меди, ; при  значение ; − рабочая температура окружающей среды, при которой определяется сопротивление, .

    Сопротивление электрического контакта состоит из сопротивления контактирующих поверхностей и сопротивления элементов контактной цепи.

    Коммутационная способность контактов реле характеризуется значением коммутируемой мощности, при которой контакты выполняют определенное число коммутаций.

    Выдержка времени электрического реле − интервал времени от момента подачи или съема возбуждения электрического реле до мгновения выполнения  этим реле предназначенной функции, являющейся нормируемой характеристикой времени.

    Время срабатывания − интервал времени от момента подачи рабочего напряжения на обмотку до первого замыкания любого замыкающего, размыкающего контакта либо до первого замыкания разомкнутой цепи любого переключающего контакта при срабатывании реле.

    Покупка в интернет магазине товара со скидкой