Электрооборудование двигателей внутреннего сгорания
Схемы и конструкция электрооборудования бензиновых и дизельных двигателей
e-mail:
office@matrixplus.ru tender@matrixplus.ru
icq:
613603564
skype:
matrixplus2012
телефон
+79173107414 +79173107418
г. С аратов
Реле обратного тока
Генератор работает совместно с реле-регулятором, который состоит из реле обратного тока, регулятора напряжения и ограничителя тока нагрузки. В большинстве случаев эти реле размещают на общей панели и называют реле-регулятором.
Реле обратного тока. Реле обратного тока (РОТ) предназначено для автоматического соединения генератора с внешней цепью, если напряжение на зажимах генератора больше э. д. с. аккумуляторной батареи.
Реле обратного тока состоит из ярма 10 (рис. 11) с сердечником, на котором намотаны две катушки: параллельная (шунтовая) ШО и последовательная (сериесная) СО.
Обмотка ШО является основной и состоит из большого числа витков с последовательно включенным сопротивлением температурной компенсации; обмотка СО состоит из малого числа витков толстого провода, через эту обмотку протекает ток нагрузки генератора.
Якорь 5, имеющий контакт 4, подвешен к ярму через термобиметаллическую пластинку 7 шунтированную
При напряжении, развиваемом генератором ниже 6-7 в для 6-вольтового электрооборудования, 12-13 в для 12-вольтового оборудования и 24-26 в для 24-вольтового оборудования, контакты 3 и 4 реле обратного тока разомкнуты пружиной 9 и все потребители питаются от аккумуляторной батареи 1.
По мере увеличения числа оборотов якоря увеличивается напряжение на его зажимах и при напряжении, несколько превышающем э. д. с. аккумуляторной батареи, магнитное поле обмоток реле (в основном ШО) преодолевает сопротивление пружины и контакты реле обратного тока замыкаются. После замыкания контактов сердечник намагничивается еще сильнее, так как через обмотку СО пойдет ток нагрузки генератора, а направление движения тока в обмотках СО и ШО одинаковое.
При уменьшении числа оборотов якоря генератора уменьшается напряжение на его зажимах и, когда напряжение генератора станет ниже э. д. с. батареи, ток из батареи пойдет в генератор через сериесную обмотку реле (направление тока в шунтовой обмотке не изменится). Обратное направление тока в сериесной обмотке реле значительно уменьшает магнитный поток в сердечнике и под действием пружины контакты реле разомкнутся.
Время протекания обратного тока до момента размыкания контактов реле составляет 3-4 сек, а величина обратного тока не превышает 0,5-6,0 а.
Для уменьшения влияния температуры обмотки на ее сопротивление часть шунтовой обмотки выполнена из константановой проволоки, почти не изменяющей своего сопротивления при изменении
температуры. Кроме того, якорь реле подвешен к ярму на термобиметаллической пластинке. По мере нагрева реле и уменьшения магнитного потока, создаваемого шунтовой обмоткой, биметаллическая пластинка изгибается. При изгибе биметаллическая пластинка ослабляет действие пружины, прижимая якорь к сердечнику. Это обеспечивает замыкание контактов реле при неизменном напряжении на зажимах генератора независимо от температуры обмоток реле.
форсунок в ультразвуковых ваннах и на стендах
Дезинфицирующие средства
широкого применения для дезинфекции на объектах железнодорожного транспорта, пищевой промышленности, ЛПУ, ветеринарного надзора
Моющие средства
для железнодорожного транспорта, сертифицированные ВНИИЖТ- «Фаворит К» и «Фаворит Щ», внутренняя и наружная замывка вагонов.
Реле обратного тока (рис. 212) служит для соединения генератора с потребителями электрической энергии после его пуска и размыкания цепи между генератором и аккумуляторной батареей при остановке машины. Это реле имеет три катушки: ASS, ASV и ASP и по конструкции оно сходно с реле напряжения.
Когда ток по катушкам не проходит, главный контакт AS р разомкнут и вспомогательный контакт ASB замкнут. Этим выведена шунтируемая часть добавочного резистора Яле, включенного последовательно катушке ASV.
После пуска генератора и повышения на его зажимах напряжения появляется ток в катушке ASV, который создает магнитный поток, действующий в сторону включения главных контактов. Когда напряжение на зажимах генератора станет выше напряжения аккумуляторной батареи, появится ток в катушке реле ASp, идущий от «плюса» генератора через катушки ASS и ASP, германиевый вентиль U1, аккумуляторную батарею (или включенные приборы и лампы) к «минусу» генератора.
При разности напряжений между генератором и аккумуляторной батареей в 3 или 7 В (соответственно для первого и второго генераторов) согласованный магнитный поток катушек ASV и ASp оказывается достаточным для замыкания главного контакта ASr.
После замыкания главного контакта генератор начинает питать потребители электрической энергий и ток, проходящий по катушке Л5Й, создает магнитный’ поток, направленный согласованно с магнитным потоком катушки АБУ-Магнитный поток катушки Л5р при этом исчезает, так как ее цепь шунтируется контактом АБг-
Несколько уменьшается и магнитный поток катушки, так как одновременно с включением главного контакта размыкается вспомогательный контакт АБВ и сопротивление в цепи катушки АБу увеличивается.
При остановке генератора и уменьшении напряжения на его зажимах возникает обратный ток от «плюса» аккумуляторной батареи к «плюсу» генератора. Когда величина обратного тока достигает 2,5 А, магнитный поток катушки Л5& направленный в этом случае навстречу магнитному потоку катушки АБу, настолько уменьшает суммарный поток, что главный контакт АБг под действием пружины отключается. Одновременно замыкается вспомогательный контакт АБв-
Германиевый вентиль Ш пропускает ток только в направлении от генератора к нагрузке. Поэтому при понижении напряжения на зажимах генератора прохождение тока по катушке АБр от аккумуляторной батареи исключается. Реле обратного тока, кроме вспомогательного контакта АБв, показанного на рис. 212, имеет еще два вспомогательных контакта.
Токовая катушка 4 включается в контролируемую цепь ( обмотки якоря генератора ) последовательно и имеет несколько витков ( десятков витков ) толстого провода.Эта ка-
тушка располагается на сердечнике реле 6.
Катушка напряжения 8 включается в контролируемую цепь параллельно и имеет не
сколько сотен ( тысяч ) витков тонкого провода.Эта катушка располагается на поворот-
ном цилиндрическом якоре 7, имеющем возвратную пружину 1. Якорь связан с контакт
ным рычагом 2, на конце которого находится подвижный контакт.
Магнитные потоки обеих катушек создают вращающий электромагнитный момент, стремящийся повернуть якорь реле в определенном направлении.
В генераторном режиме этот момент направлен против часовой стрелки, поэтому пружина 1 сжата, а контакты 2 и 3 разомкнуты.
При переходе генератора в двигательный режим направление тока в его обмотке якоря, а значит, токовой катушке реле, изменяется на противоположное. В результате якорь, преодолевая противодействие пружины, поворачивается по часовой стрелке.
Контакты 2 и 3 замыкаются, подавая питание на катушку расцепителя генераторно-
го автомата. Генератор отключается о шин ГРЩ.
В соответствии с Правилами Регистра, уставка реле обратного тока должна состав-
лять от 2 до 15% номинального тока генератора, вне зависимости от типа приводного дви
гателя ( т.е. одинакова для дизель-генераторов и турбогенераторов ).
Уставку реле ( ток срабатывания ) регулируют при помощи пружины 1 – чем силь-
ней растянута пружина, тем уставка реле больше, и наоборот. Значение обратного тока определяют по щитовому амперметру в момент отключения генератора. Этот амперметр
имеет несколько делений ниже отметки «0» на шкале.
Промышленность выпускает реле обратного тока серии ДТ-110.
Реле обратного тока служит для включения генератора в цепь, когда напряжение его становится больше напряжения батареи, и для выключения генератора при падении его напряжения ниже напряжения батареи. Тем самым реле устраняет разрядку батареи через обмотки генератора при малом его напряжении и предохраняет обмотки генератора от перегрева током батареи.
Контакты 7 и 8 реле находятся в разомкнутом состоянии при помощи прыжины 11 якорька 10. На сердечнике 9 намотаны две обмотки 5 и 6. Толстая обмотка 6 включена последовательно с контактами 8 и 7 в цепь нагрузки генератора. Тонкая обмотка 5 одним концом соединена с концом толстой обмотки 6 через ярмо, а другим присоединена к массе, т. е. она включена параллельно щеткам 3 и 4 генератора и находится под полным его напряжением.
Генератор 2 и батарея включены во внешнюю цепь параллельно, так как соединены на массу и в сеть одноименными полюсами. Когда якорь генератора вращается медленно при малых числах оборотов коленчатого вала двигателя, напряжение генератора меньше, чем напряжение аккумулятор¬ной батареи. Ток, проходящий от плюсовой щетки 4 генератора по тонкой обмотке 5 и толстой обмотке 6 реле на минусовую щетку 3, не обеспечивает достаточного намагничивания сердечника 9. Поэтому контакты 7 и 8 реле под действием пружины 11 размыкаются, и генератор отключается от клеммы Б реле и от внешней цепи, т. е. от батареи и всех потребителей. Последние начинают питаться от батареи 1, которая при этом разряжается.
При повышении числа оборотов якоря напряжение генератора возра-стает, а ток, проходящий от него по обмоткам 6 и 5 реле, увеличивается. Когда напряжение генератора превысит напряжение батареи, сердечник 9 реле под действием этого тока намагничивается настолько, что притягивает якорек 10, замыкая контакты 8 и 7. При этом генератор соединяется с клеммой Б реле и включается во внешнюю цепь, обеспечивая подзарядку батареи и питание потребителей.
Ток нагрузки генератора, протекая по толстой обмотке 6 реле в том же направлении, что и первоначальный намагничивающий ток, усиливает намагничивание сердечника 9, чем достигается надежное замыкание контактов.
При снижении числа оборотов якоря напряжение генератора становится ниже напряжения батареи. При этом через генератор 2, толстую обмотку 6 и замкнутые контакты 7 и 8 реле потечет от батареи больший ток; так как в толстой обмотке 6 направление этого тока противоположно току, идущему от генератора, то сердечник реле будет размагничиваться. Контакты 7 и 8 реле под действием пружины 11 разомкнутся, и генератор отключится от батареи и внешней цепи.
Что такое реле: виды, принцип действия и устройство
Реле – одно из наиболее распространенных устройств, применяемых для автоматизации процессов в электротехнике. По факту, это автоматический выключатель, который соединяет или разъединяет электроцепи при достижении установленных значений или под внешним воздействием. Реле применяются в промышленности для автоматизации технологических процессов, в бытовой технике, которая есть в каждом доме, например в холодильниках и стиральных машинках, для защиты сети от слишком высоких или слишком низких параметров тока. Выбор нужного устройства упрощает классификация реле по различным признакам.
Содержание статьи
Общее описание конструкции
Понятие «реле» объединяет целое семейство устройств разной конструкции. Но в общем случае реле состоит из трех основных функциональных элементов:
Исполнение и принцип действия первичного элемента зависят от того, какое назначение имеет реле и на какую физическую величину (сила тока, напряжение, свет, тепло и т.п.) оно настроено.
Основные характеристики реле
Независимо от вида и принципа действия реле, выделяют несколько параметров, на которые обращают внимание при выборе этого прибора:
Виды реле: контактные и бесконтактные
По устройству исполнительного компонента реле делят на контактные и бесконтактные.
Контактные
Воздействуют на управляемую цепь с помощью электрических контактов. Их размыкание или замыкание полностью разъединяет или замыкает электроцепь. Для изготовления контактов используются: медь, серебро, вольфрам. Количество контактов – до 10 штук. Четырех- и пятиконтактные реле используются в электрических схемах автомобилей для включения и переключения цепей.
Бесконтактные
Такие реле воздействуют на управляемую цепь способом изменения электрических параметров выходных электроцепей – емкости, сопротивления, индуктивности, величины тока или напряжения.
Классификация реле по способу включения
Первичные
Эти устройства включаются непосредственно в цепь элемента, для защиты которого они предназначены. Их преимущества – не требуются измерительные трансформаторы, источники оперативного тока, контрольные кабели.
Вторичные
Подключаются в цепь с использованием вторичных трансформаторов. Это наиболее распространенный вид реле. Их преимущества – изоляция от высокого напряжения, возможность расположить устройство в месте, удобном для обслуживания. Вторичные реле выпускаются стандартными. Они рассчитаны на ток 5 (1) А и напряжение 100 В и могут устанавливаться в любые электроцепи, независимо от их тока и напряжения.
Виды реле по назначению
По назначению эти устройства бывают трех типов – управления, защиты, сигнализации.
Реле управления
Эти реле являются первичными. Монтируются непосредственно в электроцепь. Их роль – включение и выключение отдельных элементов схемы. Могут использоваться самостоятельно или в качестве комплектующих низковольтных комплектных устройств – ящиков, панелей, шкафов.
Реле защиты
Выполняют функции включения, отключения и защиты устройств, имеющих термические контакты – электродвигателей, вентиляторов. При превышении температуры термические контакты размыкаются. Оборудование может восстановить работу только после остывания термоконтактов до установленной температуры.
Сигнализации
Такие реле устанавливают в охранных системах автотранспорта, предприятий, придомовых территорий. Служат для формирования сигнала при достижении установленной величины параметра, который находится под контролем (ток, напряжение, частота, давление, температура, акустические параметры и другие).
Разновидности электромеханических реле
Наиболее распространенный вид электрических реле – электромеханические. К ним относятся: электромагнитные, индукционные, электротепловые устройства.
Электромагнитные
Один из видов электрических реле электромагнитное. В конструкции этого устройства имеются: обмотка со стальным сердечником, группа подвижных контактов, замыкающих и размыкающих управляемую электроцепь. Рассмотрим принцип их действия:
Разновидность электромагнитных реле – поляризованные, которые отличаются от нейтральных способностью реагировать на полярность управляющего сигнала. Размыкание или замыкание контактов зависит от полярности подключения электромагнита. Обладают более высокой чувствительностью, по сравнению с нейтральными реле. Такие устройства могут использоваться только в цепях постоянного тока.
Электротепловые (термические)
Тепловые реле представляют собой комплекс биметаллических пластин, для изготовления которых используются металлы с разным коэффициентом расширения при нагреве. Такие реле могут использоваться в качестве защитных устройств: при превышении температуры, установленной регулятором, контакты разъединяются, и поступление тока на потребителя прекращается.
Обычно тепловые реле используются в бытовых одно- и трехфазных сетях при подключении электрических двигателей. При увеличении нагрузки на двигатель выше установленной величины происходит нагрев биметаллического реле, которое при достижении определенной температуры размыкает электрическую цепь. Двигатель прекращает работу. После остывания биметаллических пластин цепь замыкается и двигатель возобновляет работу. Термические устройства могут оснащаться колесиком, с помощью которого регулируется температура отключения двигателя, и кнопкой принудительного запуска.
Существует разновидность термических реле, в которых биметаллические пластины заменены легкоплавящимся сплавом. Они срабатывают практически мгновенно – при достижении определенной температуры металл расплавляется и цепь размыкается. Принцип действия таких устройств похож на принцип действия предохранителей. После срабатывания такое реле, установленное непосредственно на оборудовании в качестве последней защиты от перегорания, подлежит замене.
Индукционные
Принцип действия этих устройств основан на взаимодействии между переменными магнитными потоками и токами, которые формируют переменные магнитные потоки. Индукционные приборы рассчитаны только на использование в цепях переменного тока. Существуют три типа индукционных реле – с рамкой, диском, цилиндрическим ротором («стаканом»). Эти устройства широко востребованы в системах релейной защиты и автоматики.
Другие виды электрических реле
Твердотельные
Эти электронные устройства компактны и долговечны, благодаря отсутствию трущихся механических частей. Работу механики здесь выполняют полупроводниковые элементы – биполярные и МОП-транзисторы, тиристоры, симисторы. По сравнению с твердотельными, они имеют следующие преимущества:
Однако твердотельные реле имеют не только достоинства, но и недостатки. Одним из них является слабая устойчивость к импульсным перенапряжениям, которые электромагнитным реле практически не страшны. При использовании твердотельных реле необходимо предусмотреть схемотехническое решение, которое ограничивает эти импульсы. Есть и еще минусы – нагрев при работе, наличие токов утечки, приводящих к наличию напряжения на фазном проводе даже при отключенном реле.
Твердотельные реле применяют в системах регулирования температуры, в которых в качестве нагревателей используются ТЭНы, в промышленной автоматике, телеметрии, механизмах оборудования, используемого в металлургической и химической индустрии, в медоборудовании, военной электронике.
Герконовые
Реле этого типа представляют собой герконовую катушку. Это баллон, заполненный инертным газом, или внутри которого создан вакуум. Внутри баллона располагают соединительные элементы из пермаллоя – прецизионного сплава (сплава с точно заданным химическим составом), включающего железо и никель. Эти соединительные элементы имеют вид проволоки с контактами. Их покрывают серебряным или золотым напылением. Геркон размещают в середине электрического магнита или в пределах действия его поля. При подаче тока на обмотку электромагнита образуется магнитный поток, который запирает контакты. Герконовые реле могут выполнять функции: замыкающие, переключающие, размыкающие. Преимущества этих устройств – компактные габариты, доступная цена, отсутствие трущихся частей, что продлевает срок службы. Тот факт, что контактная группа располагается в инертном газе или вакууме и надежно защищена от влаги, повышает надежность реле.
При использовании герконовых реле следует избегать:
Колба изготавливается обычно из стекла, поэтому ее нужно всячески оберегать от механических воздействий. При разбитой колбе контактная группа срабатывать не будет. Герконовые реле можно использовать только в системах, в которых параметры электропитания находятся в пределах, установленных в технической документации. При подаче слишком высоких токов произойдет размыкание контактов. Нарушения в работе герконовых реле наблюдаются и в случаях подачи тока слишком низкой частоты.
Фотоэлектронные (фотореле)
Основой фотоэлектронного реле является полупроводниковый элемент – фоторезистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от изменения освещенности. Фотореле – прибор, широко применяемый коммунальными службами. Он надежен в работе и обеспечивает существенную экономию электроэнергии и безопасность на улицах. При повышении освещенности все осветительное оборудование отключается, а при наступлении темноты – включается. Большинство таких приборов оснащено регулятором порога срабатывания и механическим выключателем.
Виды реле по типу поступающего параметра
По этому параметру разделяют реле: тока, мощности, частоты, напряжения, давления, акустических величин, количества газа. Устройства могут быть максимальными и минимальными. Реле, которые срабатывают при превышении заданной величины, называют «максимальными», а при ее падении ниже заданного уровня – «минимальными».
Реле тока
Реле тока реагируют на резкие перепады тока и при необходимости отключают отдельную нагрузку или всю систему электроснабжения. Величина максимального тока, при которой необходимо отключить потребителей, устанавливается регулятором.
Реле напряжения
Реле напряжения реагируют на величину напряжения и включаются через трансформаторы напряжения. Используются для контроля фаз напряжения в электросетях и защиты электроприборов. Основой такого реле является контроллер быстрого реагирования, отслеживающий отклонения напряжения за установленные пределы. Общепринятый стандарт срабатывания таких реле – ниже 170 В и выше 250 В.
Реле частоты
Служат для контроля частоты переменного тока, которая должна быть равна 50 или 60 Гц в одно- и трехфазных сетях. Обычно имеют фиксированные задержки срабатывания. Пороги размыкания цепи, которая находится под контролем, можно регулировать. Режим работы этого устройства может предусматривать наличие «памяти» аварии.
Реле мощности
Устройство, ограничивающее мощность, действует аналогично ограничителю тока нагрузки. При превышении установленного порога мощности происходит отключение потребителя. Реле ограничения мощности часто оснащаются функцией автоматического повторного включения. То есть, после снижения нагрузки работа оборудования возобновляется автоматически.
Реле давления
Реле давления – важнейший прибор, используемый в насосном оборудовании для контроля перепадов давления воды, масла, нефти, воздуха. Различают два основных типа таких приборов – электромеханические и электронные.
Электромеханические реле имеют в конструкции особый элемент, реагирующий на изменение давления в системе, – гибкую мембрану, которая изгибается под напором жидкости (воздуха) в системе. Она соединяется с двумя пружинами, одна из которых настраивается на минимально допустимый напор, а вторая – на разницу между верхней и нижней границами давления в системе. При снижении давления в системе ниже минимального порога реле включает насосное оборудование, при превышении верхнего порога – отключает. Это простые и надежные устройства, но не очень удобные в эксплуатации. Оператору приходится регулярно проверять настройки и при необходимости их корректировать.
Электронные устройства имеют более сложную конструкцию. Пределы можно устанавливать очень точно и при эксплуатации контролировать их не требуется. Электронные приборы чувствительны к гидроударам, поэтому их оснащают небольшими гидробаками (объем – примерно 400 мл). Электронное реле давления устанавливается между насосным оборудованием и первой точкой водоразбора.
Реле акустические
Акустические реле реагируют на изменение акустических величин – частоты звуковой волны, ее давления или акустических характеристик материалов – коэффициентов поглощения и отражения. Принцип действия может быть механическим или электрическим. В акустических приборах механического действия предусмотрена мембрана, которая прогибается под давлением звуковых волн, и при достижении определенной величины давления происходит замыкание контакта. В состав электрических акустических приборов входят: воспринимающий орган (микрофон, фильтр), усилитель, выходное электрическое реле.
Устройства, срабатывающие на любой шум, часто используются совместно с системой освещения. Они реагируют на любой возникающий шум в помещении и дают сигнал на включение света. Обычно их устанавливают в коридорах и на лестничных площадках. Также акустические реле широко используются в охранных системах, «интеллектуальных» игрушках.
Газовые реле
Эти приборы применяются для обеспечения газовой защиты. Они представляют собой металлический корпус, врезанный в маслопровод. Реле в нормальном состоянии заполнено маслом, а его контакты находятся в разомкнутом состоянии. При повышении содержания газов они заполняют верхнюю часть реле с одновременным вытеснением масла. Поплавок, имеющийся в конструкции, с понижением уровня масла опускается, поворачивается вокруг своей оси и вызывает замыкание контактов в сигнальной цепи. Сформированный сигнал предупреждает о высокой загазованности среды.
Промежуточные реле
Часто функции промежуточных выполняют электромагнитные реле, в которых в зависимости от конструкции и области применения имеются контакты следующих типов:
Обозначение реле на схеме
На электрических схемах реле обозначается прямоугольником, от наибольших сторон которого показаны выводы питания. Функциональное назначение реле указывается на схеме буквами:
Контакты 7 и 8 реле находятся в разомкнутом состоянии при помощи прыжины 11 якорька 10. На сердечнике 9 намотаны две обмотки 5 и 6. Толстая обмотка 6 включена последовательно с контактами 8 и 7 в цепь нагрузки генератора. Тонкая обмотка 5 одним концом соединена с концом толстой обмотки 6 через ярмо, а другим присоединена к массе, т. е. она включена параллельно щеткам 3 и 4 генератора и находится под полным его напряжением.