Испытание индукционного токового реле типа РТ-80

Задание: Снять уставку реле типа РТ-80.

Краткая теория

Реле типа РТ-80 по принципу действия являются комбинированными и состоят из двух элементов: индукционного и электромагнитного. Конструктивное выполнение реле показано на рис. 1.

Индукционный элемент состоит из электромагнита 1 с двумя короткозамкнутыми витками 2 на его верхнем и нижнем полюсах; подвижной рамки 8, которая может поворачиваться на своей оси на небольшой угол в подпятниках 30 и 31; алюминиевого диска 3, укрепленного вместе с червяком 4 на оси; вращающейся в подпятниках, расположенных в теле рамки; стальной скобы 14, укрепленной на рамке; зубчатого сектора 5, свободно лежащего на движке 32; тормозного постоянного магнита 7; устройства для регулировки времени срабатывания, состоящего из винта 20 и движка 32; пружины 9, удерживающей рамку в начальном положении; винтов 11, 12, 14 для регулировки угла поворота рамки; сигнальных контактов 19, замыкающихся рычагом зубчатого сектора.

Рисунок 1 – РТ-80

Электромагнитный элемент, представляющий собой токовое реле мгновенного действия, состоит из стального якоря 15 с укрепленным на нем коромыслом 16 для поворота якоря и короткозамкнутым витком (экраном) 26 для устранения вибрации; замыкающего стержня 27, который вместе с якорем образует магнитопровод электромагнитного элемента; регулировочного винта 22 со шкалой 23 и упорной пластиной 24.

Общими для обоих элементов являются: обмотки 29 с ответвлениями, выведенными на контактную колодку 21 с двумя контактными винтами 28; контакты реле 18.

При протекании тока по обмотке электромагнита создаются два потока Ф_I и Ф_II, замыкающихся соответственно через экранированную и неэкранированную части полюсов. Потоки сдвинуты по фазе на угол φ. Реагируя с токами, наводимыми в диске, потоки создают вращающий момент

, где      φ – фазовый угол, между потоками. Оба потока пропорциональны току, протекающему по катушке, угол φ постоянен, значит

М_вр = k₂·l_р².

При протекании через катушку тока, составляющего (0,2 – 0,3) тока срабатывания, диск приходит во вращение. Но реле еще не срабатывает, так как рамка 8 оттянута до упора пружиной 9 и червяк 4, насаженный на ось диска, не сцеплен с сегментом 5.

На вращающийся диск действуют две силы: сила, создаваемая электромагнитной системой, приводящая его во вращение, и сила, создаваемая постоянным магнитом 7, тормозящая диск. Однако по отношению к оси поворота скобы эти силы создают согласно действующие моменты и стремятся повернуть ее по часовой стрелке (если смотреть сверху). Последнему противодействует пружина 9. При некотором токе, минимальное значение которого называется током срабатывания, результирующий момент сил, действующий на диск, преодолевает момент пружины, и рамка поворачивается, вводя в зацепление червяк с зубчатым сегментом. Сегмент начинает подниматься вверх и через определенное время рычагом касается пластинки 16, укрепленной на левой половине якоря 15. При дальнейшем движении сегмента якорь поворачивается вокруг оси, уменьшая воздушный зазор между своим правым концом и сердечником электромагнита. С уменьшением зазора правый конец якоря притягивается к сердечнику, а упор 17 замыкает контакты реле 18.

Для предотвращения расцепления червяком передачи во время действия реле из-за уменьшения скорости диска, начавшего поднимать сегмент, служит стальная скоба 14. Она притягивается к электромагниту 1 за счет потоков рассеяния и обеспечивает дополнительное усилие, действующее в сторону сцепления червячной передачи. При уменьшении тока до величины тока возврата система приходит в первоначальное состояние. Под током возврата понимается максимальное значение тока в обмотке реле, при котором червяк выходит из зацепления с сегментом. Отношение тока возврата к току срабатывания называется коэффициентом возврата к_в=I_в/I_ср. Ток срабатывания индукционного элемента реле регулируют за счет изменения числа витков обмотки электромагнита с помощью штепселя 28.

Уставка времени срабатывания индукционного элемента регулируется по шкале изменением пути, который проходит сегмент до встречи с коромыслом 16. Начальное положение сегмента определяется перемещением движка 32 и винта 20.

При небольшой кратности тока, пока магнитная система не насыщена, время срабатывания зависит от тока (начальная часть характеристики на рис. 2), так как диск вращается тем быстрее, чем больше ток в обмотке электромагнита. При больших кратностях тока (свыше 5·I_ср) магнитопровод насыщается, и характеристика срабатывания становится независимой.

Рисунок 2 – характеристика времени срабатывания от тока.

Якорь 15 с электромагнитом 1 образует электромагнитный элемент реле, который при больших кратностях тока обеспечивает срабатывание реле без выдержки времени.

При протекании по обмотке реле тока, превышающего ток срабатывания отсечки, якорь притягивается к сердечнику электромагнита без участия червячной передачи. Величина тока срабатывания отсечки регулируется изменением воздушного зазора между правым концом якоря и сердечником посредством винта 22. Уставка отсечки, выраженная кратностью по отношению к уставке индукционного элемента реле, указана на шкале 23.

Выполнение работы:

Рисунок 3 – Исследуемая схема замещения

,       

Таблица 1 – Результаты опыта.