рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Лекция 3. Электромагнитные устройства автоматики, электромагнитные реле

Лекция 3. Электромагнитные устройства автоматики, электромагнитные реле - раздел Электротехника, Основные понятия устройств автоматики. Магнитные материалы в электромашинных и электромагнитных устройствах автоматики Электромагнитное Устройство, Преобразующее Входной Электрический Ток Проволоч...

Электромагнитное устройство, преобразующее входной электрический ток проволочной катушки, намотанной на железный сердечник, в магнитное поле, образующееся внутри и вне этого сердечника. Магнитное поле обнаруживается путем воздействия на ферромагнитный материал, расположенный вблизи сердечника. Этот материал притягивается к сердечнику электромагнита.

Ферромагнитные материалы, применяемые в электра- аппаратостроении,



обладают ярко выраженной нелинейной зависимостью электромагнитной индукции и магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля (рис.1).

Рис.1. Зависимость электромагнитной индукции (a) и

магнитной проницаемости (б) от напряженности в

ферромагнитных сердечниках

 

Рис. 2. Петля гистерезиса ферромагнитного материала сердечника

Эта зависимость использована в усилителе электрических сигналов, действие которого основано на нелинейности характеристик ферромагнитных материалов.

Основным показателем качества ферромагнитного материала сердечника является его петля гистерезиса — способность материала сохранить остаточную магнитную индукцию при уменьшении напряженности до нуля (рис. 2).

Петля гистерезиса определяет следующие четыре основные характеристики магнитной цепи усилителя:

Bsмагнитная индукция насыщения. За этой точкой индукция уже не возрастает с увеличением напряженности поля Н, а значение магнитной проницаемости μ становится равной единице (т. е. магнитной проницаемости воздуха);

ВR—остаточная магнитная индукция. Когда напряженность уменьшается до нуля от точек Bs поток уменьшается не до нуля, а до ВR. Остаточная намагниченность сохраняется бесконечно долго, практически до нового воздействия магнитного поля. Это качество обусловливает наличие «памяти» у магнитных материалов;

Ku=BR/Bsкоэффициент прямоугольности. Для магнитных усилителей желательно значение, близкое к единице, так как увеличивается линейная часть характеристики;

Нскоэрцитивная сила. Это значение напряженности магнитного поля, необходимое для того, чтобы магнитная индукция менялась от—BR до нуля.

Реле.

Реле, или релейным элементом, называется устройство, в котором при определенном значении входного сигнала выходной сигнал скачкообразно принимает конечное число значений.

Реле имеют широкое применение в системах автоматики, так как с их помощью можно: а) управлять большими мощностями на выходах посредством входных электрических сигналов сравнительно малой мощности; б) выполнять логические операции; в) создавать многофункциональные релейные устройства; г) осуществлять коммутацию электрических цепей;

д) фиксировать отклонения контролируемого параметра от заданного уровня; е) выполнять функции запоминающего элемента; ж)выполнять функции элементы цифрового устройства и т.д

Реле классифицируется по различным признакам: по виду физических величин, на которые они реагирует; по выполняемым функциям в системе управления, по назначению.

По виду физических величин различают электрические, механические, тепловые, оптические, магнитные, акустические реле.

По назначению и функциям, выполняемым в системах управления, различают реле защиты, управления, контроля.

В конструкциях реле имеются воспринимающие органы, реагирующие на внешнее воздействие, коммутирующее (исполнительные) органы, осуществляющие передачу воздействия от реле в управляемые цепи, и промежуточные органы, перерабатывающие и передающие воздействия от воспринимающих органов к коммутирующим органам. Все эти органы могут быть явно выраженными или объединенными друг с другом.

По устройству воспринимающих органов электрические реле подразделяются на электромагнитные, магнитоэлектрические, электродинамические, индукционные, электронные, электростатические и др.

По устройству коммутирующих органов электрические реле подразделяются на контактные и бесконтактные. Контактные реле воздействует на управляемую цепь с помощью электрических контактов, замкнутое или разомкнутое состояние которых изменяет сопротивление электрической цепи от 0 до бесконечности, при этом имеет место или _полное замыкание или полный механический разрыв выходной цепи. Бесконтактные реле воздействуют на управляемую цепь путем резкого (скачкообразного) изменения параметров выходных электрических цепей (сопротивления, индуктивности, ёмкости) или изменения уровня напряжения (тока). При этом конечное значение выходной величины устанавливается без нарушения гальванических связей, т.е коммутация осуществляется без механического разрыва электрической цепи. Бесконтактные реле по сравнению с контактными в большинстве случаев являются более надежными и быстродействующими, а также меньшими по габаритам.

Основными характеристиками и параметрами реле являются: характеристика управления, параметр срабатывания, коэффициент запаса, коэффициент управления, время срабатывания, время отпускания, мощность срабатывания, рабочая мощность, управляемая мощность.

Важными временными параметрами реле, характеризующими его быстродействие, являются время срабатывания и время отпускания.

Время срабатывания - промежуток времени от подачи на вход сигнала х=хср до начала воздействия на управляемую цепь.

По времени срабатывания различают нормальные, быстродействующие, замедленные реле и реле времени.

Обычно для нормальных реле tcp=50-150 мс; для быстродействующих реле tcp<50 мс, для замедленных реле tcp= 0,15-l с и для реле времени tcp>l с.

Реле времени создающие требуемую задержку в передаче воздействия от одного элемента к другому, необходимы в ряде устройств автоматики (например, в устройствах сигнализации и программных устройств)

Время отпускания - промежуток времени от подачи на вход сигнала п до начала воздействия на управляемую цепь.

Для анализа работы релейных схем часто используют временные диаграммы. Общая временная диаграмма релейного элемента приведена на рис. 1, На диаграмме в масштабе отложены: время срабатывания tcp, время отпускания tотп и рабочее время реле tp. (На рис.1 есть не точность tотп и tp надо поменять местами) При срабатывания реле может иметь место один из двух возможных случаев: коммутирующий орган меняет свое состояние с нулевого на единичное (рис.2) или с единичного на нулевое (рис.3).

Мощность срабатывания Рср- минимальная мощность, которую необходимо подвести к воспринимающему органу реле, чтобы перевести его из состояния покоя в рабочее состояние. В маломощных реле она не превышает 1 Вт, в реле средней мощности составляет 1- 10 Вт и в мощных реле - более 10 Вт. По величине мощности срабатывание принято характеризовать порог чувствительности реле. Реле считаются чувствительными при 10-2 < Рср< 10-1 Вт, высокочувствительными при Рср< 10-2 Вт, нормальными при Рср> 10-1 Вт.

 


Рабочая мощность - мощность, которую необходимо подвести к воспринимающему органу реле, чтобы обеспечить надежное срабатывание и удержание реле в рабочем состоянии, она должна быть несколько больше мощности срабатывания

 

Устройство и принцип действия

На рис. 4 изображена конструкция простейшего электромагнитного реле клапанного типа. При протекании тока в обмотке образующийся между якорем и сердечником магнитный поток создает магнитную силу притяжения якоря. При притяжении якорь вторым плечом перемещает вверх толкатель, вследствие чего одни контакты размыкаются, а другие замыкаются. В исходное положение якорь возвращается пружиной при обесточивании обмотки.

Рассмотренное реле не реагируют на полярность входного сигнала. Такие реле называют нейтральными.

Реле, реагирующие на полярность или фазу управляющего напряжения или тока, называют поляризованными. В основу их работы положено взаимодействие магнитного потока электромагнита с потоком постоянного магнита.

На рис.5(а) показана конструкция поляризованного Реле. Поляризованные реле могут быть двухпозиционными, трехпозиционными и «с преобладанием». При обесточенной обмотке якорь двухпозиционного реле может находиться в одном из двух крайних положений, трехпозиционного реле - в среднем (нейтральном) положении, реле «с преобладанием» будет притянут к одному и тому же полюсу.


В последние время появились реле Рис. 5(б) с магнитоуправляемыми контактами, которые иногда называют контракторами или герконами. Магнитоуправляемый контакт представляет собой заполненный азотом стеклянный баллон с заключенными в него контактными лепестками,

Рис. 4. Конструкция электромагнитного Рис. 5. Конструкция поляризован-

нейтрального реле клапанного типа (а), ного реле (а) и реле с магнито-

его схема (б), и характери­стика (в): управляемыми контактами(б)

1- плата; 2 —ярмо; 3 — каркас;

4 – обмотка; 5—сердечник;

6 — штифт отлипания; 7 - якорь;

8 — возвратная пружина; 9,10- контакты;

11- толкатель.

 

выполненными из пермаллоя и имеющего позолоченные концы. Контактные лепестки одновременно служат магнитопроводом. Нормальное состояние контактов - разомкнутое. При наличие тока в обмотке создается магнитное поле, направленное вдоль лепестков, вследствие чего в зазоре между ними возникает сила притяжения и контакты замыкаются. Внутри катушки реле можно разместить различное число магнитоуправляемых контактов (Рис.6 б с одним контактом) Основными преимуществами реле на магнитоуправляемых контактах являются герметичность и, следовательно, отсутствие воздействий на контакты окружающей среды, повышенная надежность контактирования, быстродействие, большая износостойкость (до 10^7-10^9 срабатываний), отсутствие механической системы передачи. Однако по сравнению с электромагнитными реле они имеют большие габариты и вес, и более низкую чувствительность.


Корпус Контактные пружины

Рис.6 Электромагнитное реле с герметизированными контактами (герконы) (б);

Реле на электрических схемах(в)

Искрение контактов - один из основных недостатков электромагнитных реле. Искрение приводит к быстрому их износу. Кроме того, при искрении возникают радиопомехи.

Контрольные вопросы:

1. Для чего применяются реле

2. Назначение и классификация электромагнитных реле.

3. Каковы основные характеристики и параметры реле.

4. Принцип действия нейтральных реле.

5. Принцип действия поляризованного реле.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Основные понятия устройств автоматики. Магнитные материалы в электромашинных и электромагнитных устройствах автоматики

Автоматизацией производственного процесса называют такую организацию этого процесса при которой его технологические опе рации осуществляются.. Если процесс управления осуществляется без участия человека то такое.. Для автоматического контроля регулирования и управления не обходимо располагать определенной информацией о состоянии..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Лекция 3. Электромагнитные устройства автоматики, электромагнитные реле

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Понятие преобразователя
Преобразователь (чувствительный элемент) - устройство, которое преобразует изменения входной величины в соответствующий выходной сигнал, удобный для дальнейщего использования, и служит воспринимающ

Датчики измерения параметров технологического процесса
  1. ВВЕДЕНИЕ Стремительное развитие электроники и вычислительной техники оказалось предпосылкой для широкой автоматизации самых разнообразных процессов в промышленности, в научны

Лекция 4. Регулирующий орган ОР
Регулирующим органом называется звено исполнительного устройства, пред­назначенное для изменения расхода регулируемой среды, энергии или каких-либо других величин сцелью обеспечени

Лекция 5. ШИБЕРЫ
В шиберах затвор, выполненный в виде полотна 1, перемещается перпендикулярно направлению потока Q (рис. 3). Шиберы широко применяются для регулирования расходов воздуха и газа при небольших статиче

Тензометрический метод
  В настоящее время основная масса датчиков давления в нашей стране выпускаются на основе чувствительных элементов (рис.2), принципом которых является измерение деформации тензорезист

Пьезорезистивный метод
Практически все производители датчиков в России проявляют живой интерес к использованию интегральных чувствительных элементов на основе монокристаллического кремния. Это обусловлено тем, что кремни

Ионизационный метод
В основе лежит принцип регистрации потока ионизированных частиц. Аналогом являются ламповые диоды (рис.10).  

Лекция 7. Усилители.
Выходные сигналы датчиков и других элементов во многих случаях оказываются слабыми и недостаточными для приведения в действие последующих элементов систем автоматического управления, например реле,

Лекция 8. Магнитные усилители
Магнитным усилителем называется электромагнитное устройство, использующее нелинейную зависимость магнитной проницаемости ферромагнитных материалов и предназначенное для управления значительной мощн

Назначение и принцип действия трансформатора.
Трансформатор – это электромагнитный статический преобразователь с двумя или более неподвижными обмотками, которые преобразуют параметры переменного тока: напряжение, ток, частота, число фаз

Устройство трансформаторов
Основные части трансформаторов – обмотки и магнитопровод. Магнитопровод состоит из стержней и ярм. На стержнях располагают обмотки, а ярма служат для соединения магнитопровода в замкнутую систему.

Основные соотношения в трансформаторе.
При работе трансформатора с нагрузкой Zн в его первичной обмотке проходит ток I1, который создает МДС первичной обмотки F`1 = İ1 w1, во в

Трехфазные и многообмоточные трансформаторы.
Трансформирование трехфазного тока можно осу­ществить тремя однофазными трансформаторами, соеди­ненными в трансформаторную группу (рис. 3, а). Одна­ко чаще для этой цели применяют трехфаз

Устройства и принцип работы машины постоянного тока
Машины постоянного тока — генераторы и двигатели — находят себе широкое применение в современных электроустановках. Они выполняются с неподвижными полюсами и вращающимся якорем. На рис. 1.1

Реакция якоря
При холостом ходе машины магнитное поле создается только обмоткой возбуждения, так как только по этой обмотке будет проходить ток. При нагрузке ток проходит и по обмотке якоря, МДС которой изменяет

Тахогенераторы постоянного тока
В системах автоматического управления широкое применение имеют тахогенераторы постоянного тока. Тахогенераторы представляют собой электрические генераторы неболь­шой мощност

Двигатели постоянного тока
Двигатели постоянного тока применяют в приводах, требующих плав­ного регулирования частот вращения в широком диапазоне. Свойства двигателей, как и генераторов, определяются способом возбуждения и с

Уравнение моментов.
В электрических машинах, действующие на ротор вращающие и тормозные моменты должны уравновешивать друг друга. Вращающий момент, развиваемый двигателем в любых условиях и в любой момент времени, ура

Характеристики двигателя постоянного тока
Свойства электрических двигателей, в том числе и двигателей постоян­ного тока, определяются пусковыми, рабочими, механическими и регу­лировочными характеристиками. Пусковые характеристи

Двигатель параллельного возбуждения
Схема двигателя параллельного возбуждения представлена на рис. 3.5. Обмотку возбуждения включают параллельно обмотке якоря. Ток воз­буждения IB = I — 1Я

Двигатели последовательного возбуждения
Схема двигателя последовательного возбуждения приведена на рис. 4.3. Пуск его аналогичен пуску двигателя параллельного возбуждения с той лишь разницей, что такой двигатель нельзя включать без нагру

Двигатели смешанного возбуждения
В двигателе смешанного возбуждения (рис. 4.6) магнитный поток Ф создается действием двух обмоток возбуждения – параллельной ОВ1 и последовательно

Принцип действия и устройство синхронного явнополюсного двигателя.
Характерный признак синхронного двигателя – вращение ротора с синхронной частотой n1 =f160/p, независимо от нагрузки на валу. Поэтому синхронные двигатели используютс

Лекция 15. Электропривод.
Тепловой режим и выбор электрических двигателей. Нагрев и охлаждение электрических машин. Закон изменения температуры в электрической машине. Выбор мощности двигателей при д

Принцип действия и устройство синхронного явнополюсного двигателя.
Характерный признак синхронного двигателя – вращение ротора с синхронной частотой n1 =f160/p, независимо от нагрузки на валу. Поэтому синхронные двигатели используютс

Виды шаговых двигателей
Существуют три основных типа шаговых двигателей: · двигатели с переменным магнитным сопротивлением · двигатели с постоянными магнитами · гибридные двигатели Опре

Основные виды машин переменного тока
В синхронных машинах нормальных типов ротор вращается с такой же скоростью и в том же направлении, как и вращающееся магнитное поле. Таким образом, вращение ротора происходит в такт, или синхронно,

Устройство асинхронной машины.
Неподвижная часть машины переменного тока называется статором, а подвижная часть — ротором. Сердечники статора и ротора асинхронных машин собираются из листов электротехнической стали (рис. 2), кот

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги