Главная Работа в электроустановках



исключения (ротор замыкает накоротко), когда пуск заканчивается. Каждая секция должна быть включена строго определенное время: не больше и не меньше, чем требуется для нормального пуска.

Требуют времени такие процессы, как нагрев до определенной температуры в установках, специально предназначенных для нагревания, например нагрев охлаждаюшего масла в системе смазки до такой температуры, при которой оно перестает быть недопустимо вязким (но не более, а то оно перестанет быть охладителем).

Необходимо время и для охлаждения. С характерным примером мы уже сталкивались выше, рассматривая режим работы двигателей (см. рис. 6..3).

Длительны процессы заполнения резервуаров до заданного уровня, достижения необходимого давления при работе компрессора, электрического торможения, периодического воздухообмена, т. е. включения вентиляционных устройств с определенной периодичностью и на достаточно длительное время.

Примеры можно приводить без конца, но даже сказанного выше достаточно, чтобы понять, насколько все это серьезно и важно и, как выяснится ниже, непросто.

Способы замедления и ускорения срабатывания и возврата

Основнью пришцншальные положения.

1. Ускорение и замедление - понятия о т-носительные. Например, если первый процесс совершается ранее второго, значит, второй замедлен относительно первого. При этом длительность самих процессов и сдвиг между ними по времени могут быть весьма невелики.

2. Если по условиям действия необходимо, чтобы один из связанных процессов происходил раньше второго, но второй процесс замедлить нельзя - приходится ускорять первый.

3. Времена срабатьшания и возврата любого электромеханического устройства определяются как силой, действуюшей на подвижную часть аппарата (прибора, машины), так и ее массой. В полупроводниковых приборах ничто не движется, поэтому они механически безынерционны.

4. Электрические процессы - нарастание и спадание тока, заряд и разряд конденсатора и т. п. - подчиняются экспоненциальному закону, важнейшей характеристикой которого является постоянная времени.

Постоянная времени. Рассмотрим суть дела, воспользовавшись рис. 7.8. На нем графически изображены процессы срабатывания и возврата реле, обладающего индуктивностью L и ак1ивным сопротивлением R (или же заряда и разряда конденсатора С, соединенного последовательно с сопротивлением R).

Реле включено в точке О, после чего ток через некоторое время достигает установившегося максимального значения Imax = = U/R. Затем реле отключается (точка 3): ток начинает уменьшаться. Эти процессы подчиняются экспоненциальному закону, графически изображаются кривыми, которые назьшаются экспонентами, а аналитически выражаются формулой t

/= - (1 - е

где /" - мгновенное значение тока, соответствующее времени t; Т = L/R - постоянная времени; U - напряжение питания; R -активное сопротивление и L - индуктивность цепи; с - основание натуральных логарифмов.

Если положить Г = Г, то /" = - (1 -е) =

= .(1 l) = i(i 0,37) = 0,63-.

Иными словами, постоянная времени есть время, в течение которого при включении ток нарастает до 63%, а при отклю-



чении спадает до 37% установившегося значения (так как 100 -63 =37).

На рис. 7.8 приведены кривые для двух реле (красная и зеленая линии). Значения тах У них одинаковы (они включены на одно и то же напряжение и имеют равные активные сопротивления), но различаются индуктивностями, из-за чего постоянные времени срабатывания Гц, и Г„2 и возврата Гд, и у них соответственно различны. В этом легко убедиться, обратившись к рис. 7.8. На нем проведена горизонталь 0,631„,ах (считая снизу), пересекаюшая кривые в точках / и 2. Из этих точек опущены перпендикуляры на ось времени и определены таким образом постоянные времени срабатывания и „2. Сравнивая их, видим, что одно реле (красная линия) срабатывает быстрее другого (зеленая линия) , так как Г„, < Т„2-

Аналогично на расстоянии 0,631,„ах, считая сверху (или ,311 max, считая снизу) проведена горизонталь, пересекающая кривые в точках 4 и 5, из которых опущены перпендикуляры, определяющие постоянные времени возврата Т и Т2 соответственно.

Ускорение срабатывания. Один из способов ускорения срабатывания состоит в искусственном уменьшении постоянной времени цепи.

Пример 7.16

Если включить реле по схеме рис. 7.9,д, го при замыкании контакта S1 ток будет нарастать по кривой / (рис. 7.9,6). Постоянная времени Гз = L/R. Время срабатывания Гщ соответствует току срабатывания /с. Однако если это время для какого-либо конкретного случая велико, то его можно уменьшить.

С этой целью это же реле включают по схеме рис. 7.9,в, т. е. на двойное


Рис. 7.9. Влияние на время срабатывания постоянной времени и коэффициента возврата. К примерам 7.16 и 7.17

напряжение 2U через добавочный резистор г. Значение 1тах остается тем же, так как U/R = 2UI{r + Л), где г = R. Не изменяется и ток срабатывания 1 - реле одно и то же. Но постоянная времени уменьшается: Г4 = L/iR + г) < Г3, благодаря чему кривая IV идет круче и, следовательно, время срабатывагая уменьшается, что и требуется. На рис. 7.9,6 отчетливо видно, что <fiii-

Как же построены кривые на рис. 7.9,61 1-й шаг. Проведена горизонталь l,nax = UlR=2UI{R+r).



2-Й шаг. Проведена горизонталь 0,63С /? или, что то же, 0,63-lUKR + г).

3-й шаг. Исходя из того, что <Тз, на горизонтальной оси отложены их значения: точки 7 и 2 соответственно.

4-й шаг. Через точки 7 и 2 проведены вертикальные линии до пересечения с горизонталью 0,6377/7? и получены точки 3 и 4 соответственно.

5-й шаг. Через начало координат О и точки 3 и 4 проведены плавные кривые IVи 777.

6-й шаг. Проведена горизонталь, со-ответствуюшая току срабатывания 7с, и из точек ее пересечения 5 и 6 с кривыми 7F и 777 опущены перпендикуляры, определяющие времена срабатывания jy и rjjj.

Реле по схеме 7.9,в может быть включено на двойное напряжение неограниченное время. Но такое включение требует двойного напряжения, что далеко не всегда реально. Поэтому можно поступить иначе: использовать ту же схему (рис.7.9,в), но взять реле на меньшее номинальное напряжение. Например, если напряжение питания и = ПО В, то напряжение реле может быть 60 В и т. п. Следует, однако, иметь в виду, что у другого реле безусловно инью активное сопротивление и индуктивность. Значит, нельзя механически решать этот вопрос, т. е. включить любой добавочный резистор.

Обратите внимание на употребление слов: постоянная времени цепи, а не просто постоянная времени реле. В одних случаях это одно и то же, как в схеме на рис. 7.9, а, в других - нет (рис. 7.9, в). К этому "коварному" вопросу мы возвратимся в примере 7.18.

Пример 7.17

реле, включающихся к ратковремен-н о, иначе катушка перегреется и может даже сгореть. Этот способ основан на увеличении коэффициента запа-с а, т. е. на включении реле на значительно большее напряжение, чем то, на которое оно рассчитано в продолжительном режиме работы.

На рис. 7.9,г кривая 7 показывает нарастание тока в катушке, включенной на номинальное напряжение, т. е. по схеме рис. 7.9,д. Кривая проходит через точку пересечения вертикали 7 и горизонтали 8, соответствующей постоянной времени Ti. Кривая 77 относится к тому же реле, включенному по этой же схеме, но на двойное напряжение, т. е. с вдвое большим коэффициентом запаса. Коэффициентом запаса назьшается отношение номинального тока (напряжения) к току (напряжению) срабатьшания.

Кривая 11 проходит через точку пересечения вертикали 7 (так как для обоих случаев постоянная времени одна и та же Ti), но с другой горизонталью 9. Горизонталь 10 соответствует току срабатывания 7с, который для обоих случаев одинаков, так как речь идет об одном и том же реле. Пересечения горизонтали 10 с кривыми 7 и 77 определяют времена срабатывания соответственно Г и rjj. Очевидно, tl > rjj. Это доказьшает, что бьютрее срабатьшает реле, включенное на более вьюокое напряжение, т. е. с большим коэффициентом запаса.

®

Пример 7.18

Иллюстрируем другой способ ускорения срабатьша1шя, но он годится только для

На рис. 7.10,д показано сборное реле KS1, используемое для блокировки, сигнализации и т. п. В частности, с телеуправляемых объектов через контакт реле KS1 передается сигнал на диспетчерский пункт о необходимости осмотра оборудования.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [75] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121


0.0265