Шляхові і кінцеві вимикачі (перемикачі)

Шляхові і кінцеві вимикачі відносяться до апаратів регульованого типу і застосовуються для керування електродвигунами механізмів, що мають цілком визначений робочий хід.

Рис. 7.17. Шляховий вимикач ПВК-11

Керування відбувається шляхом включення і вимикання котушок контакторів і реле. Вимикачі приводяться від вала механізму (іноді через редуктор) чи ж спрацьовують при натисканні упорів після проходження механізмом визначеного шляху (мал. 7.17). Кулачок 1, закріплений на робочому органі, що рухається догори, при визначеній величині ходу останнього впливає на натискну скобу 2 шляхового вимикача, що передає тиск на шток 3. У результаті ліві контакти 4 розмикаються, а праві - замикаються.

Шляхові вимикачі, вал яких з¢єднаний з валом механізму, роблять замикання і розмикання місткових контактів при впливі кулачків контактних шайб на контактні важелі, що мають контактні перешийки.

Реле захисту

Реле захисту керують (впливаючи на контактори, вимикачі і регулювальні органи) режимом роботи усіх відповідальних елементів електричної системи: генераторів, трансформаторів, двигунів, ліній передачі електричної енергії. При порушенні нормального режиму роботи реле посилає імпульс, що приводить у дію апаратуру автоматичного керування, що відновлює нормальні умови чи відключає ушкоджену ділянку. По тому, на зміну якої фізичної величини реагує реле, розрізняють наступні види захистів:

а) струмова, реагуюча на зміну значення чи напрямку струму;

б) по напрузі, що реагує на зміну напруги;

в) спрямовану, реагуючу на зміну значення і напрямку потужності;

г) реагуючу на зміну співвідношення між струмом і напругою;

д) від замикань на землю;

е) частотну, реагуючу на зміну частоти;

ж) спеціального призначення.

За принципом дії розрізняють реле: електромагнітні, індукційні, магнітоелектричні, електродинамічні й електронні.

У первинних реле обмотка включається безпосередньо в основний ланцюг об'єкта, що захищається; у вторинних - у вторинні ланцюги вимірювальних трансформаторів струму і напруги.

Для полегшення роботи контактів основного реле і збільшення числа ланцюгів, що замикаються, застосовуються проміжні реле, обмотки яких включаються на напругу незалежного джерела контактами основного реле. Для одержання постійної витримки часу при спрацьовуванні використовуються спеціальні реле часу.

Реле можуть реагувати на зміну будь-яких електромагнітних, а також і неелектричних величин (температура, рівень, тиск і т.д.). По тому, яким чином реле реагує на вимірювану величину, розрізняють реле: а) максимальні; б) мінімальні; в) спрямованої дії; г) диференціальні, реагуючі на різницю декількох величин; д) балансні, у яких складаються чи віднімаються сили, створювані декількома вимірювальними елементами.

Характеристика реле являє собою залежність між вхідними х і вихідними у величинами. Для звичайного неполяризованого реле, що реагує тільки на зміну вхідної величини х, вона має вид, показаний на мал. 7.18,а.

Рис. 7.18. Характеристики реле:

а — неполяризоване реле; б — поляризоване реле

 

Реле спрацьовує (притягує якір) при визначеному значенні вхідної величини Х_ср, а повертається у вихідний стан (відпускає якір) при значенні х₀ яке менше Х_ср. У поляризованого реле (мал. 7.18, б) при зміні знака вхідної величини міняється знак вихідної величини.

Однієї з основних величин, що характеризують реле, є коефіцієнт повернення

. (7.1)

Значення К_П у різних реле коливається в межах від 0,4 до 0,95.

Другою основною величиною будь-якого реле є час спрацьовування t_cp - проміжок між моментом появи імпульсу, що впливає на вимірювальний елемент, і моментом замикання контактів реле.

Рис. 7.19. Електромагнітне реле струму ЕТ-523

За часом спрацьовування розрізняють реле: швидкодіючі (до 0,05 с), нормальні (до 0,15 с), уповільнені (до 1 с) і з витримкою часу (більше 1 с). На мал. 7.19 показаний принциповий пристрій електромагнітного реле максимального струму ЕТ-523 миттєвої дії. У знеструмленому стані рухливий контактний перешийок замикає нерухомі контакти 5 і 7. З появою струму, що перевищує струм спрацьовування, Z - образний якір повертається, у результаті чого контакти 5 і 7 розмикаються, а 1 і 5 - замикаються.

Значення струму спрацьовування встановлюється зміною натягу протидіючої пружини. Заміною котушок струмове реле може бути легко перетворене в реле напруги.

Реле керування й автоматики

Реле керування й автоматики призначені для автоматичного керування електроприводами й іншими електротехнічними пристроями. Вони є первинними реле і можуть також служити для захисту установки. Спрацьовування реле керування може відбуватися при притяганні чи відпусканні якоря. В останньому випадку час спрацьовування визначається з моменту припинення живлення котушки, що втягує, до моменту першого торкання замикаючих контактів чи до моменту появи напруги між контактами, що розмикають. Реле керування миттєвої дії мають час спрацьовування не більш 0,5 с. У реле з витримкою часу останнє звичайно більш 0,1 с. Більшість реле керування працює на електромагнітному принципі - рухлива частина (якір) притягається до сердечника з котушкою чи повертається в магнітному полі.

Витримка часу будь-якого електромагнітного реле може бути отримана за рахунок магнітного демпфірування. Крім робочої котушки, магнітна система має в цьому випадку демпферну котушку, замкнуту накоротко. При включенні і відключенні робочої котушки магнітний потік (суцільна крива на мал. 7.20) наростає і спадає повільно, тому що його зміні перешкоджає струм, що виникає в короткозамкненій обмотці.

 

Рис. 7.20. Одержання витримки часу за рахунок

магнітного демпфірування

 

Відповідні витримки часу t_cp і t_отп виходять значними. При відсутності короткозамкненої обмотки зміни потоку (штрихова крива) відбуваються швидше і проміжки часу t_cp, t_отп будуть значно менше. У ряді випадків витримка часу при відпусканні якоря виходить шляхом замикання робочої котушки ОР накоротко (схема на мал. 7.20 праворуч угорі).

Для захисту електричних установок від перевантажень застосовуються теплові біметалічні реле (мал. 7.21).

Рис. 7.21. Теплове реле: 1 - пластмасова основа; 2 - букса регулювального гвинта; 3 - контактна пластина; 4 - біметалічний елемент; 5 - контактні пелюстки; 6 - букса для кріплення реле; 7 - регулювальний гвинт з контактом

 

При підвищенні температури понад заданої біметалічний елемент розгинається, головні контакти розмикаються, а контакти, включені в ланцюг керування і сигналізації, замикаються.

У схемах автоматичного керування застосовуються реле, конструкція яких аналогічна конструкціям контакторів і таймтакторів.