Avtomatikanin rele elementləRİ VƏ onlarin

AZƏRBAYCAN RESPUBLİKASI KƏND TƏSƏRRÜFATI NAZİRLİYİ
AZƏRBAYCAN DÖVLƏT AQRAR UNİVERSİTETİ
MÜHƏNDİSLİK fakültəsi
ELEKTRİK MÜHƏNDİSLİYİ kafedrası
Mühazirəçi: T.E.N., PROF. İ.M.Əliyev
FƏNN: AVTOMATİKANIN ƏSASLARI
Mühazirə 13
MÖVZU: AVTOMATİKANIN RELE ELEMENTLƏRİ VƏ ONLARIN ƏSAS XARAKTERİSTİKALARI
P L A N
-
Relelərin təsnifatı.
-
Relenin parametrləri.
-
Elektromaqnit relelər.
-
Elektromaqnit relelərin əsas xarakteristikaları.
5. Elektron, ion və zaman relələri.
ƏDƏBİYYAT
-
İ.M.Əliyev, Q.İ.Abbasov Avtomatikanın əsasları Gəncə 2008.
-
Г.И.Головинский. Основы автоматики М.2001.
-
В.И.Загинайлов, Л.Н.Шеповалова. Основы автоматики. М.2001.
GƏNCƏ 2011
AVTOMATİKANIN RELE ELEMENTLƏRİ VƏ ONLARIN
ƏSAS XARAKTERİSTİKALARI
Rele – müxtəlif avtomatik sistemlərin ən çox yayılmış elementlərindən biri olub, onun girişinə xarici fiziki kəmiyyət təsir etdikdə çıxış kəmiyyətinin qiyməti sıçrayışla dəyişir.
Relelər hiss etdiyi (qavradığı) fiziki kəmiyyətlərin növünə görə (iş prinsipinə görə) elektrik, mexanik, maqnit, istilik, optik, radioaktiv, akustik və kimyəvi relelərə bölünürlər. Proqramda yalnız elektrik relelərinin öyrənilməsi nəzərdə tutulmuşdur. İş prinsipinə görə elektrik releləri aşağıdakı siniflərə bölünürlər:
Şəkil 1.
“Rele” sözü fransızcadan götürülüb. Hərfi mənası dəyişmə, əvəz etmə, “yenidən qoşma”- dır. Fransada hələ dəmiryol olmayan zaman onları dəyişən və yenidən qoşan poçt stansiyaları belə adlanırdı.
Rele xaricdən verilən siqnala görə elektrik dövrələrinin avtomatik kommutasiyası üçün qurğudur.
Rele – rele elementindən və qrup elektrik kontaktlarından ibarətdir.
Rele – elementinin vəziyyəti dəyişdikdə kontaktlar qapanırlar yaxud açılırlar. Relelər avtomatik idarəetmə, nəzarət, siqnallaşdırma, mühafizə, kommutasiya və s. sistemlərdə istifadə olunurlar.
Maqnitoelektrik rele quruluşca maqnitoelektrik ölçü cihazına oxşayır. Relenin dolağı çərçivə şəklində hazırlanır və sabit maqnit sahəsində yerləşdirilir. Çərçivə, ondan cərəyan keçdikdə yayın müqavimətini dəf edərək dönür və elektrik kontaktlarını idarə edir.
Elektrodinamik rele iş prinsipinə görə maqnitoelektrik releyə oxşayır, amma onda maqnit sahəsi maqnit məftilində yerləşdirilmiş xüsusi təsirlənmə dolağı vasitəsilə yaradılır.
İnduksion relenin iş prinsipi onun dolağında yaradılmış dəyişən maqnit seli və mühərrik lövhədə, silindrdə yaxud qısa qapanmış çərçivədə induksiyalanan cərəyanın qarşılıqlı təsir hadisəsinə əsaslanır.
Ferromaqnit rele maqnit kəmiyyətlərinin (maqnit seli, maqnit sahəsinin gərginliyi) yaxud ferromaqnit materialların maqnit xarakteristikalarının (maqnit nüfuzluluğu qalıq induksiyası və s.) dəyişməsini qavrayırlar.
İnduksion relelər elektrik qurğularının avtomatik mühafizə quruluşlarında güc, faza, cərəyan və tezlik releləri kimi geniş tətbiq tapmışlar.
Elektron və ion releləri bilavasitə elektron, yarımkeçirici yaxud ion cihazların keçiriciliyinin sıçrayışlı dəyişməsinə səbəb olan cərəyanın yaxud gərginliyin qiymətini qavrayırlar.
Elektrik istilik relesi istilik kəmiyyətlərinin (temperatur, istilik seli və s.) dəyişməsini qavrayır. Onların iş prinsipi temperaturun təsiri altında materialların xassəsinin dəyişməsinə əsaslanır: xətti yaxud həcmi genişlənmə, maddənin bərk haldan maye halına keçməsi yaxud maye halından qaz halına keçməsi, materialların xüsusi müqavimətinin yaxud dielektrik nüfuzluluğunun dəyişməsi və s.
Rezonans relelər elektrik rəqsi sistemlərdə rezonans hadisəsinə əsaslanır, mühafizə və telemexaniki tezlik qurğularında tətbiq olunurlar.
Əgər releyə ümumi şəkildə baxsaq, o ilk çevirici, icra orqanı, yavaşıdıcı orqan, tənzimləyici orqanı özündə birləşdirmiş olar.
İlk çeviriciyə xaricdən verilən siqnallar təsir edirlər.
İcra orqanı siqnalları reledən xarici dövrəyə vermək üçündür.
Yavaşıdıcı orqan relenin təsirini yavaşıtmağı təmin edir.
Tənzimləyici orqan relenin işləmə parametrini dəyişdirir. Rele bir neçə müstəqil elektrik dövrələrini eyni vaxtda idarə edə bilər.
Xarici fiziki hadisələrin təsirinə öz parametrlərini (müqavimət, tutum, induktivlik yaxud e.h.q.) elektrik idarə dövrələrinin görünmədən ayırmaqla sıçrayışla dəyişən relelər kontaktsız relelər adlanır. XX əsrin 50-ci illərindən etibarən relelərin konstruksiyalarına elektrik dövrələrinin idarə olunması üçün mexaniki yerdəyişmələri tələb etməyən maqnit gücləndiriciləri, tranzistorlar və tiristorlar daxil olunmuşdur.
Kontaktsız relelərə rele rejimində işləyən maqnit gücləndiricisi və məntiq elementləri misal ola bilər.
Bütövlükdə konstruksiyasına görə relelər hermetik və qeyri-hermetik adlanır.
Elektromaqnit relelər müxtəlif əlamətlərə görə ayrı-ayrı növlərə bölünür:
1. Cərəyanın növünə görə sabit və dəyişən cərəyan (sənaye və yüksək tezlikli);
2. Dolaqların sayına görə: - bir dolaqlı və çox dolaqlı;
3. Kontakt qrupların sayına görə: bir cüt kontaktlı və çox kontaktlı;
4. Dolağından keçən cərəyanın istiqamətindən asılı olaraq işləməyə görə: - qütb-
lənmiş və neytral (neytral relelərin işlənməsi dolağından keçən cərəyanın isti-
qamətindən asılı deyildir);
5. İşləmə baxımına görə relelər cəld işləyən (tişl = 1...50 ms), normal işləyən
(tişl = 50...150 ms) və yavaş işləyən (tişl =0,15...1 ms) olurlar.
olan relelər ətalətsiz, olan relelər isə zaman releləri
adlanır;
6. Vəzifələrinə (təyinatlarına) görə relelərdə əsas, köməkçi, zaman və siqnal rele-
lərinə bölünürlər.
Əsas relelərə cərəyan, gərginlik və b. relelər aiddir.
Köməkçi relelərə: aralıq, zaman dözümlü, siqnal releləri aiddir. Aralıq releləri kontaktların sayını artırmaq, təsiri bir reledən başqasına vermək və kontaktların kommutasiya xüsusiyyətini yüksəltmək üçündür.
Zaman relesi zamana görə ləngimə yaratmaq üçündür.
Siqnal releləri - əsas relelərin işini qeyd edir (fiksasiya), işıq və səs siqnalları ilə idarə olunur. Aralıq releləri elektrik intiqallarının avtomatik idarə sxemlərində, habelə avtomatikanın digər sxemlərində tətbiq olunurlar.
MKУ-48 növlü dəyişən və sabit cərəyan elektromaqnit releləri (24 – 127 B gərginlikli) kənd təsərrüfatı maşınlarının texnoloji proseslərin avtomatik idarəetmə sxemlərində, elektrik avadanlıqlarının mühafizə sxemlərində, o cümlədən elektrik mühərriklərinin iki fazada işləməsindən mühafizə sxemində istifadə olunur.
PПТУ – 1 aralıq relesi nəqliyyat sistemlərinin və mexanizmlərinin (nəqletdiricilər, elevatorlar və b.) idarə dövrələrində tətbiq olunurlar.
PПТ – 100 növlü aralıq relesi əməliyyat dövrələrinin açılması, yaxud kontaktların gücünün artırılması tələb olunan dəyişən cərəyan dövrələrində tətbiq olunurlar.
Relenin parametrləri
İş prinsipi və konstruksiyalarının müxtəlif olmasına baxmayaraq relelər bir sıra ümumi parametrlərlə xarakterizə olunurlar. Onlardan mühümləri aşağıdakılardır.
İşləmə parametri – giriş siqnalının minimum qiyməti olub bu qiymətdə relenin işləməsi daha doğrusu kontaktlarının çevrilməsi baş verir. Elektrik releləri 10 mkA-dən (elektron releləri) 10-larla A-ə (elektromaqnit relelər) qədər işləmə cərəyanına hazırlanırlar.
Buraxma parametri – giriş siqnalının maksimum qiymət olub, bu qiymətdə relenin ilk vəziyyətə qayıtması baş verir. Relenin işləmə və buraxma parametrləri bir-biri ilə qayıtma əmsalı ilə bağlıdır. Buraxma parametrinin işləmə parametrinə olan nisbətinə relenin qayıtma əmsalı deyilir.
Elektromaqnit relelərin qayıtma əmsalı 0,4...0,9, elektron relelərin isə qayıtma əmsalı 0,98...0,99-a çatır.
İşçi parametr – relenin işçi nominal rejimində fiziki kəmiyyətin qərarlaşmış qiymətidir.
İşçi parametrin işləmə parametrinə olan nisbətinə işləmədə ehtiyat əmsalı deyilir. Məsələn, güc relesi üçün:
burada Pişçi –relenin işçi gücüdür.
Buraxma parametrinin işçi parametrə olan nisbətinə buraxmada ehtiyat deyilir. Məsələn, həmin rele üçün:
İşləmədə ehtiyat əmsalı həmişə vahiddən böyük, qayıtmada isə həmişə vahiddən kiçik olur.
Relenin mühüm parametrləri – onun işləmə müddəti və buraxma müddətidir.
Şəkil 2
İşləmə və buraxma zamanı relenin dolağından axan cərəyanın dəyişməsi.
Relenin dolağına gərginlik verildikdə o həmin anda deyil, tişl. müddətində (müəyyən vaxt müddətində) işləyir ki, həmin müddətə relenin işləmə müddəti (vaxtı) deyilir.
Gərginlik kəsildikdə yaxud buraxma parametrinin qiymətinə qədər azaldıqda rele dərhal buraxmır, müəyyən vaxtdan sonra buraxır ki, buna relenin buraxma vaxtı (tbur.) deyilir.
ttər tərpənmə müddəti ərzində relenin mütəhərrik (tərpənən) hissələri sakit vəziyyətdə olur, cərəyan isə relenin Iişl. cərəyanına qədər artır. tişl – ttərp. zaman intervalında (həddində) relenin mütəhərrik hissələri bir dayanıq vəziyyətdən digər dayanıq vəziyyətə keçirlər, yəni rele işləyir.
Relenin kontaktları
Relenin etibarlılığı və kommutasiya xüsusiyyəti əsas etibarı ilə kontaktlarla müəyyən edilir. Relenin kontaktları aşağıdakı istismar parametrləri ilə xarakterizə olunurlar: cərəyan, gərginlik, güc və qoşulmaların sayının məhdudluğu.
Məhdud buraxılabilən cərəyan Iməh. kontaktların qızma temperaturu ilə müəyyən edilir. Bu temperaturda kontaktlar yumşalmır və lazımi fiziki – mexaniki xassələri saxlayırlar.
Məhdud buraxılabilən gərginlik Uməh. kontaktların izolyasiyasının deşilmə gərginliyi və açıq kontaktlar arasındakı aralığın deşilməsi ilə müəyyən edilir.
Məhdud buraxılabilən cərəyanı artırmaq üçün kontaktların müqavimətini azaltmaq və onların səthinin soyudulmasını artırmaq lazımdır. Kontaktların müqaviməti onların toxunma yerlərinin müqaviməti ilə müəyyən edilir və o bir-birinə sıxılmış kontakt yaradan hissənin qüvvəsindən asılıdır. Zəif cərəyanlı relelər üçün bu qüvvə Nyutonun yüzdə birini, 3...10 A-lik kontaktlar üçün qüvvə 1 N-a qədər çatır. Bu zaman kontaktların müqaviməti 10-5...10-3-a bərabər olur.
Məhdud buraxılabilən güc Pməhs. elektrik dövrəsinin gücü olub, həmin gücdə kontaktlarda dayanıqlı elektrik qövsü yaranmadan onu qıra bilər. Bu güc, kontaktlar açıldıqdan sonra onlar arasındakı qövsün sönməsi şəraitində (şərtində) müəyyən edilir.
nisbəti relenin güc üzrə güclənmə əmsalı adlanır.
Bu parametrlər kontaktların materialından, forma və ölçülərindən, kontakt təzyiqindən və xüsusi qövssöndürən qurğuların olmasından asılıdırlar.
Kontaktların materialından asılı olaraq cərəyan və gərginliyin müəyyən minimal qiymətlərində qövs əmələ (yaranır) gəlir.
Relelərin kontaktlarının işini (qığılcım əmələ gəlməsinin azaldılması) yüngülləşdirmək üçün əlavə elementlər tətbiq olunurlar. Onları relenin kontaktlarına yaxud dolaqlarına paralel birləşdirirlər.
Şəkil 3
P dolağının induktivliyində yaranan maqnit enerjisi kontaktlar arasındakı boşluqda deyil, əlavə elementdə - R rezistorunda və C kondensatorunda yaxud relenin dolağının özündə (şək . d) sərf olunur. R söndürücü rezistorun müqaviməti dolağın aktiv müqavimətindən 5-10 dəfə böyük, C kondensatorunun tutumu isə C= 0,5...2 mkF götürülür.
Bütün növ relelər içərisində kənd təsərrüfat qurğularının elektro-avtomatikasında elektromaqnit relelər daha geniş tətbiq tapmışlar.
Elektromaqnit relelər
Relelərin ən geniş yayılmış növünə elektromaqnit relelər aiddir.
Elektromaqnit relelər – dolağından keçən cərəyanı hiss edir. Yaranan maqnit sahəsi ferromaqnit lövbərin yaxud kontaktlı nüvənin dartılmasına səbəb olur.
Elektromaqnit relelər müəyyən parametrlərin dəyişməsinə öz kontaktlarının qapanması yaxud açılması ilə cavab verirlər.
Dolaqdan axan cərəyanın növünə görə elektromaqnit relelər sabit və dəyişən cərəyan relelərinə, sabit cərəyan releləri isə öz növbəsində neytral və qütbləşmiş relelərə bölünürlər.
Neytral relelər siqnalın qütblüyünü fərqləndirmir və dolaqdan axan sabit cərəyanın hər iki istiqamətini eyni hiss edirlər.
Şəkildə sadə elektromaqnit relenin sxemi göstərilmişdir. Rele aşağıdakı hissələrdən ibarətdir:
-
tərpənən lövbər;
-
tərpənməyən nüvə;
-
dolaq;
-
əks təsir edən yay;
-
kontaktlar;
-
ştift.
Şəkil 4
Relenin dolağından cərəyan axdıqda tərpənən lövbər elektromaqnitin tərpənməyən nüvəsinə dartılır. Lövbərin yerdəyişməsi kontaktların qısaqapanmasına səbəb olur. Dolaqda cərəyan olmadıqda lövbər və kontaktlar əks təsir yaradan yay vasitəsi ilə ilk vəziyyətə qayıdır.
Qütbilənmiş rele neytral elektromaqnit rele kimi tərpənən lövbərə və dolağa malikdir. Amma relenin nüvəsi, onu qütbləşdirən, daha doğrysy releni cərəyanın istiqamətinə həssas edən sabit maqnitə malikdir:
-
sabit maqnit;
-
nüvə;
-
dolaq;
-
4′ - tərpənməyəm kontaktlar.
1 - sabit maqniti nalşəkillidir. Cərəyanın istiqamətindən asılı olaraq 2 lövbəri bu və ya digər istiqamətə maqnitlənir. 3 dolağının içərisində yerini dəyişdirir, bu və ya digər qütbə dartılır və 4 yaxud 4′ kontaktını qapayır.
Dəyişən cərəyan elektromaqnit relesi sabit cərəyan relesinə nisbətən başqa cür qurulur.
-
sabit maqnit; 2- lövbər; 3 - sonluq; 4 - maqnit məftili ləçək; 5 - ox;
6- maqnit keçirən yiv; 7 - elektromaqnit.
S – cənub qütbü;
N – şimal qütbü.
Şəkil 5. Qütbilənmiş rele
a – maqnit sellərinin paylanma sxemi;
b – sağ kontaktı qapanmış iki mövqeli (vəziyyəti)
Dəyişən cərəyan elektromaqnit relesi sabit cərəyan relesinə nisbətən başqa cür qurulur.
Həqiqətən, əgər adi sabit cərəyan elektromaqnit relesinin dəyişən cərəyan dövrəsinə qoşsaq, onda lövbər titrəyəcəkdir, çünki bir period ərzində cərəyan iki dəfə sıfırdan keçir. Titrəmə səs əmələ gətirir, yeyilməni sürətləndirir və kontaktların işini çətinləşdirir.
Titrəməni aradan qaldırmaq üçün dəyişən cərəyan relesi elə hazırlanır ki, lövbərə fazaca biri digərinə nisbətən sürüşdürülən iki maqnit seli təsir edə bilsin. Bunun nəticəsində də dartı qüvvəsi heç vaxt sıfıra düşmür. Şəkildə telefon tipli dəyişən cərəyan relesinin konstruktiv sxemi göstərilmişdir.
Şəkil 6.
Bunun üçün relenin nüvəsinin qütbü iki hissəyə ayrılır və birinə ekran adlandırılan qısa qapanmış mis sarğı geydirilir. Sarğıda e.h.q.-si induksiyalanır və öz növbəsində maqnit seli yaradan cərəyan əmələ gəlir.
Nəticədə qısa qapanmış sarğıdan keçən F2 maqnit seli, qütbün sərbəst hissəsindən keçən F1 maqnit selindən φ bucağı qədər geri qalır.
Bir-birindən φ bucağı qədər sürüşmüş F1 və F2
Beləliklə, FA və FB maqnit selləri
bir-birindən φ bucağı qədər sürüşdürülür.
Şəkil 8
Elektromaqnit relenin vektor
diaqramı
Şəkil 7
Şəkil 9 Qısa qapanmış sarğılı dəyişən cərəyan
elektromaqnit relesinin konstruksiyası
Maqnit sellərinin yaratdıqları FЭ1 və FЭ2 dartı qüvvələrinin cəmi heç vaxt sıfıra bərabər olmur.
Dartı qüvvələrinin cəmi orta qiymət ətrafında nisbətən az meyl edir, relenin etibarlı işini təmin edir və titrəməni demək olar ki, tamamilə aradan qaldırır.
Şəkil 10. Qısa qapanma sarğısı olmayan dəyişən cərəyan relesinin dartı
qüvvəsinin dəyişmə qrafiki
Şəkil 11. Qısa qapanma sarğısı olan dəyişən cərəyan relesinin dartı
qüvvəsinin dəyişmə qrafiki
Elektromaqnit relelərinin əsas xarakteristikaları
Elektromaqnit relelərin düzgün və etibarlı işləməsi onların dartı və mexaniki xarakteristikalarının uyğun olmasından çox asılıdır.
Dartı xarakteristikası dedikdə elektromaqnit qüvvənin (FЭ) relenin lövbəri ilə elektromaqnitin nüvəsi arasındakı δ hava aralığı arasındakı asılılıq başa düşülür. Dartı qüvvəsi FЭ relenin amper – sarğılarının kvadratı yaxud Ф maqnit selinin kvadratı ilə düz, δ hava aralığının kvadratı ilə tərs mütənasibdir.
Əks təsir yaradan yayın qüvvəsinin lövbərin yerdəyişməsindən asılılığına relenin mexaniki (əks təsiredici) xarakteristikası deyilir.
Relenin işləməsi üçün dartı xarakteristikası mexaniki xarakteristikadan yuxarıda, buraxması üçün ondan aşağı yerləşməlidir.
dartı xarakteristikaları aralıq δmin-dan δmax-a qədər dəyişmələrdə müxtəlif amper-sarğılar üçün hiperbol ailəsindən ibarətdir. mexaniki xarakteristika sınıq xətdən ibarətdir.
Əgər lövbər dartılıbsa (δmin) onda elektromaqnit qüvvəsinin artması onun əlavə yerdəyişməsinə səbəb olmayacaqdır (1-2 parçası). Relenin buraxması 2 nöqtəsində baş verir, bundan sonra δ artdıqca relenin yayının əks təsir qüvvəsi tədricən azalır (2-3 parçası), sonra isə bizdən son qiymətinə qədər aşağı düşür (3-4 parçası). Dolaqda cərəyan artdıqda relenin lövbəri 4 nöqtəsində tərpənir, yalnız 3 nöqtəsində FЭ iş.-də nüvəyə dartılır.
Şəkil 12 Elektromaqnit relenin dartı Fe və mexaniki xarakteristikaları.
- dartı xarakteristikası.
Fm – relenin mexaniki xarakteristikası (əks təsir edici).
FЭ –relenin dartı xarakteristikası.
Şəkil 13. Relenin statik xarakteristikası
Şəkil 14. Elektromaqnit relenin vektor diaqramı.
Elektron və ion releləri
Elektron relelərdə müxtəlif yarımkeçirici cihazlar və vakuum elektron lampalar, ion relelərdə isə közərən boşalmalı tiratronlar (soyuq katodlu ion cihazları) istifadə olunurlar.
Adətən elektron relelər sabit cərəyan gücləndiricisi olub, müsbət əks rabitə ilə əhatə olunur. Bu relelər başqa relelərə nisbətən böyük həssaslığa (işləmə gücü 10-12...10-8 Vt), yüksək güclənmə əmsalına, kiçik ətalətliyə malik olub, kontakt və tərpənən hissələri yoxdur.
Əsasən onları sıfır indikator (müqayisə edilən kəmiyyətlərin kiçik fərqlənmə qiyməti və işarəsinə həssas olan müqayisəedici element kimi), zaman dözümlü rele kimi, qeyri-elektrik kəmiyyətlərin yüksək omlu vericilərindən alınmış kiçik siqnalların rele gücləndiricisi kimi istifadə edirlər.
Elektron və ion relelərin çıxışına adətən idarə dövrələrini artırmaq üçün daha güclü kontakt releləri qoşurlar.
Zaman dözümlü relelər
Zaman dözümlü relelər avtomatikanın bir elementindən digərinə siqnal verildikdə müəyyən vaxt ləngiməsi yaratmaq üçündür.
Zaman relesi xarici təsirin verilişində zamana görə ləngimə funksiyasını yerinə yetirir.
Proqram relesi (qurğusu) zaman dözümlü relenin müxtəlif növü olub adətən bir neçə müstəqil nisbətən böyük zaman ləngiməsi almağa imkan verir.
Nisbətən kiçik zaman dözümləri (5 saniyəyə qədər) yaratmaq üçün ən çox sadə sxem metodları tətbiq edirlər.
Şəkil 15. Sabit cərəyan relesinin buraxma və işləməsinin
yavaşıdılmasının sxem üsulları.
|