Решение дифференциальных уравнений Примеры решения типовых задач Курс практики по математике Инженерная графика Машиностроительное черчение История дизайна Архитектура ПК Лабораторные работы Курс лекций по физике теплоэнергетика
Курс лекций по физике Законы теплового излучения Фотоэффект Ядерная модель атома Квантовые генераторы Зонная теория твёрдых тел Электропроводимость металлов Ядерная физика Дозиметрия

Лабораторные работы по электротехнике

Полупроводниковое реле времени (серия ВЛ)

Используется в автоматизированном электроприводе с большим числом включений в час. Принцип действия основан на интегрирующем действии RC-цепочки.

При замыкании управляющих контактов S1 и S2 и размыкании S3 на схему подается напряжение постоянного тока. В начальный момент времени С не заряжен, база VT имеет положительный потенциал и в цепи коллектора тока нет. Конденсатор С начинает заряжаться через резистор R1. Скорость нарастания напряжения на обкладках С зависит от его емкости и сопротивления резистора R1.

При некотором значении этого напряжения VT отпирается и реле KL срабатывает. Выдержку времени с момента замыкания управляющих контактов S1 и S2 до момента переключения контактов KL можно регулировать с помощью R1. При размыкании S1 и S2 и замыкании S3 конденсатор С мгновенно разряжается и VT запирается. Реле KL отключается и схема приходит в исходное состояние.

Диапазон регулируемых выдержек времени реле данной серии 0,1-600 с, потребляемая мощность 3-20 мВА, напряжение питания U= = 100-200 В; U~ = 110-220 В.

Серии ВЛ-28 : ВЛ-35.

Герконовые реле

Наименее надежным узлом электромагнитного реле является контактная система. Электромагнитная дуга приводит их к быстрому разрушению. Этому также способствуют окислительные процессы и покрытие контактных поверхностей слоем пыли, влаги, грязи.

Существенным недостатком электромагнитного реле является и наличие трущихся механических деталей, износ которых также сказывается на их работоспособности.

Перечисленные недостатки электромагнитного реле привели к созданию реле с герметичными магнитоуправляемыми контактами (герконами). Их действия основано на использовании сил взаимодействия, возникающих в магнитном поле между ферромагнитными токопроводами. Эти силы вызывают деформацию и перемещение ферромагнитных токопроводящих электродов.

Простейшее герконовое реле с замыкающим контактом состоит из двух контактных сердечников из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью (пермаллоя) ввариваемых в стеклянный герметический баллон, заполненный инертным газом – чистым азотом или азотом с небольшой добавкой водорода (» 3 %). Давление газа внутри баллона составляет (0,4-0,6) × 105 Па. Инертная среда предотвращает окисление контактных сердечников.

Баллон устанавливается в обмотке управления. При подаче тока в обмотку возникает магнитный поток Ф, который проходит по контактным сердечникам через рабочий зазор d между ними и замыкается по воздуху вокруг обмотки.

Поток Ф при прохождении через рабочий зазор создает тяговую электромагнитную силу Рэ, которая, преодолевая упругость контактных сердечников, соединяет их между собой. Для улучшения контактирования поверхности касания покрываются тонким слоем (2-50 мкм) золота, радия, палладия, рения, серебра.

При отключении обмотки магнитный поток и электромагнитная сила спадают и под действием сил упругости контакты размыкаются. Таким образом, в герконовых реле отсутствуют детали, подверженные трению, а контактные сердечники одновременно выполняют функции магнитопровода, токопровода, пружины.

В связи с тем, что контакты в герконе управляются магнитным полем, герконы называют магнитоуправляемыми контактами.

На основе герконов могут быть созданы также реле с размыкающим и переключающим контактом.

Управление герконом можно осуществлять и с помощью постоянного магнита.

Герконовые реле включает в

себя намагничивающую катушку геркон и ферромагнитные контакт-детали. Многоконтактные реле имеют одну катушку, которая охватывает несколько герконов. Число герконов в одном реле может достигать 12 и более.

Для уменьшения размеров намагничивающей катушки увеличивают допустимую плотность тока, используя для навивки теплостойкий эмалированный провод, допускающий нагрев до 180-2500С.

Все детали реле изготовляются штамповкой и соединяются сваркой или пайкой.

Для уменьшения зоны включенного состояния в герконы помещают магнитные экраны.

Пружины герконов не имеют предварительных натягов, поэтому при включении реле контакты сразу приходят в движение без периода трогания. Этот процесс носит монотонный характер.

Включение в магнитную цепь постоянного магнита превращает нейтральное герконовое реле в поляризованное.

В отличие от электромагнитного реле обычного типа, у которых контактное нажатие зависит только от параметров контактных пружин, контактное нажатие герконовых реле зависит от м.д.с. обмотки и увеличивается с ее ростом.

Из-за технических погрешностей коэффициент возврата Кв герконовых реле имеет довольно большой разброс и у одного и того же типа реле может колебаться от 0,3 до 0,9.

С целью увеличения коммутационного тока и коммутируемой мощности в конструкцию геркона вводят дополнительные дугогасительные контакты (герметические силовые контакты) – герсиконы, которые выпускаются на номинальные токи от 6,3 А до 180 А. Включаемый ток до 180 А, отключаемый – 63 А. Частота включений до 1200 вкл. / час можно запускать с помощью герсиконов АД мощностью до 3 кВт.

Особый класс – реле на ферридах, обладающих электромагнитной памятью. В них для переключения в катушку необходимо подать импульс тока обратной полярности, размагничивающий ферритовый сердечник (гезаконы) – герметизированные запоминающие контакты.

Преимущества герконов

1. Полная герметизация контактов позволяет использовать герконы в условиях повышенной влажности, запыленности при низком переходном сопротивлении в замкнутом положении и малом падении напряжения на контактах.

2. Простота конструкции, малые масса и габариты.

3. Высокое быстродействие (tср = 1-3 мс), что позволяет использовать герконы при частоте коммутации до 1000 в секунду.

4. Высокая электрическая прочность межконтактного промежутка.

5. Гальваническая развязка коммутационных цепей и цепей управления.

6. Возможность управления как электромагнитным полем, так и полем постоянного магнита, что расширяет функциональные области применения герконов.

7. Надежность работы в широком диапазоне температур (от – 600С до + 1200С).

Недостаток герконов

1. Сравнительно низкая чувствительность по м.д.с. управления.

2. Восприимчивость к внешним магнитным полям, что требует специальных мер по защите от их воздействия.

3. Хрупкий стеклянный баллон чувствителен к ударам и вибрациям.

4. Малая мощность коммутационных цепей.

5. Возможность самопроизвольного размыкания контактов при больших токах.

6. Недопустимое замыкание и размыкание контактов при питании обмотки током низкой частоты.

Серия РПГ от 2 до 10 контактов. В реле используется геркон типа КЭМ. tср = 5 мс. Мощность катушки 0,1-0,2 Вт. Uкатушки= = 24; 48; 110 В,

Uкатушки~ = 36; 110; 220; 380; 440 ; 500 В.

Конструкция гезаконов:

1, 2, 8 – контактные сердечники; 3 – баллон; 4, 5 – выводы; 6 – соединительная пластина; 7 – постоянный магнит; 9, 10 – ЭМП

Герсиконовый контактор

Силовые герконы

Конструктивные выполнения герконовых реле

Многоцепевые герконовые реле:

а – герконы расположены внутри катушки; б – герконы находятся вне катушки

Способы компенсации реактивной мощности. Для искусственной компенсации реактивной мощности, называемой иногда "поперечной" компенсацией, применяются специальные компенсирующие устройства, являющиеся источниками реактивной энергии ёмкостного характера. До 1974 г. Основным нормативным показателем, характеризующим потребляемую промышленным предприятием реактивную мощность, был средневзвешенный коэффициент мощности
Фотопроводимость полупроводников