Электромагнитные реле постоянного тока

Электромагнитное реле постоянного тока - коммутирующее устройство, работа которого основана на воздействии магнитного поля неподвижной обмотки на подвижный ферромагнитный элемент. Электромагнитное реле состоит из корпуса, который обычно является и частью магнитопровода, сердечника, катушки, якоря, контактной группы, основания и чехла. Реле открытого типа чехла не имеют.

Реле выпускают в различных исполнения:

  • - зачехленные;
  • - завальцованные (пылебрызгозащищенные);
  • - герметичные.

Реле одного типа различаются обмоточными данными, числом и видом контактных групп и электрическими параметрами.

На электрических схемах условное обозначение реле наносится в виде прямоугольника, от наибольших сторон которого отведены линии выводов питания соленоида [5].

Обозначение реле

Рисунок 20 - Обозначение реле

Схема работы электромагнитного реле постоянного тока

Рисунок 21 - Схема работы электромагнитного реле постоянного тока

Трансформаторы

Трансформатор - устройство, в котором переменный ток одного напряжения преобразовывается в переменный ток другого напряжения.

При преобразовании напряжений одновременно происходит преобразование величины тока (если трансформатор повышает напряжение, то сила тока при этом уменьшается).

Трансформатор представляет собой сердечник с двумя катушками, имеющими обмотки. Одна из обмоток называется первичной, другая - вторичной. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС во вторичной обмотке. Сила тока во вторичной обмотке, не присоединенной к цепи, потребляющей энергию, равна нулю. Если цепь подсоединена и происходит потребление электроэнергии, то в соответствии с законом сохранения энергии сила тока в первичной обмотке пропорционально возрастает. Таким образом, и происходит преобразование и распределение электрической энергии.

Сердечники силовых трансформаторов бывают - Ш-образный, у которого магнитный поток разветвляется на две ветви, и П-образный, с неразветвленным магнитным потоком. Первый вид сердечников, называемый броневым, применяется более часто, чем второй - стержневой. Ещё бывает третий тип силового трансформатора - спиральный (или ленточный), который является разновидностью первых двух.

Основная классификация трансформаторов:

  • - по назначению - измерительные трансформаторы тока, напряжения, защитные, лабораторные, промежуточные;
  • - по способу установки - наружные, внутренние, шинные, опорные, стационарные, переносные;
  • - по числу ступеней - одноступенчатые, многоступенчатые (каскадные);
  • - по номинальному напряжения - низковольтные, высоковольтные;
  • - по типу изоляции обмоток - с сухой изоляцией, компаундной, бумажно-маслянной.

Виды сердечников трансформаторов показаны на рисунке 22.

Основным

параметром трансформатора является коэффициент

трансформации п:

n = W]/W2

или (28)

п = и 2 /U1,

где Wj и - число витков и напряжение первичной обмотки;

W2 и U2 - число витков и напряжение вторичной обмотки.

Пример трансформатора с несколькими вторичными обмотками показан на рисунке 23.

Пример трансформатора с несколькими вторичными обмотками

Рисунок 23 - Пример трансформатора с несколькими вторичными обмотками

Использование бустера. Автоматический регулятор напряжения, построенный на основе автотрансформатора с переключаемыми обмотками (рисунки). Применяется в источниках бесперебойного питания (ИБП), собранных по линейно-интерактивной схеме, для ступенчатой корректировки входного напряжения в сторону его повышения (пониженное входное напряжение) или понижения (повышенное входное напряжение). Число обмоток бустера определяет диапазон входных напряжений, при которых ИБП обеспечивает нормальное питание нагрузки без перехода в аварийный режим работы.

Схема работы автоматический регулятор напряжения показана на рисунке 24.

Нрмальный режим

Режим повышения (boost)

Режим понижения (buck)

Рисунок 24 - Схема работы автоматический регулятор напряжения

Расчёт силового трансформатора.

Точный расчет трансформатора довольно сложен, но радиолюбитель может сконструировать силовой трансформатор, пользуясь для расчета упрощенными формулами, которые приводятся ниже [5].

Для расчета предварительно необходимо определить, исходя из заданных условий величины напряжений и сил токов для каждой из обмоток. Сначала подсчитывается мощность каждой из вторичных (повышающих, понижающих) обмоток:

Р2=122; Р3 = 133 ; Р4= 144;... (29)

где Р2, Рз, Р4 - мощности (Вт), отдаваемые обмотками трансформатора;

І2, Із, І4 - силы токов (А);

U2, U3, U4- напряжения (В) этих обмоток.

Для определения общей мощности Р трансформатора все мощности, полученные для отдельных обмоток, складываются и общая сумма умножается на коэффициент 1,25, учитывающий потери в трансформаторе:

Р=1,25(Р2 + Р3 + Р4 + ...), (30)

где Р - общая мощность (Вт), потребляемая всем трансформатором.

По мощности Р подсчитывается сечение сердечника (в кв.см):

<2 = 1,2У/~Р (31)

Далее определяется число витков по приходящиеся на 1 вольт напряжения:

„ = (32)

0 Q

После этого переходят к определению числа витков каждой из обмоток. Для первичной сетевой обмотки число витков, учитывая потери напряжения, будет равно:

nt=0,97 n*Ut (33)

Для остальных обмоток с учетом потерь напряжения числа витков равны:

п2 = 1,03 n0*U2; п3= 1,03 n0*U}; п4 = 1,03 n0*U4; ... (34)

Диаметр провода любой обмотки трансформатора можно определить по формуле:

d = 0,7*J~T (35)

где I — сила тока (А), проходящего через данную обмотку;

d — диаметр провода (по меди) в мм.

Сила тока, проходящего через первичную (сетевую) обмотку, определяется из обшей мощности трансформатора Р:

! = (36)

' V, .

Остается еще выбрать типоразмер пластин для сердечника. Для этого необходимо подсчитать площадь, которую занимает вся обмотка в окне сердечника трансформатора:

5М= 4 ( dj х nI + d2*n2 + dj*n}+ d4*n4 +...) (37)

>

где SM - площадь (в кв. мм), занимаемая всеми обмотками в окне;

di, d2, di и d4- диаметры проводов обмоток (в мм);

пі, п2, пз и п4 числа витков этих обмоток.

Этой формулой учитывается толщина изоляции проводов, неравномерность намотки, а также место, занимаемое каркасом в окне сердечника.

По полученной величине SM выбирается типоразмер пластины с таким расчетом, чтобы обмотка свободно разместилась в окне выбранной пластины. Выбирать пластины с окном, значительно большим, чем это необходимо, не следует, так как при этом ухудшаются общие качества трансформатора.

Наконец определяют толщину набора сердечника - величину/?, которую подсчитывают по формуле:

, 100*Q (38)

ь=—г~,

где а - ширина среднего лепестка пластины и b в миллиметрах;

Q - в кв. см.

Далее необходимо подобрать сердечник с необходимым типоразмером.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >