2.1.Relee electromecanice
Sfera de aplicabilitate a acestor relee a īnceput sa se reduca substantial, ca urmare a progreselor realizate īn domeniul releelor statice.
Cele mai simple relee electromecanice constau dintr-un dispozitiv care produce forta sau cuplul activ, un element care produce cuplul rezistent si unul sau mai multe elemente de executie (contacte electrice). Dupa natura dispozitivului pentru producerea fortei sau a cuplului activ, deosebim: relee electromagnetice, magnetoelectrice, de inductie, electrodinamice, termice, cu contact reed. Īn continuare se prezinta cāteva dintre cele mai utilizate.
Releele electromagnetice sunt aparate de protectie care asigura protectia la curenti de scurtcircuit sau la scaderea tensiunii cu actiune instantanee sau temporizata.
Releele electromagnetice pot functiona atāt īn curent continu cāt ai īn curent alternativ.
Ele pot fi relee electromagnetice de curent si relee electromagnetice de tensiune.
Releeele electromagnetice mai pot fii:
La baza functionarii releelor termice sta modificarea proprietatilor fizice ale corpurilor datorita īncalzirii. Cel mai simplu releu termic consta dintr-un tub de sticla īnchis, prevazut cu doi electrozi, īn interiorul tubului gasindu-se mercur. Īnchiderea contactului are loc ca urmare a dilatatiei mercurului, īn momentul īn care nivelul mercurului aduce īn contact electric cei doi electrozi.
Cele mai raspāndite relee termice sunt releele cu bimetal. Dupa modul īn care se realizeaza īncalzirea bimetalului se deosebesc relee cu īncalzire
directa, indirecta si mixta. La cele cu īncalzire directa curentul electric trece prin bimetal, iar la cele cu īncalzire indirecta bimetalul este īncalzit de la un rezistor, prin care trece curentul electric. Releele termice sunt utilizate, īn special, la protectia motoarelor electrice īmpotriva supracurentilor de durata.
Releele reed
Aceste relee se utilizeaza cānd este necesara o viteza de comutare ridicata si o durata de functionare mare. Nu au piese mecanice īn miscare, elementul de executie fiind realizat cu tranzistoare, tiristoare sau triace. Realizeaza o izolare galvanica īntre circuitul de comanda si circuitul de comutare. Pentru aceasta pot fi utilizate transformatoare de separare, optocuploare sau relee reed. Supratensiunile sunt reduse, datorita principiului de functionare, curentii si tensiunile trec periodic prin zero. Au un consum redus de energie si pot fi cuplate cu circuite integrate.
Schema de principiu a unui releu static este data īn anexa 5, figura 9.
Dispozitivul optocuplor este compus īn dioda LED, D2 si fototranzistorul T1, īncapsulate ermetic. Īn serie cu dioda D2, sunt conectate rezistenta R1 pentru limitarea curentului si dioda de protectie D1, pentru protectia la polarizari inverse. Un curent mic, (circa 1 mA) pentru LED este suficient pentru a comanda releul static; circuitul comandat (T2, T3, etc.) este alimentat separat, prin sursā de putere. Intrarea releului este compatibila cu circuitele TTL, (Uc = 5 V). Comutarea sarcinii īn circuitul de iesire este asigurata de triacul T4 sau de doua tiristoare conectate antiparalel.
Īn paralel cu iesirea releului este conectat un circuit RC (R6, C1) care permite comutarea sarcinilor inductive si atenueaza tensiunile tranzitorii.
Cānd se aplica tensiunea de comanda Uc, se amorseaza tiristorul auxiliar, T3, acesta asigura la rāndul sau amorsarea triacului, T4 si deci aplicarea tensiunii pe sarcina. Dupa īntreruperea tensiunii de comanda, curentul continua sa treaca prin sarcina, pāna la trecerea prin zero a tensiunii de retea. Īn continuare triacul T4 ramāne blocat, pāna la aplicarea unei noi comenzi.
Triacul T4 se amorseaza numai la trecerea prin zero a tensiunii de retea si conduce un numar īntreg de semiperioade. Īn absenta tensiunii de comanda Uc , fototranzistorul T1 este blocat. Tranzistorul T2 este īn conductie si circuitul nu mai poate furniza curentul de poarta necesar amorsarii tiristorului T3 . Īn aceasta situatie triacul T4 este blocat si deci sarcina nu primeste tensiune de la retea.
La aplicarea
tensiunii de comanda pot aparea doua situatii
corespunzatoare momentului care se aplica īn raport cu un timp t
. Acest timp reprezinta momentul deschiderii
fototranzistorului T1, care este alimentat cu tensiunea redresata
dubla alternanta; este de valoare mica īn raport cu perioada
tensiunii de retea conform caracteristicii statice i
= f(V, i
).
Cele doua situatii sunt:
a) daca tensiunea de comanda se aplica īnainte de
momentul t, ca urmare a deschiderii fototranzistorului T1, scade
curentul de baza al tranzistorului T2 pāna la blocarea acestuia. Se
amorseaza tiristorul T3 si triacul T4 . Conductia acestora continua
pāna īn momentul trecerii prin zero a semialternantei
tensiunii de retea corespunzatoare īncetarii tensiunii de
comanda.
b) daca tensiunea de comanda se
aplica dupa momentul t, tranzistorul T2 continua sa se afle īn conductie,
deoarece curentul de baza are valori mai mari, ca urmare a cresterii
tensiunii de alimentare, Ec .
Īn aceasta situatie circuitul nu mai poate furniza curentul de poarta necesar pentru amorsarea tiristorului T3, acesta ramāne blocat ca si triacul T4 pāna la terminarea semialternantei tensiunii de alimentare.
Daca comanda persista, dispozitivele T3 si T4 se deschid la īnceputul semialternantei urmatoare ca la punctul a.
Īn concluzie,
daca tensiunea de alimentare se aplica mai tārziu de momentul t deschiderea releului static se produce cu o īntārziere, care
se poate apropia de durata unei semiperioade, a tensiunii de alimentare.
Īn comparatie cu releele electromecanice, releele statice sunt mult mai robuste. Durata de viata a releelor statice este mult mai mare, deoarece īn timpul functionarii lor nu apar arcuri electrice, ca la releele electromecanice. Īn plus, absenta acestor arcuri electrice, nu mai creeaza probleme de interferente cu alte instalatii īnvecinate.
Releele statice pot comanda sarcini rezistive sau inductive. Īn cazul sarcinilor rezistive, curentul comutat creste sinusoidal, de la zero. Deci regimul tranzitoriu este redus la minim. Aceasta calitate se mentine si daca sarcina este constituita din lampi de iluminat cu filament. Īn aceasta situatie curentul initial este de 5 ori mai mare decāt valoarea de regim permanent fata de o crestere de 11 ori pentru alte tipuri de relee sau comutatoare.
Sarcinile inductive, comandate de releele statice, sunt de mai multe tipuri:
a) Transformatoare - cānd este conectat un transformator apare un supracurent, a carui valoare depinde de defazajul dintre tensiune si curent, si de structura circuitului magnetic. Aceasta valoare poate fi de 50 ori mai mare decāt cea de regim permanent. Desi acest curent scade īntr-un timp foarte scurt, trebuie tinut seama de el la dimensionarea releului static.
b) Dispozitive actionate magnetic - acestea sunt reprezentate de contactoare, ventile magnetice, cuplaje magnetice, etc. Īn cazul acestor sarcini supracurentul initial nu depinde de defazajul dintre curent si tensiune. Īn plus, valoarea supracurentului initial este substantial mai mica decāt īn cazul transformatoarelor si se amortizeaza īn cāteva semiperioade. De exemplu, īn cazul contactoarelor, acest supracurent este de 6 ori mai mare fata de valoarea de regim permanent. Din acest motiv si problemele de dimensionare a releului static sunt mai usoare.
|
