Причина вибрации и борьба с ней
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт энергетики
Кафедра электрических станций, сетей и систем
Прикладная физика в электроэнергетике
Отчет по лабораторной работе №1
Испытание электромагнитного реле тока серии РТ-40
Выполнили студенты группы :
______________________________________
Фамилия Имя Отчество Подпись
______________________________________
Фамилия Имя Отчество Подпись
______________________________________
Фамилия Имя Отчество Подпись
Проверил: к.т.н., доцент ________________________________ Г.П. Муссонов
Иркутск 2017
Цель работы: изучение конструкции, принципа действия и исследование токовых и временных характеристик реле тока серии РТ-40.
Требования техники безопасности
ЗАПРЕЩАЕТСЯ подавать напряжение на схему до проверки её преподавателем.
После подачи напряжения на стенд ЗАПРЕЩАЕТСЯ производить любые операции с соединительными проводами. Все изменения схемы, связанные с выполнением заданий предусмотренных в лабораторной работе, выполнять при отключённом стенде.
На рабочем столе стенда кроме реле серии РТ-40, ЛАТРа и соединительных проводов, собранных в схему, не должно быть посторонних предметов. Гаечный ключ и отвёртка должны лежать на верху стенда.
|
|
|
Движок автотрансформатора должен быть повёрнут против часовой стрелки в крайнее левое положение.
После окончания лабораторной работы необходимо отключить стенд, разобрать схему, соединительные провода повесить или положить на место и привести рабочее место в порядок.
Особые условия, оборудование и принадлежности
Перед началом работы проверить затяжку контргаек, фиксирующих на цоколе реле шпильки для присоединения проводов. При покачивании и проворачивании шпилек неизбежен плохой контакт соединения, приводящий к дрожанию стрелки прибора и увеличению погрешности измерения.
Для проведения лабораторной работы на стенде в аудитории В-212 необходимы: реле серии РТ-40, ЛАТР, соединительные провода, гаечный ключ и отвёртка.
Для проведения лабораторной работы на комплектном устройстве У5052 в аудитории В-016 ЛАТР не требуется.
Основные понятия
Реле тока, испытания которого предстоит выполнить в данной лабораторной работе, относится к электромеханическим реле. Реле тока серии РТ-40 являются чувствительным (управляющим) элементом релейной защиты. Поэтому для увеличения чувствительности и быстродействия якорь реле максимально облегчён и выполнен в виде тонкой Г-образной пластины из электротехнической стали. Якорь в зазоре движется поперёк линий магнитного потока. На оси якоря закреплены два подвижных контакта в виде мостика, осуществляющие коммутацию неподвижных пар нормально замкнутых и нормально разомкнутых контактов.
|
|
|
Работа реле тока, предлагаемые для испытания в данной лабораторной работе, основана на электромагнитном принципе. В реле используется П-образный магнитопровод, на котором располагаются две катушки, намотанные толстым медным проводом и создающие магнитный поток в зазоре. Катушки можно соединять либо последовательно, либо параллельно.
При протекании тока по обмоткам реле электромагнитный момент Рэстремится притянуть якорь к полюсам электромагнита. Этому препятствует механический момент, обусловленный сопротивлением пружины РМ. При токе, равном току срабатывания, электромагнитный момент РЭ превысит противодействующий механический момент РМ, якорь реле повернётся и своим подвижным контактом, связанным с ним, разомкнёт одну пару и замкнёт другую пару неподвижных контактов.
|
|
|
Ток срабатывания или ток уставки Iy регулируется изменением натяга спиральной противодействующей пружиной, и фиксируются указателем на шкале в виде уставок. Весь диапазон уставок, который представлен на шкале прибора, устанавливается за счёт изменения натяга пружины.
Шкала уставок реле проградуирована для последовательного подключения обмоток реле. При переключении обмоток реле с последовательного подключения на параллельное (см. рис. 1) для обеспечения электромагнитного момента РЭ такой же величины необходимо вдвое увеличить ток срабатывания реле. И значения уставок тока срабатывания, установленных на шкале реле, нужно умножать на два.
Изменения тока, протекающего через катушки реле, в сторону его увеличения или уменьшения, осуществляется с помощью ЛАТРа, путём вращения его ручки против или по часовой стрелки, соответственно.
Ток срабатывания I СР реле серии РТ-40 – это минимальное значение тока, при котором реле замыкает свои контакты. Условие срабатывания реле серии РТ-40 – это равенство электромагнитного момента Рэ и механического момента сопротивления пружины РМ. На самом деле это точка неустойчивого равновесия. При их равенстве любое уменьшение зазора между якорем и магнитопроводом, вызванное вибрацией или температурным расширением, приводит к мгновенному срабатыванию реле. Это приводит потому, что электромагнитный момент Рэ увеличивается пропорционально квадрату изменения величины зазора, а механический момент сопротивления пружины РМ – прямо пропорционально. Из математики известно, что для значений больших единицы квадратичная зависимость изменяется быстрее, чем линейная.
|
|
|
При снижении протекающего тока по обмоткам реле электромагнитный момент Рэ уменьшается, и под действием механического момента сопротивления пружины РМ. подвижная система реле возвращается в исходное положение. Наибольшее значение тока, при котором реле размыкает свои контакты и якорь возвращается в исходное положение, называется током возврата реле I ВР.
Отношение тока возврата I ВР к току срабатывания I СР называется коэффициентом возврата КВ = I ВР/ I СР. В эксплуатации значение коэффициента возврата должен быть не ниже 0,8. Коэффициент возврата характеризует способность реле к повторному включению и состояние подвижных механических элементов реле. При значении коэффициента возврата ниже 0,8 необходима профилактика подвижных механических элементов реле.
Причина вибрации и борьба с ней
Вибрация обусловлена тем, что при прохождении в катушках реле переменного тока i = Im sin w t электромагнитный момент Рэ, обеспечивающий поворот якоря реле, пропорционален квадрату тока
Рэ = n ∙ i 2,
где n – коэффициент пропорциональности, учитывающий количество витков катушки реле, размеры якоря и геометрию магнитопровода, по которому протекает магнитный поток, создаваемый током i;
i – мгновенное значение переменного тока.
Квадрат тригонометрической функции sin w t имеет пульсирующий характер от нуля до единицы, поэтому электромагнитный момент Рэ также имеет пульсирующий характер от нуля до максимального значения, обусловленного текущим значением тока и конструкцией реле. Таким образом, электромагнитный момент Рэ не зависит от направления тока в обмотке, а электромагнитные реле могут быть использованы как на постоянном, так и на переменном токе.
Плавную регулировку тока срабатывания у реле серии РТ-40 (рис. 1) осуществляют перемещением указателя уставок, который представляет собой рычаг, который поворачивается соосно с осью якоря под действием усилия приложенного человеком. Меняя уставки тока срабатывания I У, то есть, перемещая этот рычаг, мы тем самым изменяем степень закрутки спиральной пружины, которая закреплена на другом конце рычага. А другой конец спиральной пружины закреплён на подвижном якоре. При перемещении указателя уставок на величину х в сторону увеличения тока срабатывания, механический момент сопротивления пружины РМ, в соответствии с законом Гука, увеличивается на величину kx (k – жёсткость пружины). И, наоборот, при перемещении указателя уставок на величину х в сторону уменьшения тока срабатывания, механический момент сопротивления пружины РМ уменьшается на величину kx. Таким образам, механический момент сопротивления пружины РМ не зависит от протекающего тока, то есть имеет постоянное значение соответствующее выбранной уставке тока срабатывания реле I У. Учитывая, что действию пульсирующего электромагнитного момента РЭ противодействует постоянный механический момент сопротивления пружины РМ, их разность имеет знакопеременный характер, что и обуславливает вибрацию контактов.
С вибрацией контактов в реле серии РТ-40 борются двумя способами. Во-первых, с помощью специальной конструкции неподвижных контактов, обеспечивающей, при колебании якоря с подвижным контактным мостиком, скольжение подвижного контактного мостика до 2 мм по двум неподвижным контактам, которые этот мостик замыкает, без разрыва электрической цепи. Во-вторых, есть гаситель вибрации, представляющий собой, закрытый цилиндрик, расположенный на оси якоря и разделённый на шесть секций, каждая из которых наполовину наполнена просеянным кварцевым песком, поскольку кварцевый песок не слёживается со временем. Такая конструкция не уменьшает быстродействия реле, так как механический момент при срабатывании реле значительно больше усилий при вибрации, но препятствует вибрации, переводя энергию колебаний в тепло за счёт трения песчинок.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 277; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!