Вказівки щодо оформлення звіту

Звіт по лабораторній роботі повинен мати:

1. Паспортні дані реле, що досліджуються, і приладів, які використовуються у роботі.

2. Електричні принципові схеми лабораторних установок для дослідження обох типів реле.

3. Таблиці з результатами всіх проведених експериментів і розрахунків.

4. Побудовані усі отримані у роботі характеристики.

5. Розрахунок похибок уставок спрацьовування реле часу з механічним демпфіруванням.

6. Аналіз отриманих результатів.

Контрольні питання

1. Що таке реле часу і де вони використовуються?

2. Які складові має час спрацьовування електромагнітного реле?

3. Якими способами можна збільшити час спрацьовування електромагнітних реле?

4. В чому полягає принцип магнітного демпфірування?

5. Як можна регулювати час спрацьовування реле з магнітним демпфіруванням?

6. Поясніть отримані залежності t_спр =f (n), t_спр =f (δ) і t_спр =f (U_ж).

7. Яким чином здійснюється механічне демпфірування в реле часу?

8. Поясніть наявність похибки спрацьовування реле часу з механічним демпфіруванням

Список літератури

1. Чунихин А.А. Электрические аппараты: Общий курс. Учебник для вузов.- 3-е изд., перераб и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1988.- С. 369…377.

2. Родштейн Л.А. Электрические аппараты: Учебник для техникумов. 4-е изд., перераб. и доп.-Л.: Энергоатомиздат. Ленинград. отд-ние, 1989.- С. 142-144, 258…259.

Лабораторна робота № 7

Дослідження магнітного пускача

Мета роботи

Вивчити призначення, принцип дії і конструкцію магнітних пускачів, експериментально визначити основні параметри магнітного пускача. Дослідити часо-струмову характеристику теплового реле.

Програма роботи

8. Вивчити принцип дії, конструкцію і призначення магнітних пускачів.

9. Вивчити призначення, принцип дії і конструкцію теплових реле.

10. Оволодіти методикою вибору магнітних пускачів.

11. Експериментально визначити коефіцієнти повернення, запасу і кратність пускового струму магнітного пускача серії ПМЛ.

12. Дослідити часо-струмову характеристику теплового реле РТЛ при різних положеннях регулятора струму неспрацьовування теплового реле.

13. Побудувати експериментальну часо-струмову характеристику теплового реле і порівняти її з паспортною.

14. УДРС. Зробити вибір магнітних пускачів для керування електродвигунами за завданням викладача (Додаток 7.2).

Основні теоретичні положення

Магнітний пускач – це комутаційний апарат, призначений для дистанційного керування електрообладнанням, а також частих пусків, зупинок і захисту електродвигунів при наявності електротеплових реле. Магнітний пускач складається, як правило, із триполюсного контактора і теплового реле, призначеного для захисту асинхронних двигунів (АД) від токових перевантажень.

Предметом дослідження в даній лабораторній роботі є магнітний пускач серії ПМЛ з тепловим реле РТЛ, призначений для роботи в мережах змінного струму напругою до 660 В, при номінальних струмах від 10 до 200 А в залежності від типовиконання.

Комутаційна зносостійкість контактного апарата - це здатність апарата виконувати у визначених умовах визначене число операцій при комутації його контактами кіл, що мають задані параметри, залишаючись після цього в передбаченому стані. Комутаційна зносостійкість пускачів серії ПМЛ визначається категорією застосування і складає від 320 ^. 10³ до 2 ^. 10⁶ циклів вмикання-вимикання.

Основні вузли магнітного пускача. Система головних контактів магнітного пускача має 3 полюса; система додаткових контактів виконується у виді окремого блоку і може мати в залежності від типовиконання до 4 пар контактів. Зміна стану контактів здійснюється за допомогою електромагнітного привода пряморухомого типу із Ш-подібним магнітопроводом. Конструктивна схема магнітного пускача серії ПМЕ наведена на рис. 7.1.

Основними параметрами контактної системи комутаційних апаратів є розтин і провал контактів. Розтин контактів – це відстань між цілком розімк-неними контактами. Провал контактів – це хід рухливої системи електромагніта при замкнутих контактах або шлях, який би пройшов рухливий контакт якщо забрати нерухомий.

У магнітних пускачах серії ПМЛ, як правило, не використовуються спеціальні дугогасильні пристрої. Гасіння дуги в них здійснюється за рахунок двох послідовних розривів на кожнім полюсі, що забезпечується містковою контактною системою і необхідним розтином контактів. Висока комутаційна зносостійкість контактора магнітного пускача забезпечується дугостійкими металокерамічними контактними напайками і необхідним провалом контактів.

Магнітний пускач, що досліджується в роботі, укомплектований триполюсним тепловим реле типу РТЛ, що має температурний компенсатор, механізм для прискореного спрацьовування реле при обриві фази, регулятор струму неспрацьовування. Конструктивна схема теплового реле серії РТЛ наведена на рис. 7.2.

К онструктивно реле представляє собою пластмасовий корпус, який має чотири відділення. У трьох відділеннях розміщені термоелементи з нагрівачами і виводами, у четвертому – виконавчий механізм реле, що зв’язаний з термоелементами рейками для передачі переміщення.

Струм, що контролюється, протікає по термоелементам 4 реле. Він приводить до нагрівання елементів 4 і перегину термобіметалічних пластин 5, що зв’язані з рейкою 6, яка переміщається в напрямку стрілки. Кулачок 3 повертається і своїм виступом 10 приводить у рух компенсаційну пластину 1. При перевантажені це веде до вислизання упору защіпки 7, а також до переміщення тримача рухомих контактів 8 під дією пружини 9. Контакти миттєво змінюють своє положення: 95 та 96 розмикаються, а 97 та 98 замикаються. На рис 7.2. показано механізм реле до спрацьовування.

Струм неспрацьовування теплового реле - це струм уставки теплового реле, при якому реле не спрацьовує при тривалому протіканні струму, що перевищує уставку реле на 5 %. Іншими словами, теплове реле не повинне спрацьовувати при 5 % перевантаженні будь-якої тривалості. У теплових реле серії ТРН і ТРП є можливість регулювання величини номінального струму неспрацьовування реле (I_{н н тр}) щодо середньої уставки в межах 25%; у реле РТЛ і РТТ 15 %. Це дозволяє настроїти такі реле на розрахунковий струм I_{н н тр} = I_р, де I_р - розрахунковий струм навантаження. При струмі навантаження, що перевищує на 20 % розрахунковий струм у мережі час спрацьовування попередньо прогрітого реле не повинне перевищувати 20 хвилин. При шестикратному перевантаженні реле серії РТЛ і РТТ повинне спрацьовувати через 5-12 с.

Головний елемент теплового реле – біметалічна пластина, що складається з двох металів, які мають різні температурні коефіцієнти лінійного розширення. Метал з більшим коефіцієнтом лінійного розширення називають активним, а з меншим – пасивним. Пластини жорстко з'єднані між собою гарячої пропайкою чи зварюванням. Якщо закріпити нерухомо один кінець такої пластини і нагріти її, то відбудеться вигин пластини у бік пасивного елемента. Це явище використовується в теплових реле, терморегуляторах і т.д.

Для активних елементів у біметалічних пластинах використовують залізо-нікельмолібденові сплави і сплави на мідній основі: латунь, константан, алюмінієву і берилієву бронзу. Для пасивних елементів широке поширення одержали залізонікелеві сплави з 36 % -им змістом нікелю.

Біметалічні пластини можуть нагріватися електричним струмом, що протікає безпосередньо по них (пряме нагрівання), а також від окремих нагрівальних елементів (непряме нагрівання). У деяких апаратах використовується спільно і той, і інший вид нагрівання (комбіноване нагрівання). Регулювання струму неспрацьовування теплових реле з прямим нагріванням здійснюється зміною опору шунта, що включається паралельно з біметалічною пластиною. При використанні непрямого нагрівання регулювання здійснюється заміною нагрівачів або зміною відстані між нагрівачем і біметалічною пластиною.

Основним недоліком теплових реле є вплив на струм неспрацьовування температури навколишнього середовища. Для усунення цього в теплових реле часто використовуються термокомпенсатори різних конструкцій. У найпростішому випадку термокомпенсатор являє собою звичайну біметалічну пластину, що вигинається у бік, протилежний вигину основної біметалічної пластини.

Основною характеристикою теплового реле є його часо-струмова характеристика, що являє собою залежність часу спрацьовування реле від величини струму, що протікає по нагрівачу. У загальному випадку часо-струмова характеристика реле має гіперболічний характер. Захист електричних установок буде забезпечуватися лише в тому випадку, коли часо-струмова характеристика реле буде розташовуватися трохи нижче від характеристики об'єкта, що захищається, у всьому діапазоні можливих перевантажень. Теплове реле не повинне спрацьовувати при можливих експлуатаційних технологічних перевантаженнях (наприклад, пуск АД). Паспортна часо-струмова характеристика реле, що досліджується, приведена в Додатку 7.1.

У магнітних пускачах ПАЕ встановлюється реле ТРП (теплове реле однополюсне); ПМЕ – реле ТРН (теплове реле зі змінними нагрівальними елементами, двополюсне, регулювання I_н.нтр = 25 %); ПМА – реле РТТ (теплове реле трьохполюсне з температурною компенсацією, із прискореним спрацьовуванням при обриві фази, регулювання I_н.нтр = 15 %); ПМЛ – реле РТЛ (те ж, що і РТТ).