Выбор реле напряжения и принцип работы
Реле напряжения — это устройство, которое осуществляет непрерывный контроль величины напряжения электрической сети для отключения нагрузки или включения сигнализации при выходе значения напряжения за установленные границы.
Реле напряжения состоит из двух основных блоков: исполнительный и измерительный. Когда на реле подается напряжение измерительным блоком определяется его величина и если значения напряжения находится в пределах заданных границ (границы задаются в процессе предварительной настройки), измерительным блоком подается сигнал на исполнительный, который замыкает силовой контакт. Когда значение напряжения сети опускается или поднимается выше установленных, измерительный блок подает сигнал на исполнительный, который и отключает нагрузку. После того, как значение напряжения восстанавливается измерительным блоком, через выдержку времени (настраивается предварительно) подается сигнал на исполнительный, чтоб тот вновь включил нагрузку.
Выбор реле напряжения начинается с выбора типа реле, которые классифицируются по:
- типу электрической сети. Согласно данному признаку реле делятся на на однофазные и трехфазные.
- способу установки. Согласно данному признаку реле делятся на стационарные (розеточные и щитовые) и переносные (вилка-розетка и удлинитель).
- типу защиты. Согласно данному признаку реле делятся на реле с защитой только от перепада напряжения и с комбинированной защитой.
Примером реле напряжения с комбинированной защитой является вольт-амперное реле, которое может контролировать напряжение и электрический ток в сети, таким образом защищая ее от перепадов напряжений и перегрузок (выполнение функций ограничителя мощности).
Проектирование электронного реле
Весь процесс проектирования электронного реле напряжения можно разделить на следующие этапы:
- Разработка блок-схемы.
- Расчет входного преобразователя напряжения.
- Расчет активного частотного фильтра.
- Расчет активного выпрямителя.
- Расчет сглаживающего фильтра.
- Расчет параметров релейного элемента.
- Расчет аналогового элемента выдержки времени.
- Расчет цифрового элемента выдержки времени.
- Расчет контактного выходного органа.
- Расчет бесконтактного выходного органа.
- Расчет блока сигнализации.
Состав и порядок проектирования электронного элемента может отличаться, в зависимости от проектируемого типа и вида реле, а также требований технического задания. На первой стадии проектирования (разработка блок-схемы) определяется элементный состав проектируемого электронного реле напряжения. Осуществляется это посредством расчета всех параметров его составляющих, выбирается схема включения. На основе расчетов оцениваются целесообразность и эффективность использования того или иного элемента. После определения состава и параметров элементной база осуществляется описание работы всей схемы.
Расчет блока сигнализации электронного реле напряжения
Блок сигнализации электронного реле напряжения — это совокупность устройств и механизмов, которая предназначена для предупреждения персонала, занятого обслуживанием электронного реле, о его срабатывании.
Необходимость блока сигнализации, как составной части электронного реле обуславливается кратковременностью срабатывания реле. Принцип действия данного блока заключается в фиксации сигнала, который появляется при срабатывании реле и его запоминании на неограниченное время. Возврат блока сигнализации в исходное состояние может происходить автоматически или вручную (например, по команде сотрудника обслуживающего персонала). Реализация перечисленных принципов наиболее легко осуществима при помощи электронных схем, которые выполняются на базе RS-триггера. С учетом таблицы истинности для данного триггера и элементной базы разрабатывается схема блока сигнализации, пример которой изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема блока сигнализации. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В представленной выше схеме блока сигнализации RS-триггер выполнен 2И-НЕ (микросхема К561). Выберем сопротивление 37 по условию, что электрический ток, который протекает через него, должен быть меньше или равен, чем входному току логической единицы используемой микросхемы, а формула для расчета выглядит следующим образом:
$R37 = (En-Uвх)/Iвх$
где: Iвх — входной электрический ток логической единицы; Uвх — входное напряжение логической единицы.
Формула для расчета сопротивления R38 выглядит следующим образом:
$R38 = (En-Uвых-Uvd)/Iпрvd$
где: Iпрvd – прямой ток выбранного светодиода; Uvd – напряжение выбранного светодиода; Uвых — выходное напряжение.
