Назначение, классификация и основные характеристики реле
Реле — это автоматический аппарат, который, воспринимая воздействие входного параметра, при определенном значении его осуществляет скачкообразное изменение выходного параметра. Рабочее состояние реле характеризуется двумя крайними положениями исполнительного элемента: «включено» и «выключено». Электромагнитное реле состоит из трех функциональных элементов (органов)— воспринимающего, промежуточного и исполнительного.
Воспринимающий элемент реагирует на входной параметр и преобразует его в физическую величину, необходимую для работы реле. Конструкция воспринимающего элемента определяется входным параметром. Например, в электромагнитных реле — это катушка электромагнита, в реле давления — мембрана, в реле уровня — поплавок и т. д.
Промежуточный элемент сравнивает преобразованную величину с эталоном и при достижении ею определенной величины передает воздействие на исполнительный элемент. В качестве промежуточных элементов в контактных реле используют противодействующие пружины и успокоители.
Исполнительный элемент вызывает скачкообразное изменение выходного параметра. Исполнительными элементами в электромагнитных реле являются контакты.
Реле нашли широкое применение в различных схемах пуска, управления и защиты электрических приводов, устройств автоматики и т. д. Они очень разнообразны и имеют обширную классификацию.
По принципу действия воспринимающих элементов реле бывают:
- электромагнитные
- ферродинамические
- индукционные
- тепловые
- полупроводниковые
По принципу действия исполнительных органов реле делятся на:
- контактные
- бесконтактные
В зависимости от входного параметра различают реле тока (максимального, минимального, обратного), напряжения (максимального и минимального), обратной мощности, частоты, времени и т. д.
По назначению бывают реле защиты, управления, автоматики и электросвязи.
В зависимости от времени срабатывания реле подразделяются на безынерционные (tсраб < 0,001 сек), сверхбыстродействующие (tсраб < 0,005 сек), быстродействующие (tсраб < 0,05 сек), нормальные (tсраб = 0,05 ÷ 0,25 сек), замедленные (tсраб = 0,25 ÷ 1,0 сек) и реле времени.
Воспринимающий орган реле включается непосредственно в цепь, через измерительные трансформаторы или работает от исполнительных элементов других аппаратов.
Исполнительный элемент реле может воздействовать на объект управления прямо своими контактами или косвенно через другие аппараты и рассчитывается обычно на токи до нескольких ампер.
К основным характеристикам реле относятся зависимость выходного параметра Y от входного X, коэффициент возврата, чувствительность, время срабатывания, время отпускания и некоторые другие.
Зависимость выходного параметра Y от входного X показывает, при каких значениях входного параметра происходит скачкообразное изменение выходного параметра.
Значение входного параметра Хсраб, при котором происходит срабатывание реле, называется параметром срабатывания, а значение Хотп, при котором происходит отключение реле, — параметром отпускания. Величина параметра срабатывания или отпускания, на которую настроено реле, называется уставкой.
Коэффициентом возврата называют отношение параметра отпускания к параметру срабатывания
Он всегда меньше единицы и находится в пределах от 0,2 до 0,99.
Под чувствительностью реле понимают минимальную входную мощность, способную вызвать срабатывание реле. Практически чувствительность реле выражают через ток или напряжение срабатывания.
Временем срабатывания реле называют промежуток времени от момента подачи входного параметра до момента скачкообразного изменения выходного параметра.
Временем отпускания реле называют промежуток времени от момента снятия входного сигнала до момента срабатывания исполнительного органа.
Исходя из условий эксплуатации к судовым реле предъявляются повышенные требования. Конструкция судовых реле должна обеспечивать максимальную частоту срабатывания, большой срок службы, возможность регулирования параметров, малые габариты и вес, простоту устройства и эксплуатации. Реле управления и защиты должны нормально работать при любых допустимых изменениях напряжения в условиях вибрации и ударных сотрясений.
Реле, контролирующие неэлектрические параметры
Развитие автоматизации процесса пуска, управления и контроля судовых машин, систем и механизмов привело к созданию большого количества реле, контролирующих неэлектрические параметры. К ним относятся реле уровня, давления, температуры, направления вращения, крена и дифферента и др. Ниже дается описание некоторых типов судовых реле.
РЕЛЕ УРОВНЯ. Примером такого реле является поплавковое реле типа РП-52. Его используют для автоматического поддержания определенного уровня жидкости в цистернах пресной или забортной воды. Чувствительным элементом реле служит поплавок, устанавливаемый внутри цистерны. Через систему рычагов поплавок воздействует на контактное устройство, состоящее из двух микровыключателей.
При наполнении цистерны до установленного уровня поплавок поднимается и через систему рычагов нажимает на кнопки микровыключателей, которые размыкают контакты, стоящие в цепи управления электродвигателя насоса. По мере расхода воды поплавок опускается и при определенном уровне воды вызывает замыкание контактов и включение электродвигателя насоса.
Для изменения пределов поддержания верхнего и нижнего уровней воды реле имеет специальное механическое приспособление.
РЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ. Эти реле используют в схемах автоматического управления электродвигателями насосов и компрессоров. По своему устройству они делятся на трубчатые и мембранные.
Наибольшее применение получили мембранные реле давления типа РДК-57. Они состоят из корпуса 1, механизма передачи давления, регулирующего устройства и контактной системы (рис. 27). Давление жидкости создает деформацию мембраны 12. Это вызывает перемещение рычажной системы 4, воздействующей на контактную систему, состоящую из двух микровыключателей 6.
Пружины 8 регулирующего устройства противодействуют давлению жидкости. Одна из пружин позволяет производить регулировку нижнего предела давления, а другая — верхнего. Предельные значения давления составляют 0,25—12 кгс/см2.
Реле имеет водозащищенное исполнение и рассчитано на работу в цепях постоянного тока напряжением до 320 в или в цепях переменного тока напряжением до 380 в. Контакты реле обеспечивают разрыв цепи мощностью 350 вт при напряжении 380 в.
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЛЕ. Примером температурного реле может служить реле типа ТР-200М. Оно применяется в схемах сигнализации и автоматического контроля температуры жидкости или газа. Принцип действия реле основан на использовании разности коэффициентов линейного расширения латуни и инвара, который при нагревании практически не изменяет свою длину.
Реле состоит из герметического корпуса в виде латунной трубки 1; контактов 4, расположенных на двух выгнутых инваровых пружинах 2, и регулировочного винта 5 (рис. 28). Инваровые пружины с одной стороны крепятся к оси 3, связанной с латунным корпусом, а с другой — к регулировочному винту, которым осуществляется настройка реле на заданную температуру размыкания контактов. Контакты располагаются в средней части пружин и изолируются от них слюдяными прокладками.
При малых температурах пружины находятся в свободном состоянии и замыкают контакты. Увеличение температуры вызывает удлинение латунной трубки и уменьшение зазора δ между осью и пружинами. После выбора всего зазора пружины выпрямляются, что приводит к размыканию контактов. Снижение температуры ниже уставки вызывает уменьшение длины корпуса, изгибание инваровых пружин и замыкание контактов.
С помощью регулировочного винта можно менять величину зазора δ. Это дает возможность отрегулировать реле на требуемую температуру срабатывания.
Реле типа ТР-200М имеет пределы контролируемых температур от 25 до 200 °С. Погрешности температур размыкания контактов относительно уставки не превышают 5° С. Рабочее напряжение контактов составляет до 400 в постоянного или переменного тока.
Реле направления вращения. Это реле применяется в схемах торможения противовключением асинхронных двигателей.
Реле состоит из корпуса, постоянного магнита 2, ротора в виде полого цилиндра 3 с короткозамкнутой обмоткой 4, контактной системы и регулировочных пружин (рис. 29). Постоянный магнит имеет цилиндрическую форму и вращается от вала двигателя в подшипниках неподвижного корпуса. На роторе реле размещается короткозамкнутая обмотка. Ротор может поворачиваться в некоторых пределах вместе с подвижными контактами реле.
При вращении постоянного магнита в короткозамкнутой обмотке индуктируются э. д. с. и токи. В результате взаимодействия магнитного потока вращающегося магнита с токами в короткозамкнутой обмотке на роторе возникает момент, направленный в сторону вращения вала двигателя. При определенной скорости вращения преодолевается противодействие пружин и замыкаются контакты реле. Если изменяется направление вращения, то меняется знак момента и происходит переключение контактов. С помощью настройки пружин можно отрегулировать срабатывание реле на требуемые скорости вращения.
РЕЛЕ КРЕНА И ДИФФЕРЕНТА. Реле используется в схемах автоматической сигнализации недопустимого крена и дифферента и в ряде других случаев, когда требуется замыкание контактов реле при определенном угле наклона контролируемой плоскости.
Простейшее реле крена представляют собой изогнутую стеклянную трубочку, по концам которой впаяны контакты. Внутри трубочки помещается шарик ртути, который в зависимости от направления наклона замыкает при определенном угле ту или другую пару контактов.
Реле времени
Реле времени нашли широкое применение в схемах пуска, управления и защиты электрических двигателей, а также в схемах автоматики.
По принципу получения выдержки времени реле делятся на:
- электромагнитные
- механические
- моторные
- пневматические
Ниже рассматриваются некоторые наиболее распространенные реле времени.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ. Выдержка времени в электромагнитных реле обеспечивается с помощью демпферной гильзы, в которой при отключении катушки возникает э. д. с. взаимоиндукции. Эта э. д. с. создает магнитный поток, препятствующий мгновенному исчезновению основного потока. Так как выдержка времени зависит от значения магнитного потока катушки, то электромагнитные реле используются на постоянном токе. Чтобы уменьшить влияние напряжения катушки на выдержку времени, магнитную систему реле делают сильно насыщенной.
Электромагнитные реле времени выпускаются двух габаритов: первый рассчитывается на выдержку времени до 1 сек (к нему относятся реле типов РЭ-100, ЭРЭ-100, РЭМ-20 и др.), второй — на выдержку времени до 3—5 сек (к нему относятся реле типов РЭ-180, ЭРЭ-180 и др.).
Конструктивно реле времени отличаются друг от друга незначительно. На рис. 30 изображено электромагнитное реле времени типа ЭРЭ-100.
Основными узлами реле являются магнитная и контактная системы. Магнитная система состоит из угольника 2, сердечника 3, якоря 12 и втягивающей катушки 1. Контактная система выполняется мостикового типа. Возврат якоря в отключенное состояние происходит с помощью пружины 9, нажатие которой можно регулировать с помощью гайки 10. Посредством регулировочного винта 11 можно изменять зазор между якорем и сердечником.
Чтобы создать выдержку времени отключения реле после прекращения питания катушки, на сердечник магнитной системы помещают демпфер, состоящий из медных шайб 14.
Плавная регулировка выдержки времени обеспечивается изменением нажатия отключающей пружины.
Между якорем и сердечником реле располагается немагнитная прокладка 13, которая препятствует залипанию реле и позволяет производить ступенчатую регулировку выдержки времени с помощью изменения толщины прокладки от 0,05 до 0,5 мм. Чем меньше толщина прокладки, тем больше индуктивность катушки. Индуктивность уменьшает скорость спадания магнитного потока и увеличивает выдержку времени.
Выдержка времени реле типа ЭРЭ-100 может изменяться от 0,25 до 0,9 сек. Втягивающая катушка рассчитывается на напряжения 110 и 220 в постоянного тока. Контакты реле допускают длительный ток до 20 а и отключение индуктивной цепи постоянного тока в 1 а при напряжении 220 в или цепи переменного тока 20 а при напряжении до 500 в.
Примером применения электромагнитного реле времени может служить схема пуска двигателя постоянного тока, изображенная на рис. 31.
При замыкании рубильников 1Р и 2Р получают питание катушки электромагнитных реле времени 1РУ и 2РУ, выполняющие функцию реле ускорения, и обмотка возбуждения двигателя ОВ. Реле времени срабатывают и размыкают свои размыкающие контакты в цепи катушек контакторов ускорения 1У и 2У. После нажатия кнопки КП срабатывают линейные контакторы 1Л и 2Л. Двигатель получает питание через две ступени пускового сопротивления Rп1 и Rп2, и начинает разгоняться по первой реостатной характеристике.
Одновременно размыкается размыкающий блок-контакт 2Л линейного контактора в цепи питания катушки 1РУ. С выдержкой времени реле отпустит свой якорь и замкнет контакты 1РУ в цепи обмотки первого контактора ускорения. Он сработает и зашунтирует первую ступень сопротивления своими главными контактами 1У и обесточит второе еле ускорения 2РУ. Второе реле с выдержкой времени замкнет свои контакты в цепи обмотки контактора 2У, который, сработав, зашунтирует вторую ступень сопротивления. Таким образом электромагнитные реле времени 1РУ и 2РУ обеспечивают автоматизированный пуск двигателя в функции времени.
МЕХАНИЧЕСКИЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ. Также реле выполняются чаще всего маятникового типа. Они содержат часовой механизм, привод и контактную систему.
На рис. 32 показан общий вид механического реле времени типа ЭВ-2Т. Механизм времени 12 этого реле состоит из анкерного колеса и маятника. При каждом колебании маятника вокруг оси анкерное колесо поворачивается на один зуб. Вращающее усилие на анкерное колесо передается с помощью зубчатых шестеренок от зубчатой рейки, связанной с якорем 10 электромагнита. Регулировка выдержки времени реле может осуществляться изменением положения грузика на маятнике или изменением рабочего пути зубчатой рейки.
В отличие от электромагнитных реле времени механические реле обеспечивают выдержку времени срабатывания после подачи питания на катушку и быстрое размыкание при обесточивании.
Пределы регулирования времени зависят от типа реле и составляют от 0,1 до 20 сек. Погрешность для малых выдержек колеблется до ±20%, а для больших — не превышает 5%.
Достоинством механических реле времени является независимость выдержки времени от колебаний напряжения сети и температуры, возможность их применения на постоянном и переменном токе, легкость пристройки к любым аппаратам, простота регулировки. К недостаткам реле относится плохая приспосабливаемость к непрерывным и частым включениям, возможность изготовления лишь на специализированных заводах и малая (не более 30) частота включений в час.
МОТОРНЫЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ. Моторные реле применяются для получения больших пределов выдержек времени — от нескольких секунд до 24 ч.
Выдержка времени в моторном реле времени типа Е-52, программном реле времени типа ВС-10, многоцепном реле времени типа Е-58 и некоторых других создается за счет замедления, получаемого в редукторе синхронного электродвигателя и реле.
На рис. 33 изображена кинематическая схема программного реле типа ВС-10. Реле работает следующим образом. При подаче питания на схему начинает работать синхронный двигатель 1, вращающий шестерни редуктора 2. Срабатывание реле происходит только после подачи питания на электромагнит сцепления 5, включающий своим рычагом муфту сцепления 3, 14. Муфта передает вращение шкалам 9, которые в определенном положении производят замыкание контактных групп. После срабатывания последней группы размыкается контакт в цепи питания двигателя и он останавливается. Для возврата реле в исходное положение необходимо отключить электромагнит. Он разомкнет муфту сцепления, и возвратная пружина 6 обеспечит возврат шкал в исходное положение.
Регулировка выдержки времени достигается поворотом шкал на главной оси 15. Это приводит к изменению положения упоров 16 относительно кулачков 18, производящих замыкание и размыкание контактов. Чем больше уставка времени, тем большее расстояние делается между упорами и кулачками. Программное реле выполняется с тремя или шестью шкалами, что позволяет получить различные выдержки времени в трех или шести независимых цепях.
В зависимости от исполнения реле диапазон уставок может изменяться от 2 сек до 24 ч.
Недостатком моторных реле является сложность, большая стоимость, малая износоустойчивость и зависимость выдержки времени от частоты питающей сети.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ. Примером пневматического реле может служить реле типа РВП-2 (рис. 34). Оно позволяет получить выдержку времени как при включении, так и при выключении.
Реле состоит из электромагнита, контактной системы и механического замедлителя. Электромагнит реле выполняется прямоходовым. Для переменного тока магнитная система делается шихтованной. Якорь электромагнита имеет Т-образную форму и связан с диафрагмой 14. В обесточенном состоянии якорь под действием пружины находится в верхнем положении.
Контактная система состоит из двух микровыключателей 3 и 4, один из которых мгновенного действия, а другой — с выдержкой времени. Срабатывание микровыключателей происходит под воздействием скобы 12 и рычага 5, связанных с якорем 10 электромагнита.
Механический замедлитель представляет собой пневматическую камеру 15, разделенную клапаном на две половины. При подаче питания на катушку электромагнита вместе с якорем движется диафрагма. Скорость ее движения зависит от количества воздуха, проходящего через регулируемое отверстие Б. Выдержка времени регулируется с помощью изменения сечения отверстия Б, связывающего верхнюю и нижнюю полости камеры.
Диапазон регулирования выдержки времени от 0,4 до 180 сек. Время подготовки реле к работе возврата в исходное положение не превышает 1,5 сек. Катушки реле выполняются на напряжения от 12 до 220 в постоянного тока и от 12 до 400 в переменного тока.
Реле защиты
К реле защиты относятся электромагнитные реле напряжения, максимального и минимального тока, грузовые, обратного тока, обратной мощности и др. Некоторые из них могут использоваться не только для защиты, но и для пуска и управления двигателями постоянного и переменного тока, а также в схемах автоматики.
РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ. Такие реле используются для получения минимальной и нулевой защиты, а также в схемах пуска двигателей в функции напряжения. Для комплектных устройств в качестве реле напряжения используются электромагнитные реле типов РЭ-510Т, РЭМ-23, РЭМ-231, РЭМ-232, РЭВ-261 и ряд других. Обычно реле напряжения выполняются с самовозвратом. Реле серий РЭ-500, РЭМ-20 и РЭМ-200 применяются только для работы в цепях постоянного тока, а реле серии РЭВ-200 рассчитаны на работу в схемах переменного тока.
На рис. 35 изображено электромагнитное реле напряжения типа РЭМ-23. Оно исполняется с катушками на номинальные напряжения 24, 55, 110 и 220 в постоянного тока. Реле допускает регулировку напряжения втягивания до 60% номинального напряжения катушки. Время отпадания реле после снятия напряжения не превышает 0,1 сек.
На рис. 36 показана схема автоматизированного пуска двигателя постоянного тока с применением реле напряжения. При замыкании рубильников 1P, 2Р и нажатии пусковой кнопки КП получают питание катушки линейных контакторов 1Л, 2Л. Они подключают цепь якоря двигателя с последовательно включенным пусковым сопротивлением в сеть. Двигатель разгоняется по реостатной характеристике.
Пусковые токи вызывают значительное падение напряжения на пусковом сопротивлении, что приводит к мгновенному срабатыванию реле ускорения РУ, размыкающие контакты которого, размыкаясь, не допускают преждевременного включения контактора ускорения У.
По мере разгона двигателя возрастает его противо-э. д. с., снижается пусковой ток и падение напряжения на пусковом сопротивлении. При достижении этого напряжения, равного напряжению уставки реле, оно отпускает свой якорь и замыкает контакты в цепи катушки контактора ускорения У. Контактор срабатывает и шунтирует своими главными контактами пусковое сопротивление вместе с катушкой реле ускорения РУ, что предотвращает возможность повторного срабатывания реле от второго броска тока. Таким образом, в этой схеме реле напряжения обеспечивает пуск двигателя в функции падения напряжения на пусковом сопротивлении.
РЕЛЕ МАКСИМАЛЬНОГО И МИНИМАЛЬНОГО ТОКА. Эти реле применяются для защиты двигателей от токов короткого замыкания и используются в схемах пуска двигателей в функции тока. По устройству реле обоих типов аналогичны, но имеют разные пределы уставки на срабатывание. Уставки срабатывания реле минимального тока меньше, а реле максимального тока больше номинального тока катушки реле.
Примером реле минимального тока может служить реле типа РЭ-530Т. Оно предназначено для работы в цепях постоянного тока и изготовляется с втягивающими катушками на номинальные токи от 1 до 400 а. Реле могут быть отрегулированы на ток срабатывания в пределах 45—85% или на ток отпускания в пределах 15—25% номинального тока катушки.
Реле имеет алюминиевое основание, которое оказывает демпфирующее действие и дает выдержку времени до 0,5 сек.
Реле максимального тока относятся реле типов РМ, РЭМ-65, РЭМ-600, РЭВ-201—РЭВ-204 и др. Аппараты первых трех типов используются в схемах постоянного тока напряжением до 320 в.
Реле выполняются мгновенного действия с катушками на номинальные токи от 2,5 до 600 а. Конструкция реле аналогична конструкции реле серии РЭМ-20.
Реле типов РЭВ-201—РЭВ-204 применяются в схемах переменного тока. Эти реле (рис. 37) имеют магнитную систему, набранную из листов электротехнической стали. Для уменьшения вибрации на сердечнике располагается короткозамкнутый виток. Реле могут изготовляться с самовозвратом или с ручным возвратом. Катушка реле исполняется на токи от 0,6 до 600 а. Ток срабатывания реле может регулироваться в пределах 110—350% или 200—700% номинального тока катушки.
ГРУЗОВЫЕ РЕЛЕ. Эти реле предназначены для защиты двигателей от перегрузок. Чтобы устранить ложные срабатывания, реле снабжаются демпферной гильзой, обеспечивающей выдержку времени от 0,3 до 0,4 сек. Грузовые реле могут иметь только одну токовую обмотку, например реле типа РЭМ-24, или две обмотки — одну токовую, другую напряжения. Обмотка напряжения включается последним контактором ускорения и отключается при срабатывании реле, что увеличивает коэффициент возврата. Грузовое реле типа РЭМ-24 обеспечивает защиту двигателя от работы с повышенными скоростями при нагрузках, близких к номинальным. Катушка реле исполняется на токи 2,5; 3,5; 5 а. Реле регулируется на ток срабатывания, равный 70% номинального тока катушки.
РЕЛЕ ОБРАТНОГО ТОКА. Реле осуществляет защиту источников постоянного тока от протекания тока обратного направления.
В качестве реле обратного тока используется электромагнитное поляризованное реле серии ДТ (рис. 38). Реле имеет сердечник с полюсными наконечниками и токовой катушкой. Между полюсными наконечниками располагается якорь 5 с катушкой напряжения.
В обесточенном состоянии контакты 3, 4 реле замкнуты возвратной пружиной 2. При прямом токе полярности наконечников и якоря таковы, что силы взаимодействия между ними усиливают действие пружины. Изменение направления тока вызывает перемену полярности полюсных наконечников и изменение направления сил взаимодействия. При определенном значении обратного тока (обычно равного 0,15 номинального) якорь преодолевает противодействие пружины, поворачивается и размыкает контакты. Реле обратного тока выпускаются на номинальные токи от 6 до 1600 а и напряжение 110 или 220 в.
РЕЛЕ ОБРАТНОЙ МОЩНОСТИ. Реле обратной мощности типа ИМ-149 используется для защиты генераторов переменного тока от перехода в двигательный режим.
Работа реле основана на индукционном принципе с бегущим магнитным полем. Реле (рис. 39) состоит из магнитопровода, подвижной системы и контактов. Магнитопровод выполнен из верхней и нижней частей. Верхняя часть 9 имеет токовую обмотку, питающуюся от трансформатора тока, включенного в одну из фаз генератора. На нижней части 7 магнитопровода располагаются две последовательно соединенные катушки напряжения, подключаемые к двум фазам генератора.
Подвижная система представляет собой алюминиевый диск 8, который может вращаться на своей оси. К оси диска крепятся противодействующая пружина 2 и шестерня 3, приводящая в движение подвижный контакт 4 реле. В обесточенном состоянии пружина удерживает контакты в исходном положении.
Катушки реле типа ИМ-149 включаются так, что при нормальной работе генератора диск стремится повернуться в сторону действия пружины. Переход генератора в двигательный режим вызывает изменение фазы последовательной обмотки и изменение направления действия сил на диск. При значении обратной мощности, равной уставке, диск преодолевает противодействие пружины, поворачивается, и контакты замыкаются.
Реле может настраиваться на срабатывание при значениях обратной мощности, равной 6,4; 9,1 и 12,8% номинальной мощности реле, но имеет обратнозависимую от мощности выдержку времени срабатывания, которая достигается с помощью двух постоянных магнитов, и располагает возможностью изменять уставку выдержки времени от 2 до 12 сек путем перемещения упора подвижного контакта реле.
РЕЛЕ ПЕРЕГРУЗКИ. Реле перегрузки типа ИМ-145 предназначено для защиты генератора переменного тока от перегрузки. По принципу действия и устройству реле перегрузки аналогично реле обратной мощности, но рассчитывается на срабатывание при нагрузках, равных 105, 110 и 115% номинальной мощности реле. Реле перегрузки имеет выдержку времени от 0,25 до 2,5 сек, обратнозависимую от мощности перегрузки.
ТЕПЛОВЫЕ РЕЛЕ. Тепловые реле применяются для защиты двигателей постоянного и переменного тока от перегрузок.
Принцип работы реле основан на изгибании биметаллической пластинки, изготовленной из двух металлов с различными коэффициентами линейного удлинения, при ее нагревании. Нагрев биметаллической пластинки может происходить непосредственно токами, протекающими по самой пластинке; токами, протекающими по нагревательному элементу, или комбинированным способом.
Обычно тепловые реле включаются последовательно в цепь питания защищаемого электродвигателя. Защитные свойства теплового реле характеризуются ампер-секундной характеристикой, представляющей собой зависимость времени срабатывания от кратности тока нагрузки.
В судостроении наибольшее применение нашли тепловые реле типа ТРТ. Устройство такого реле показано на рис. 40.
Реле работает следующим образом. Если по реле протекают токи перегрузки, равные току уставки или превышающие его, то U-образная биметаллическая пластинка 9 сильно нагревается и изгибается. Через цилиндрическую пружину 8 она поворачивает изоляционную колодку 7 с подвижным контактным мостиком 6, в результате чего контакты размыкаются.
Самовозврат реле происходит только после остывания биметаллической пластинки в течение времени не более З мин. Для ручкого возврата реле снабжается кнопкой 3, позволяющей вернуть контакты в исходное положение не более чем за 1 мин после срабатывания.
Тепловые реле обеспечивают защиту двигателей от длительных перегрузок токами свыше 135% I ном, от работы на двух фазах с номинальными нагрузками и от перегрева при затяжных или слишком частых пусках.
Недостатками тепловых реле являются нестабильность характеристик, зависящих от температуры окружающей среды и времени, и трудность согласования ампер-секундных характеристик реле с допустимой характеристикой нагревания двигателя, что уменьшает надежность защиты.
Промежуточные реле
Промежуточные реле предназначены для коммутации электрических цепей постоянного и переменного тока в схемах управления электроприводами и автоматики. Их используют в тех случаях, когда основное реле имеет контакты слишком малой мощности или когда этих контактов недостаточно, а также и при других обстоятельствах.
В качестве промежуточных реле часто используют реле напряжения типов РЭМ-230, РЭМ-26, РЭВ-261 и др. Кроме того, промышленностью выпускаются специальные промежуточные реле серий РП-4, ПЭ-20, ЭП, РПМ-3 и др.
Промежуточное многоконтактное реле серии РП-4 выполняется с четырьмя замыкающими и четырьмя размыкающими контактами. Катушки реле выполняются на номинальное напряжение 24 или 110 в постоянного тока.
Реле серии ПЭ-20 предназначено для работы в сетях переменного тока напряжением до 240 в. Номинальное напряжение катушек реле от 12 до 240 в переменного тока частотой 50 или 60 гц. Контакты допускают длительное протекание тока до 5 а.
Реле серий РПМ-3 и ЭП (рис. 41, 42) применяются для работы в электрических цепях переменного тока напряжением 127 или 220 в. Реле выпускаются двух-, четырех-, шести- и восьмицепными с контактами, допускающими длительное протекание тока до 5 а.
Литература
Судовая электрическая аппаратура - Бляхман И.А. и др. [1973]
