На правом плече якоря установлен короткозамкнутый виток для уменьшения вибрации якоря.

ЛЕКЦИЯ 7.2

ТЕМА:Токовые реле с зависимой характеристикой времени срабатывания серий РТ – 80 и РТ – 90

7.2.1Индукционное реле с короткозамкнутыми витками (с экранированием).

7.2.2Токовое индукционное реле серии РТ- 80.

7.2.3Технические характеристики реле серии РТ-80.

7.2.4Токовое индукционное реле серии РТ- 90.

Токовые реле с зависимой характеристикой времени

срабатывания серий РТ- 80 и РТ – 90

7.2.1 Индукционные реле с короткозамкнутыми витками

 ( с экранированием).

В индукционных реле с экранированной магнитной системой для создания двух магнитных потоков, сдвинутых в пространстве и по фазе, применяется расщепление полюсов магнитопровода на две части и экранирование одной из них короткозамкнутыми витками. Индукционная система с короткозамкнутыми витками приведена на рисунке 7.1.

 

 

Рисунок 7.1 Индукционная система с короткозамкнутыми

                 витками.

 

На расщепленный полюс установлен короткозамкнутый виток (с малыми r_a и x_L ), с помощью которого (-6(х)) удается получить фазовый сдвиг Y между потоками Ф₁ и Ф₂. Ток I_p, протекающий по обмотке реле, создает в общем магнитопроводе магнитный поток Ф_р, который в месте расщепления магнитопровода делится на Ф_р1 и Ф_р2.

 

 

 

Рисунок 7.2 Образование сдвинутых по фазе магнитных потоков Ф₁ и Ф₂ с помощью короткозамкнутого витка

 

В короткозамкнутом витке под действием переменного тока

Ф₁ наводится ЭДС Е_к, отстающая от него на 90⁰С. ЭДС Е_к вызывает в витке ток I_k, совпадающий по фазе с Е_к. Ток I_k создает поток Ф_к, совпадающий с ним по фазе. Таким образом, магнитный поток Ф₁ является геометрической суммой потоков Ф_р1 и Ф_к.

 Поток Ф_р2 совпадает по фазе с потоком Ф_р1, так как оба эти потока создаются одним током I_p .

Результирующий поток в участке ` магнитопровода Ф₂ является геометрической суммой потоков Ф_р2 и -Ф_к2.

Потоки Ф₁ и Ф₂  оказались сдвинутыми на угол y . Таким образом, путем расщепления магнитопровода и размещения на одной его части короткозамкнутого витка созданы условия для образования вращающего рабочего момента

        .

Теория расчета электромеханических реле показывает, что оптимальным является угол y ,= 45⁰С.

Из векторной диаграммы видно, что сила F_э независимо отнаправления тока I_p всегда направлена от опережающего потока Ф₂ к отстающему Ф₁, т.е. в сторону короткозамкнутого витка.

Поскольку оба магнитных потока Ф₁ и Ф₂ пропорциональны току реле I_p, а угол y при изменении тока I_p остается неизменным, можно записать

                    .

 

При питании обмотки реле током измерительного трансформатора тока I₂ рабочий момент М_р пропорционален вторичному току ТА. В этом случае ИР является токовым.

Если же обмотку ИР выполнить с большим сопротивлением и питать ее от измерительного TV , то ток реле

          

где n_н – коэффициент трансформации трансформатора напряжения;  

Z_p – полное сопротивление обмотки реле.

Тогда

               

Поведение реле теперь определяется напряжением измерительного TV , следовательно, ИР является реле напряжения.

2.7.2 Токовое индукционное реле серии РТ-80

Индукционные максимальные реле серий РТ-80, РТ-90 применяются для защиты электрических установок при перегрузках и КЗ. Реле являются комбинированными и состоят из трех элементов:

- индукционного с ограниченно зависимой от тока выдержкой времени;

- электромагнитного реле мгновенного действия (токовой отсечки);

- сигнализирующего о срабатывании реле указательного элемента.

Магнитопровод реле имеет сложную конфигурацию с двумя параллельными ветвями (Рисунок 7.3 и 7.4). Магнитный поток, создаваемый обмоткой с током, делится в магнитопроводе на две составляющие. Одна часть потока Ф_и расщепляется надвое (в нужной пропорции, 1:1,5), и полупотоки Ф_и1 и Ф_и2 сдвигаются один относительно другого на необходимый угол y с помощью короткозамкнутых витков.

Другая часть общего потока Ф_отс. Подводится к электромагниту токовой отсечки.

 

 

Рисунок 7.4 Кинематическая схема реле РТ – 80.

1. Основной магнитопровод индукционной системы.

 2. Магнитопровод ТО.

 3. Регулировочный винт «Уставка тока срабатывания ТО».

 4. Коромысло (якорь ТО).

 5, 6. Подшипники оси вращения диска.

 7. Рама.

 8, 9. Подшипники оси поворота рамы.

 10. Пружина.

 11. Упор рамы.

 12. Червяк.

 13. Зубчатый сегмент.

 14. Стальная пластина.

15. Хвостовик.

 16. Упор с регулировочным винтом.

 17. Фигурный рычаг якоря ТО.

 18. Обмотка реле.

 19. Постоянный магнит.

 20. Диск.

 21, 22. Основные контакты реле.

 23. Сигнальные контакты некоторых исполнений реле.

 24. Короткозамкнутый виток якоря ТО.

 25. Короткозамкнутый виток индукционного элемента.

Рассмотрение принципа работы реле РТ-80 начнем с токовой отсечки. Якорь отсечки представляет собой неуравновешенное коромысло 4 (Рисунки 7.3 и 7.4), ось которого укреплена на ответвлении магнитопровода 2. Под действием противодействующего М_я, вызванного неуравновешенностью якоря, якорь стремится повернуться против часовой стрелки и прижимается к регулировочному винту 3. Поток Ф_отс. В якоре разветвляется по обоим плечам и создает вращающие моменты М_э1 и М_э2, направленные в разные стороны.

 

 

Рисунок 7.3 Электромагнитный элемент реле серии РТ – 80.

 

    Моменты М_э1 и М_э2 пропорциональны потокам Ф_э1 и Ф_э2 :

                      7.1

    Суммарный момент , действующий на якорь отсечки равен :

          7.2                 

Конструктивно электромагнитный элемент отсечки выполнен так, что при увеличении тока реле произведение К2Ф2э2 растет быстрее, чем К₁Ф²_э1 . При достаточно большом токе I_p, когда суммарный электромагнитный момент (К₂Ф²_э2 - К₁Ф²_э1 ) становится больше противодействующего момента М_я, якорь отсечки поворачивается по часовой стрелке.

Условие срабатывания отсечки можно записать в следующем виде:

                     К₂Ф²_э2 - К₁Ф²_э1 ³ М_я                             7.3

При повороте якоря по часовой стрелке (при срабатывании отсечки) зазор слева увеличивается, растет магнитное сопротивление левого плеча, в результате поток Ф_э1 резко уменьшается. Справа картина противоположно иная. Теперь

              К₂ Ф²_э2 –К₁ Ф²_э1 >> М_я

В связи с этим время срабатывания ТО невелико.

На левом плече якоря укреплены фигурный рычаг 17 и изолирующая пластина. Фигурный рычаг 17 выполняет две функции:

1) опрокидывает сигнальный флажок, что указывает на факт срабатывания реле;

2) обеспечивает взаимодействие якоря отсечки с механизмом индукционного элемента.

На правом плече якоря установлен короткозамкнутый виток для уменьшения вибрации якоря.

Регулировочный винт 3 (рисунок 7.3) позволяет изменять соотношения начальных зазоров у правого и левого плеч якоря и тем самым регулировать ток срабатывания отсечки. Для этого на регулировочном винте 3 нанесена шкала уставок кратности тока срабатывания отсечки к току срабатывания индукционного элемента.

Рассмотрим принцип работы индукционного элемента реле серии РТ-80.

Индукционный элемент имеет электромагнит с расщеплением магнитного потока при помощи двух короткозамкнутых витков (рисунок 7.4). При появлении тока в обмотке реле 18, возникает электромагнитная сила F_э, действующая на диск. Диск, ось которого укреплена в подшипниках 5 и 6, начинает вращаться. Подшипники 5 и 6 установлены на подвижной раме 7, которая имеет свою ось вращения (поворота) 8,9. Подшипники оси рамы укреплены на корпусе реле. Пружина 10 притягивая раму к упору 11, удерживает ее в исходном положении. На ось диска насажен червяк 12, вращающийся вместе с диском. В отпущенном состоянии червяк и зубчатый сегмент 13 нормально расцеплены. Зубчатый сегмент управляет работой контактов реле через якорь отсечки.

Для действия реле необходимо, чтобы рама 7 с диском повернулась на необходимый угол, преодолев силу упругости пружины 10. При этом зубчатый сегмент входит в сцепление с червяком 12. Происходит это следующим образом. При некотором значении тока в обмотке реле I_p( 20…30% от I_ср), вращающий рабочий момент М_р преодолевает силы трения и инерции, и диск начинает вращаться. При вращении диска возникают тормозные моменты от взаимодействия с постоянным магнитом М_т и от токов резания М_рез.

Направление сил, действующих на диск, показано на рисунке 7.5. Часть силы F_Э, создающей вращающий момент М_р, компенсирует силу F_рез и силу трения в подшипниках. Оставшаяся часть силы F_Э ( ) вместе с силой F_т, образуют равнодействующую силу F_р, которая приложена к центру диска и приблизительно равна 2 F_т.

В начальном положении рамы с диском удерживается пружиной 10. При достаточной скорости вращения диска равнодействующая сила F _р преодолевает сопротивление пружины и рама с диском перемещается вперед, до сцепления червяка с зубчатым сегментом.

 

 

Рисунок 7.5 Силы, действующие на раму с диском реле РТ – 80.

 

---

Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 251; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!