Характеристики электромагнитных реле постоянного тока. Лекция 7 (2)

1.

Здравствуйте!
Тема 1.1
1

2.

Характеристики электромагнитных реле постоянного
тока
– механическая;
– тяговая
Подвижная Пружины
планка
Fмех
Ф
Прижимные
штифты О
Fмех
Fмакс
Fэм
Т
Контакты
d0
0
d3
d2
dисх
d1
d
Массивный якорь
ЦТ
ЦВ
Р
d
Электромагнит
d0
Тема 1.1
Ограничитель
2

3.

Условие надежного срабатывания реле
Fмех
Fэм
Fэм
0
d
0
Fмех
d
Fмех
Fэм
00
Fмех
Fэм
d
0
Тема 1.1
d
3

4.

Переходные процессы в ЭМР ПТ
L1
d
+
S
i
+ Uобм
Uобм
S1
i
+ Uобм
i
Uобм = UR+UL1=iR+L1(di/dt)
+
S
R
t=t0+0
S1
L1
i
L2
L2
S1
d0 Uобм i
t=t0+tтр+0
S1
R
i
Uобм = UR+UL1=iR+[L1 +L2](di/dt)
Тема 1.1
4

5.

Переходные процессы в ЭМР ПТ
Uобм
i(t)=I0[1-e(-t/T1)]
ор
к
Я
Як
ор
0,63Iо
ьо
т
пу
щ
ен
Iобм
Iо
ьп
нут
я
т
ри
t
T1<T2
i(t)=I0[1-e(-t/T2)]
I0=Uобм/R
T1=L1/R
T2=(L1+L2)/R
Iтр
tпр=T1ln[I0/(I0– Iтр)]
tтр»tотп=T2ln(I0/Iтр)
tпер
0
tтр T1
tср
tпр
T2
t
Тема 1.1
5

6.

Бесконтактные реле
1.Общие сведения
Достоинства
1. Отсутствие
сопротивления;
Недостатки
переходного
2. Отсутствие искры и, как следствие:
– электромагнитных помех;
– дугового разряда;
1. Чувствительность к электрическим
и магнитным помехам;
2.
Подверженность
воздействиям;
радиационным
3. Отсутствие залипания контактов;
3. Зависимость работы от качества
питания;
4. Невозможность сварки контактов.
4. Наличие сбоев;
5. Нет гальванической развязки между
управляющей цепью и цепью
нагрузки.
Тема 1.1
6

7.

Классификация бесконтактных реле
Бесконтактные реле
Магнитные
реле
На
магнитных
усилителях
На
элементах с
ППГ
Электронные
реле
Оптические
реле
На
негатронах
Транзисторные
Диодные
Тема 1.1
7

8.

Принцип бесконтактной коммутации
.
Uн
Zн
Uупр
Схема управления
сопротивлением
.
Iн
.
Uпит
Zупр
.
.
Uн =UпитZн/(Zупр+Zн)
Uупр
Включено
Выключено
Zупр
Uн макс
0,5Uн макс
Zупр
>>
Uн
Zн
Включено
Выключено
Zупр >> Zн
Zн
Тема 1.1
Zупр
8

9.

Бесконтактное реле на основе магнитного усилителя
Бесконтактное магнитное реле
.U
.U =U.
Zн
Zр=jwLр
Принцип работы магнитного усилителя
Фупр
Магнитопровод
Wупр
н
Wр
Uупр
н
.U
питZн/(Zн+Zр)
Lр= m(wрS/l)
пит
Zр
Lр(m)
m=dB/dHу
B(Hу)
Uн
t0
t
t0
0
0
Hу=WуIу
Hу=WуIу
Тема 1.1
t
9

10.

Бесконтактное магнитное реле
Режим переключения магнитного усилителя
Wр2 S
Lр =m
l
Iр =
Uпит
wLр
Iхх
0
+Iу
Iр
Iр
Iр макс
Iхх
Вкл.
Iхх
t
+Iу Откл. tвкл
+Iу
Вкл.
tвкл
– Iу 0 0
– Iу
Откл.
– Iу
t
Тема 1.1
10

11.

Бесконтактное магнитное реле
Поляризация магнитного усилителя
Фупр
+
Iупр
.
Uн
Wн
–
Uупр
+
–
Wупр
Фсм Wсм
Iсм
+
Iупр
.
Iр
Zн
.
Uпит
Магнитопровод
Uсм –
Тема 1.1
11

12.

Бесконтактное магнитное реле
Поляризация магнитного усилителя
Iр
Iр
Вкл.
I0 ~ 0
Iхх
-Iсм
– Iу
Откл.
– Iу
Iхх
+Iу
0
Откл.
tвкл
t
+Iу
Вкл.
t
tвкл
Тема 1.1
12

13.

Бесконтактное магнитное реле
Ускорение переключения магнитного
усилителя
Iр
Iр макс
Iхх
-Iсм
-Iупр
+Iупр
DIпер2
DIпер1
Тема 1.1
13

14.

Бесконтактное магнитное реле
Магнитный усилитель с ПОС
.
Uн
Фос
Iос
Wос
Uупр
Uупр
+
Фсм Wсм
Iр
Uсм
1 . dB
Wупр dIупр
Фос
.
Uпит
–
Магнитопровод
Фупр
Iупр
Zн
Wр
Iр
(Фупр+ Фос)
Тема 1.1
dB
dНупр
Iос
dB
dНупр
ПОС
Фупр
Wупр
14

15.

Бесконтактное магнитное реле
Характеристики бесконтактного магнитного реле
Iр
ПОС
.
.
Iсм ос Iсм
Iн
.
0
Iупр
I
Iн
. н
.
.
Iотп Iср 0 Iупр Iотп 0 Iср
Тема 1.1
.
Iупр
0 Iотп Iср
Iупр
15

16.

Бесконтактное магнитное реле
Достоинства:
Недостатки:
1. Большая мощность выходного
сигнала (десятки и сотни Вт)
2. Высокий коэффициент усиления
1. Низкочастотность
(105)
2. Чувствительность к электрическим и
магнитным помехам
3. Высокая чувствительность (1 мкА)
3.Низкий к.п.д.
4. Гальваническая развязка вх. и вых.
4. Большое потребление энергии
5. Совмещение модуляции и усиления
сигнала
5. Плохие массогабаритные показатели
6. Стабильность параметров
7. Питание от сети
8. Устойчивость к механическим и
электрическим перегрузкам
9. Высокая надежность
Тема 1.1
16

17.

Бесконтактные реле на негатронах
Переключатель на диодном тиристоре
Нагрузочная прямая
Ua=Ea – iaRн
ia,
(кА)
Iмакс
О
со бла
сто сть
ян от
ия кр
ти ыт
ри ог
сто о
ра
Ea
RР
ia
анод
база
база
катод
Rн
Переключение
p
n
p
n
Iвыкл
J1
J2
ua
Iвкл
J3
В
Непереключение
Об
перле асть
ключ
ения
А
ог о ра
т
ы
зактриристо
ь
т
ас
Обслтояния
со
О
Uвыкл
Тема 1.1
Uвкл, E‘a
(кВ)
Ea
Ua
17

18.

Бесконтактные реле на негатронах
Переключатель на триодном тиристоре
ia
Iмакс= Ea/Ra
iб>0
iб
ia
iб=0
Rн
iб<0
Ea
p
J1
ua
J2
J3
Iвыкл
В
n
iб
p
Iвкл
n
Iмин
А
О
Uвыкл
Uвкл
Ea
18
Ua

19.

Бесконтактные реле на негатронах
Статическая характеристика реле на триодном тиристоре
ia
Iмакс
Iмин
– iб
iб выкл
iб вкл
Тема 1.1
+iб
19

20.

Бесконтактные реле на оптронах
Принцип действия оптронного реле
Iвх
Iвых
2
Uвх
1
3
Zн
E
Тема 1.1
Uвых
C
20

21.

Бесконтактные реле на оптронах
Оптронное реле с УПТ (оптронная микросхема)
К249ЛП1
Iвх
Iб
+ E
R4
R2
–
VT2
VD1
Uвх
VD2
VT1
VT3
Zн
Uвых
R1
R3
Тема 1.1
21

22.

Бесконтактные реле на оптронах
+Uвх1 R1
Включение оптронов по
дифференциальной схеме
+Е2
R2
t1
t
– Uб1
R3
R4
t2
t1
+Е1
t
R5 Uвых
+ –
–
– Uб2
+
R7
R6
R8
t2 t
R9
+U
вх2 1.1
Тема
VT2
– Е2
22

23.

До свидания
Тема 1.1
23