Г) Реле сравнения фаз на кольцевой фазочувствительной схеме

⇐ ПредыдущаяСтр 23 из 145Следующая ⇒

Устройство и принцип действия реле (рис. 2-62, й). Основным элементом фазосравнивающей схемы являются четыре выпрямителя /, 2, 3, 4, соединенные последовательно по замкнутой кольцевой схеме. Сравниваемые напряжения U ₁ и U_II подаются на кольцевую схему к точкам АС и В D соответственно.

Исполнительный орган Р подключен к средним точкам ти n делителей напряжения R ₁ и R_II . В качестве исполнительного органа Р используется любое чувствительное реле, реагирующее на полярность постоянного тока, в том числе имагнитоэлектрическое реле.

Выпрямители в данной схеме выполняют роль коммутационных устройств (переключателей), открывающих путь току

независимо от другой ¹. Полные токи находятся наложением токов от U ₁ и от U_II .

Сначала рассмотрим токи, возникающие под действием напряжения U ₁ при U_II = 0.

В положительный полупериод U ₁ (рис. 2-62, б) выпрямители 1и 2 открываются, а 3 и 4 закрываются, так как управляющее напряжение U ₁ приложено к первым — в прямом, а ко вторым — в обратном направлениях, что видно из рис. 2-62, а, где стрелкой показано положительное направление U ₁ . Под действием U ₁ возникают два тока I ₁ ´ и I ² ₁ (рис. 2-62, б). Ток I ₁ ´ замыкается по контуру тАВпРт, а ток I ² ₁ — по контуру тРпВСт. Оба тока равны, так как напряжение и сопротивления контуров одинаковы. В реле Р эти токи направлены встречно и взаимно компенсируются. Поэтому любое управляющее напряжение, в том числе и U ₁ , тока в реле Р не создает. Токи, обусловленные напряжением U ₁ , замыкаются по открытым выпрямителям 1 и 2.

Теперь рассмотрим токораспределение от меньшего напряжения U_II при U ₁ = 0 (рис. 2-62, в), считая, что выпрямители 1 и 2 открыты. Под влиянием U_II возникает ток I_II . Положительный ток I_II изображен на рисунке сплошными стрелками.

¹ Метод, наложения применим только для линейных цепей, поэтому полупроводниковые диоды в схеме реле должны условно рассматриваться как линейные сопротивления.

Он проходит по выпрямителям 1 и 2, открытым управляющим напряжением U ₁ , по обеим половинкам делителя R ₁ и по обмотке реле Р, как показано на рис. 2-62, в. Напряжение U_II не может создать тока положительного знака на нижней половине сопротивления R_II (рис. 2-62, а и б), так как выпрямители 3 и 4 закрыты напряжением U ₁ и меньшее напряжение U_II их открыть не может.

Ток I_II отрицательного знака, появляющийся в отрицательный полупериод U_II , показан пунктирными стрелками. Он проходит по тому же пути, что и положительный ток I_II , но противоположен ему по направлению. С учетом, что U ₁ тока в реле не дает, ток, полученный от U_II, является током, питающим исполнительный орган Р, при этом положительный и отрицательный ток направлены в реле противоположно.

Кривая тока в реле за положительный полупериод U ₁ показана на рис. 2-63, б; при этом учтено, что U ₁ отстает от U_II на угол ψ, и принято, что ток I_II совпадает по фазе с U_II, так как в контуре, по которому циркулирует I_II , преобладает активное сопротивление.

Следует заметить, что в токораспределении на рис. 2-62, в положительный ток I_II проходит по выпрямителю 1 и отрицательный ток I_II — по выпрямителю 2 в обратном для него направлении.

Можно условно считать, что сопротивление открытого диода равно нулю как для прямого, так и для обратного тока.

Физически ток через выпрямитель может проходить только в прямом направлении. В действительности в контуре тока I_II на рис. 2-62, в (контур пВАтРп) действуют не одно, (как условно рассматривалось по методу наложения), а одновременно два встречно направленных напряжения: 0,5U ₁и 0,5U_II. Создаваемый ими действительно идущий через выпрямитель 1 ток

где R_к — сопротивление контура, в котором открытый выпрямитель 1 учтен сопротивлением прямого направления.

Ток I проходит по выпрямителю 1 в прямом направлении поскольку U ₁ > U_II и, следовательно, разность 0,5 ( U ₁— U_II) положительна.

Из (2-50) видно, что ток I можно рассматривать состоящим из двух составляющих:

Эти составляющие получаются и при применении метода наложения, как это было показано в приведенном выше рассмотрении. Ток 1₁ положителен, а ток I_II отрицателен, ото означает, что I_I проходит через выпрямитель 1 в прямом направлении, а I_II — в обратном. Такое представление и принято в приведенном рассмотрении, оно является условным (математическим) и вытекает из метода наложения. Наложение фиктивных токов +I_II и — I_II дает действительный ток I. Аналогичным образом объясняется прохождение в обратном направлении тока I_II по выпрямителю 2.

Во втором, отрицательном полупериоде U ₁ (рис. 2-62, г) выпрямители 1 и 2 закрываются, а выпрямители 3 и 4 открываются. Под действием U_II через открывшиеся выпрямители 3 и 4 пойдет ток I_II, так же как и в предыдущем случае, замыкаясь через обмотку исполнительного органа — реле Р.

Из токораспределений на рис. 2-62, в и г видно, что положительный ток I_II в течение положительного полупериода U ₁ и отрицательный ток I_II во время отрицательного полупериода U ₁ идут в реле Р в одном положительном направлении. Соответственно совпадают отрицательные и положительные токи I_II . С учетом этого на рис. 2-63, б построена кривая тока I_II в реле Р для отрицательного полупериода U ₁ .

Исполнительный орган Р реагирует на знак среднего значения тока I_II :

где S(₊) — S(_) — разность площадей положительного и отрицательного знака ограниченных кривой тока I_II (рис. 2-63) за полупериод напряжения U ₁ (Т/2).

Если за полупериод преобладает положительный ток I_II (т. е. S(₊) > S₍_₎), то реле работает; при преобладании отрицательной составляющей (S_{(_)} > S₍₊₎) реле не действует.

Соотношение площадей S₍₊₎ и S_{(_)} зависит от угла сдвига фаз ψ между U ₁и U_II, это видно из рис. 2-63. Границей действия реле будет ψ ± 90°, при этом 5₍₊₎ = 5₍_), а ток в реле I_II _ср = 0. Отсюда следует, что условие работы реле выражается неравенством

—90°< ψ < + 90°. (2-52)

При ψ = 0 ток I_I_ср достигает максимального значения, и, следовательно, реле имеет наибольшую чувствительность. К таким же выводам можно прийти аналитическим путем:

Найденное выражение подтверждает, что I_II _ср = f(ψ) и что зона действия реле определяется (2-52).

При рассмотрении работы реле было принято, что U ₁ » U_II . В тех случаях, когда разница амплитуд U ₁ и U_II невелика, а ψ ≠ 0, функции управляющего напряжения будут поочередно выполняться как U ₁ , так и U_II .

Это не меняет принципа работы реле, но затрудняет определения и расчет I _ср, поэтому в вышеприведенном анализе и было принято условие U ₁ » U_II .

ность при φ_p = 0). Сдвигая искусственным путем фазу U ₁ или U_II, можно получить реле промежуточного и синусного типа.

Отечественная промышленность выпускает реле направления мощности на кольцевой схеме.

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 285; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 18 19 20 21 222324 25 26 27 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!