PROIECT ILIE GABRIEL

5/9/2018 PROIECT ILIE GABRIEL - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-ilie-gabriel-559bf8bc6fdff 1/24

COLEGIUL TEHNIC,,MATEI BASARAB´

CARACAL

PROIECT

COORDONATOR ABSOLVENT

prof.ing. DINU GABRIEL ILIE GABRIEL

2010-2011



TEMA PROIECT

ELEMENTE COMPONENTE ALE SISTEMELOR DE

ACTIONARE ELECTROMAGNETICE



Argument

In aplicatiile caznice , Contactoarele se folosesc in mare parte , pentrucomandarea unor consumatori de putere mare sau foarte mare , pentru protectia

respectivilor consumatori dar si pe post de "intrerupatoare trifazice ". Deexemplu , daca vrem sa pornim un motor trifazic de cativa Kw dintr -un simpluintrerupator ce suporta maxim 10 amperi . Acest lucru nu e posibil fara ajutorulcontactorului din cel putin doua motiveIntrerupatorul nostru foloseste doar un simplu contact , iar in cazul nostru avemnevoie de 3 contacte actionate simultan (cate un contact pentru fiecare faza ) .Intensitatea curentului pe care "il cere" motorul la pornire e foarte mare iar contactele intrerupatorului (sa presupunem ca ar avea trei ) ar ceda imediat . Unalt beneficiu in folosinta contactoarelor, ar fi protectia unui consumator impotriva supraincalziri acestuia peste o anumita limita admisa . Sunt multe

tipuri de contactoare , iar acestea difera incepand de la modul de utilizare ,modul de comanda sau tipul de actionare ( Electromagnetic sau electronicfolosind componente semiconductoare de putere cum ar fi tiristoarele )Contactoarele clasice sau cele cu bobina se folosesc in general in comandamotoarelor , a rezistentelor de incalzire (de exemplu pentru incalzirea in pardoseala) sau (in general vorbind ) la comandarea aparatelor ce folosesccurentul electric in circuite inductive (bobine ) sau termice (rezistente). Deasemenea , contactoarele se pot comanda (in functie de tipul acestuia ) in curentcontinuu sau in curent alternativ . La fel putem spune si despre tensiunile decomanda care , pot fi mult mai mici fata de cea pe care o foloseste respectivul

consumator comandat de contactor . De exem plu putem comanda un motor de220 V cu o tensiune de 12V C.C. / C.A. 24 V C.C. / C.A.

Mecatronica reprezinta o stiinta inginereasca bazata pe disciplina clasice aleconstructiilor de masini ,electrotehnicii si informaticii avand ca scopimbunatatirea functionarii utilajelor si sistemelor tehnice prin contopireadisciplinelor componente intr-un tot unintar.In prezent o definitie larga acceptata priveste mecatronica drept imbinarea sinergetica dintre imagineamecatronica,electronic de comanda si control si informatica in proiectarea,realizarea si exploatarea produselor si proceselor tehnologice.Este

important de subliniat ca mecatronica nu este numai o simpla alaturare amecanicii,electronice si informaticii,mai cere si abilitati personale necesare inindustrie pentru a atinge standarde inalte de performanta iar aceeasta privesteabordarea si dezvoltarea corespunzatoare a resurselor umane la toate nivelele deinvatamant tehnic.Mecatronica a inceput sa se dezvolte in mod dinamic lainceputul anilor 1980 perioada in care era proaspat definite,iar conceptual sufera permanent.A fost o perioada de dezvoltare in directia obtinerii elementelor integrate,menite sa asigure pe deplin control utilajelor ,masinilor si utilajelor



complexe.Printre productiile mecatronice se numara imprimantele,copiatoareledin noua generatie,masinile de current si tricotat cu comanda interna sistemeantiderapante(ABS) si pernele de aier din tehnica automobilisticaTot produsele mecatronice sunt si camerele video miniaturale CD Playere si altemicromasini dar si sisteme cu gabarit mare si linii de productie automate.In

prezent cel mai mare complex mecatronic din lume este cel care asigurainchiderea si deschiderea canalului de acces dinspre mare catre portul Roterrdamavand o deschidere de peste 300 de m.utilajele mecatronice sunt asamblari careintegreaza elementele componente simple sau complexe ce indeplinesc diferitefunctii actionand in baza unor reguli si conditii impuse.

1. Constructia si functionarea releelor de protective

Definirea si clasificarea releelor de protectie electromecanice (cu contacte)

1.Generalitatiy Releele reprezinta categoria cea mai importanta de aparate din cuprinsul unei instalatii

de protectie si comanda automata. In general, prin releu se intelege un aparat care fiind supus unei actiuni exterioare, realizeazaautomat o operatie, pentru o gama data de valori ale marimii aplicate la intrare care provocaactionare acestuia.In functionarea oricarui releu este caracteristica variatia brusca(in salt) a marimii de iesire candmarimea de intrare, de regula, atinge sau depaseste o valoare prescrisa, numita valoare deactionare (excitare).La scaderea marimii de intrare sub o anumita valoare, numita valoare derevenire are loc saltul invers al marimii de iesire.Raportul intre valoarea de revenire si cea de actionare se numeste factor de revenire K rev.

y Marimile care caracterizeaza un anumit releu sunt urmatoarele: -natura marimii de intrare (sau actionare )-puterea ce trebuie absorbita la intrarea pentru ca releul sa actioneze (cu valori cuprinseintresub 1W si circa 40W);-curentul (puterea) rezultat in circuitul de iesire, in conditile unei tensiuni admisibile datesi in functie de natura sarcinii (de exemplu, se spune ca un contact rupe 2A la 110V sisarcina rezistiva, sau 0,5A la 220V si sarcina inductive)

4-numarul si pozitia contactelor releului : Un releu poate avea un numar de contacte normaldeschise si (sau) un numar de contacte normal inchise. Prin pozitia normala a unui contact seitelege pozitia acestuia cand releul este neexcitat (sau pozitia in stare de magazie a releului ); -domeniul de actionare sau gama de reglaj pentru marimea de intrare

-timpul propriu de actionare, care masoara timpul scurs intre momentul aplicarii marimiide actionare, pana la inchiderea contactelor (de la valoari de circa 10-50ms, la relee



instantanee, la valorii de 0,1«.10s si mai mult, in cazul releelor cu actionare temporizata princonstructia lor).

2.ClasificareRleele elecromecanice (cu contacte ) se pot clasifica in mai multe categorii.

y Dupa principiul de constructie si functionare a elementului sensibil al releului se

deosebesc:-relee electromagnetice (nepolarizate sau polarizate)-relee electrodinamice (fara fier sau cu fier)-relee magnetoelectrice-relee magnetice (cu circuite magnetice saturabile sau cu amplificatoare magnetice)-relee electronice (cu tuburi cu vid sau cu gaz si element de executie electromecanic)

y Dupa natura marimilor aplicate la intrare se deosebesc:-relee de curent (pt curent continu sau alternativ)-relee de tensiune (pt tensiune continua sau alternativa)-relee de putere (activa, reactiva, aparenta)-relee de impedanta (de rezistenta, reactanta, impedanta)-relee de frecventa (sau de alunecare) -relee de defazaj (de succesiune a fazelor )

y Dupa felul variatie marimii de actionare, adica a marimii de la intrarea releului, sedeosebesc:

-relee maximale, a caror actionare se produce atunci cand marimea de intrare depaseste oanumita valoare maxima, dinainte stabilita;-relee minimale, a caror actionare se produce atunci cand marimea de intrare scade sub oanumita valoare minima, dinainte satabilita;-relee directionale, a caror actionare se produce numai la schimbarea sensului marimii deintrare (de exemplu, schimbare sensului unei puteri electrice, in cazul releelor directionale;

-relee diferentiale, a caror actionare se produce atunci cand diferenta valorilor sunt douamarimi aplicate la intrare devine, in valoare absoluta, mai mare decat o valoare dinaintestabilita.

1.1Definirea releelor de protecie. Funcii. Cerine.

Un sistem de protecie prin relee este alctuit din totalitatea dispozitivelor i aparatelor destinate s asigure, în mod automat, deconectarea unei instalaii la apariia unui defect sauregim anormal de funcionare periculos pentru instalaie, sau cel puin s semnaleze aceasta.

5



Dezvol ea tehni ii de protecie prin relee i etapele parcurse

Pr i separarea aut at a unei instalaii defecte se urmresc trei obiecti e:

- s împi ¡

i ¢

dezvoltarea defectului i extinderea acestuia asupra altor instalaii;- s preîntâmpi ne distrugerea izolaiei i aparatelor ca urmare a ocului

electrodinamic i electrotermic, întrerupând rapid toate posi bilitile de alimentarea locului de defectare;



- s cont r ib £ i e la restabilirea funcionr ii normale pentru continuitatea alimentar ii consumator ilor de energie electr ic.

6R eleul electric de protecie este, deci, un aparat electr ic care execut închiderea,

deschiderea sau comutarea unuia sau mai multor contacte la var iaii ale unor mar imi electr iceaplicate la intrarea acestuia.

În cazul releelor fr elemente mobile , respectiv fr contacte, are loc o basculare avalor ii de ieire la producerea unei var iaii în salt la intrare.

R eleul transmite comanda de declanare la mecanismul (dispozitivul de declanare al întreruptorului.

In f igura 1.1 este reprezentat sintetic dezvoltarea tehnicii de proteciepr in relee i etapele parcurse.

Structura releului de protecie:

În f igura 1.2, a, b i c sunt reprezentate: schema bloc, schema desfsurat i simbolul general pentru releul de protecie.

Scheme ale releelor i simbolizarea lor:a.)schema bloc; b.)schema desfurat; c)simbol pentru releul de protecie

ES - Element Sensi bil (de intrare);

EC - Element de omparaie sau prelucrare logic a informaiei i deDecizie; EE - Element de Execuie.



7

Caracteristica intrare ± ieire (static) a unui releu de protecie

Schema bloc de elemente a unui circuit de protecie prin relee

Parametrii principali ai releelor:

1) P arametrii nominali ( Un, In, f n, Zn , etc.) - mrimi ce pot fi suportate timp îndelungatde aparat;

2) V alori de pornire (acionare) - valori la care acioneaz releul;3) V aloarea de revenire - valoarea mrimii controlate la care elementele de execuie ale

aparatului acioneaz invers decât la acionare;4) F actorul de revenire :

1 porniredevaloarea

reveniredevaloarea{!

rev K (1.1)



La releele maximale care acioneaz la depirea unei mrimi K rev<1; la releele minimale,care acioneaz la scderea mrimii de acionare sub valoarea reglat,K rev " 1.

Se consider ca un releu este cu atât mai bun cu cât K rev este mai aproape de 1.5) T impul propriu de acionare al releului care este timpul msurat din momentul

atingerii valorii de acionare pân la emiterea mrimii de execuie (la ieire). La acesttimp se adaug ineria proprie a aparatului, la care se adun timpul reglat al aparatului.

6) P uterea consumat de releu - este în raport invers cu sensibilitatea releului. Aceastmrime intervine la încrcarea circuitelor secundare i la calculul i alegereatransformatoarelor de msur care alimenteaz schema (TC,TT)

7) P uterea de rupere (capacitatea de comutare) este puterea maxim din circuitulcomandat prin contactele releului fr ca acesta s se deterioreze.

8) P oziia normal a contactelor (normal deschise sau normal închise). Se consider poziie normal a contactelor starea lor iniial,cu aparatul nealimentat.

9) S ta¤

ilitatea termic i electrodinamic care este capacitatea aparatului de a suporta untimp limitat efectele curenilor de scurtcircuit, far consecine negative.

10) E roarea releului este diferena dintre valoarea real de acionare i valoarea reglat pentru acionare.

În concluzie: Se poate spune c releele electrice sunt aparate automate care, sub aciuneaunui parametru electric aplicat la intrare, produc variaia în salt (brusc) a mrimii de ieire la oanumit valoare a parametrului de intrare. Ele funcioneaz pe baza codului DA/NU i fac

parte din categoria aparatelor pentru comenzi discontinue.În figura 1.3, caracteristica static intrare - ieire pentru un releu de protecie, în general.În cazul unei variaii a parametrului x de la intrare între 0 i x, acestuia îi corespunde o

valoare constant a parametrului de ieire y=ymin, i cel mai des ymin=0. Când x atingevaloarea x pornire, y variaz în salt de la ymin la ymax, iar timpul în care se produce aceastvariaie este determinat de durata procesului tranzitoriu în circuitul comandat. La o cretereulterioar a parametrului x de la intrare (de exemplu x=xmax) valoarea lui y rmâneneschimbat. La descreterea parametrului x (xmaxxmin), valoarea y=ymax rmâne

neschimbat dar pentru x=xrev se produce micorarea prin salt în jos pân la valoarea y=ymin.Funcia releului de protecie realizeaz o comand automat de tip releu cu o caracteristicunidirecional.

Schema bloc de elemente a unei instalaii de protecie prin relee este ilustrat în figura 1.4,unde s-a considerat o protecie maximal de curent pentru o linie electric aerian conectat

prin întreruptorul I1 la barele SEE. Elementele din schem sunt: transformatorul de curentTC, transformatorul de tensiune TT, blocul de intrare BI care poate fi realizat cu relee cucontacte, sau printr-o interfa format din traductoare i/sau filtre la instalaii realizate cu QPsau automate programabile. Mrimile M1 i M2 se aplic blocului de prelucrare logic ainformaiei BPL care este i un bloc de decizie. Acesta stabilete dac exist regim anormalde funcionare, iar în caz afirmativ elibereaz un semnal de execuie la blocul de ieire BE.De la aceasta pleac comanda de declanare la întreruptor, respectiv semnalizarea execuiei

acestei comenzi.BTP - blocul de temporizare care asigur dac este necesar o anumit temporizare;BA - blocul de alimentare al schemei care asigur tensiunile operative de CC pentru

funcionarea întregii scheme de protecie.

Instalaia de protecie - are un caracter mai larg, putând fi examinat în mai multeipoteze:



1. protecia de tip sau funcie elementar independent de obiectivul protejat (deexemplu:protecia maximal de curent sau protecie diferenial sau protecieminimal de impedan etc);

2. protecia ca instalaie de comand automat pentru un anumit tip de defect (protecie împotriva scurtcircuitelor polifazate, protecie împotriva suprasarcinilor,

protecie împotriva punerilor la pmânt);3. protecia ca instalaie complex cu funciuni corelate î n cadrul unui ansam

¥ lu de

elemente de protejat (protecia prii electrice a unei centrale sau protecia unei reeleelectrice).

Scheme folosite in reprezentarea instalatiei de protectie prin relee:

Acestea pot fi:- scheme functionale;- scheme ¦ loc;- scheme logice - în care apar elementele din sistem în succesiunea logic a

funciunilor îndeplinite.

Schemele de principiu (sau principiale) ale instalaiilor de protecie pot fi:- scheme de principiu restr

§ nse , monofilare sau trifilare;

- scheme de principiu desfurate;- scheme de amplasare;- scheme de montaj;- scheme de execuie.

1.2 Relee electromagnetice

Releele construite pe principiul electromagnetic sunt cele mai raspandite relee electrice cucontacte.Aceste relee sunt utilizate in curent continuu si alternativ; functionarea lor se bazeaza

pe at r ag erea unei armatur i d e ot el d e cat re o bobina cu mie z d e fier ( el ect r omagnet).



1.RELEE ELECTROMAGNETICE DE CURENT SI TENSIUNE

Releele electromagnetice de curent si tensiune sunt relee de curent maxim, si tensiune maximasi de tensiune minima. Din aceasta categorie fac parte releele de tip RC (relee de curent) si detip RT (relee de tensiune ), fabricate in tara.

y Releul maximal de curent tip RC (fig. 1.1)este un aparat electromagnetic cu armaturamobila rotitoare, alimentat cu curent alternativde 50Hz. ±Releul se compune dintr-un miez defier 1, pe care sunt atasate bobinele 2.

In intrefierul electromagnetului se poate roti o armatura de otel 3 (paleta mobila),solidara cu axul releului .Pe acelasi ax este fixat un capat al resortuli 4.celalalt capatal resortului 4 este solidar cu levierul indicatorului de regalaj 7, care se poate deplasaintre limitele fixate pe scara de reglaj 8.O piesa izolata poarta ³calaretul´ metallic 5care asigura ichiderea contacelor fixe 6 se leaga la cele doua borne ineterioare alerleului.

Cand bobinele electromagnetuli sunt parcurse de curent, armatura 3 tinde sa se roteasca inintrefier spre polii miezului 1. sub actiunea proportionala cu patratul fluxului magnetic *,ocupand pozitia cea mai favorabila unui flux maxim.

Cuplul activ care produce deplasarea armaturii se poate exprima prin relatia;Ma=K t*

2=K 2I

2r

Ir fiind curentul prin bobina releului, iar K 1 si K 2 constante care depind de caractersticileconstructive ale releului .

Deplasarii armaturii 3 in sensul direct indicat de sageata in fig. 1.1 (sensul actionariicontactelor mobile ale releului) I se opune cuplul antagonist dat de resortul 4 si cuplulantagonist produs de frecari in lagare. Se poate scrie deci relatia cuplului antagonist rezultat;

Mr=Mro+K 3(H-Ho)+Mfr,

In care, Mroeste cuplul antagonist initial, H-Ho deplasarea unghiulara a armaturii, Mfr cuplulantagonist produs de frecari (practi constant);

In cazul cresterii curentului in infasurarile releului pina la valoarea pentru care Ma"Mr , pe tot parcursul deplasarii armaturii mobile, in urma atragerii acestei armaturi spre poliielectromagnetului , contactele 5 si 6 (normal deschise) se inchid si releul actioneaza . Valoareaminima a curentului Ir la care releul actioneaza, inchizandu-si contactele se numeste curent d e

actionare al rel eului I ar .

Raportul dintre curentul de revenire si curentul de actionare a releului reprezinta factor ul d e

revenire a releului :



Factorul de revenire este intodeauna subunitar pentru releele maximale si supraunitar penutru cele minimale.

Releul de curent tip RC este un releu de maximal, actionand numai in cazul cresterii

curentului Ir , peste valoarea reglata.Coeficientul de revenire a releului RC este : R rev=0,85.Releul are infasurari cu spire putine, de sectiune mare, care sunt parcurse de curenti mari;Irn=0,2«.200A.

Curenrul de actionare a releului maximal de curent RC poate fi reglat prin variatiatensiuni initiale a resortului antagonist (reglare continua) si prin schimbarea conixiunii (seriesau paralel) la cele doua sectii ale bobinei releului (reglare in trepte).

Alte relee electromagnetice de curent si de tensiune fabricate in tara sunt prevazute cu osingura bobina, avand o priza mediana, pentru modificarea domeniului de reglaj de la simplu ladublu.

Tensiunea resortului se modifica, rotind indicatorul de reglaj 7.Punerea la punct a releului se modifica (aducerea in scara) se poate face cu doua suruburi

care limiteaza pozitia de repaus (corespunzatoare curentului Ir ) si pozitia de actionare

(corespunzatoare curentului Irev r ) a paletei mobile 3 in campul magnetic al electromagnetului1.Timpul propriu de actionare al releului RC este practic nul (de ordinul 0,05s).Releul poate

fi folosit atat in curent continuu cat si in curent alternativ , are o constructie simpla si prezintamare stabilitate in functionare.

y Releul de tensiune RV maximal sau minimal de tip electromagnetic.

Se deosebeste de releul de curent RC, numai prin faptul ca bobinele releului de tensiune

au spire multe si subtiri, fiind construite astfel incat sa reziste la o tensiune nominala de

alimentare. Releul maximal de tensiune actioneaza la cresterea tensiuni peste valoarea reglata,

inchizandu-si contactele normal deschise; cel de tensiune minima (sau minimal) actioneaza la

scaderea tensiunii sub valoarea reglata.

Tensiunea de actionare al releului se regleaza prin modificarea tensiunii iniiale a resortului

antagonist si prin schimbarea (serie sau paralel) la cele doua sectii ale bobinelor de tensiune.

Factorul de revenire al releului maximal de tensiune este 0,85, iar minimal are valoarea :

1.3 RELEE ELECTROMAGNETICE DE TIMP

Releele electromagnetice de timp se folosesc in schemele de protectie in scopulintroducerii temporizatorilor necesare pentru functionarea selective a protectiei prin relee.

Releul electromagnetic de timp RT, cel mai frecvent intalnit, este compus dintr-unsystem electromagnetic de tip solenoidal si un mecanism de ceasornic care este armat desistemul electromagnetic (fig. 1.2).

ar

rev

rev

I

r I K !

2,185,0

1}



La trecerea curentului pr in bobina electromagnetului 1, miezul acestuia este atras si, pr inintermediul surubului fara sfarsit 2 si al rotii dintate 3, determina rotatia piesei intermediare 4.Aceasta produce tensionarea resor tului 5, care antreneaza in rotetie axul echi pa jului mobil 6(de retinut ca axu rotii dintate 3 nu este cuplat mecanic cu axul echi pa jului mobil). R oatadintata 7, f ixata pe axul 6, se angreneaza cu roata dintata de pe axul unui mecanism deceasornic 8, care determina o anumita viteza de rotatie a echi pa jului mobil al releului de timp.

Tot pe axul 6 este f ixat contactul mobil 9, care se roteste odata cu cu axul echi pa jului mobil, pana a junge la contactul f ix 10, inchizand circuitul AB (releu actioneaza).

D i t t l i i i l t t l i 1, i l t i t

i i t l i 11 t .Axul echi pa jului mobil impreuna cu toate elementele solidare cu axul revine brusc in

pozitia initiala (releu dezeexcitat). Un opr itor 12 limiteaza cursa contactuluimobil 9 la revenire.Timpus de actionare a releului R T se regleaza pr in var iatia distantei dintre pozitia initiala

a contactului mobil 9 si a contactului f ix 10 care limiteaza cursa. Pentru f ixarea unui anumit regla j de timp (timpul de actionare al releului Iar ) contactul 10 se deplaseaza pe sacara de regla j 13 pana la o anumita diniziune a acestuia . Scara de regla j a releului este etalonata in secunde si are o foarma semicirculara. Bobina electromagnetului 1 este calculata pentru un curent descur ta durata (de maxim 20-30s) la tensiunea nominala

Tempor izarea releului R T este independente de valoarea tensiunii amplif icate bobinei, cuconditia asigurar ii unei tensiuni de actionare Uar u0,7Unr .

1.4 R ELEE ELECTR MAGNETICE INTERMEDIAR E

In cazur ile in care capacitatea de rupere a contactelor sau numarul de contacte de lucruale releelor pr inci pale electromagnetice (de exemplu de tensiune, de timp etc.) sunt insuf icientese folosesc rel ee i nermed i ̈ re .

R eleele inermediare de tip RI, se construiesc intara noastra. Sunt aparate electromagnetice cuarmatura basculanta, de curent continuu saualternativ;in f ig. 1.3 este reprezentat schematic un



astfel de releu. Circuitul magnetic este construit dintole magnetice. Cand curentul circula prin infasurarea

bobinei 1, miezul ei atrage armatura basculanta 2,impruna cu puntea de contacte mobile 3, care deschidcontactele fixe , normal inchise 5 si inched contactele,fixe, normal deschise 4 si, in consecinta, releul

actioneaza. Dupa intreruperea curentului din bobina 1,sub actiunea resortului 6, armatura basculanta 2,revine imediat in pozitia initiala si contactele releuluirevin la pozitia normala (releu dezexcitat).Timpul de actionare a releelor inermediareeste de numaicateva sutimi de secunda si din aceasta cauza,ele influientiaza putin aspra timpului de actionarea protectiei

Releele intermediarese utilizeaza fie pentru a³amplifica´ un semnalmai slab, de la un

traductor sau un alt releu ,fie pentru multiplicareanumarului de circuite.

Releele intermediarese executa pentru tensiuninominale de 24, 48, 110 si220 V, avand tensiuneaminima de actionare0,5Un (la aceasta tensiuneeste invinsa fortaantagonista a resortului 6).Contactele releuluisuporta , fara sa sedeformeze, un curent de5A timp de 20 min. In fig1.4 este reprezentat unastfel de releu intermediar

1.5 RELEE ELECTROMAGNETICE DE SEMNALIZARE

Releul de semnalizare tip Rds, fabricat de asemenea in tara, este un releu electromagneticcare semnalizeaza optic si isi inchide contactele, in functie de marimea de actionare (curentulcontinuu sau tensiunea continua) ce se aplica bobinei.

In fig. 1.5 este reprezentata schema constructiva a unui asemenea releu .In momentul in care infasurarea 2 a electromagnetului 1 este parcursa de current (bobina se

alimenteaza la bornele A, B), armatura mobila 3 este atrasa spre electromagnet. Cand armatura3 se deplaseaza , clapeta de semnalizare (steguletul) 6 nu mai este sustinuta si cade sub actiuneagreutatii proprii, efectuand o rotatie de 900 pana in dreptul ferastruici 7 . Clapeta 6 este readusamanual in pozitia normala (corespunzatoare starii dezexcitate a releului) cu ajutorul butonului



8. Intregul mecanism al releului este inchis intr-o carcasa , avand o ferastruica in dreptul pozitieclapetei cazute .

Daca steguletul (clapeta ) este in dreptul vizorului , inseamna ca releul a lucrat . Readucereaclapetei se face manual pentru ca personalul de serviciu sa fie obligat sa inregistreze protectiacare a lucrat

Deoarece actionarea unor tipuri de protectii este insotita de o semnalizare luminoasa s-a prevazut o lama de contact 4, care, la rotirea clapetei , inchide contactele 5ale circuitului desemnalizare .

Releele de semnalizare din seria Rds se construiesc in doua variante ;-rel eu t ensiune , avand bobina cu un numar mai mare de spire (se conecteaza in derivatie cu

infasurarea releului de timp, sau cu infasurarea releului intermediary.-rel eu d e current, avand bobina cu spire mai groase si mai putine (se leaga in serie cu bobina

de declansare a dispozitivului de actionare a intreruptorului, sau infasurarea releuluiintermediar).

2. Relee magnetoelectrice

Functioanare releelor magnetoelectrice se bazeaza pe cuplul care se exer cita aspur a

unei bobine par cur se d e curent continuu d e cat re cam pul magnetic al unui magnet permanet.In figura 1.6 este prezentat schematic un releu magnetoelectric.In intrefierul magnetului

permanet 1 se gaseste un miez cilindric 2, de fier moale, in jurul caruia se poate roti un cadrumobil 3, care poarta bobina 4 a releului.Curentul continuu I este adus la bobina releului prinintermediul unor antagoniste. O data cu rotirea intr-un sens sau altul a cadrului mobil se



deplaseaza contactul fix 6, solidar cu cadrul, ceea ce provoaca inchiderea sau deschidereacontactelor fixe 7.

Cuplul aplicat bobinei releului este proportional cu, curentul care o parcurge conformrelatiei :

M = K IReleele magnetoelectrice sunt foarte sensibile, putand fi construite pentru puteri de

actionare de ordinul 10-10

W. Ele prezinta insa dezavantajul ca nu pot funciona in curentalternativ, deoarece atunci cuplul midiu de actionare este nul.

2.1 Relee de inductie

Releele de iductie sunt relee electrice cu contacte a caror functionare se bazeaza pecuplurile si fortile electromagnetice care se exercita asupra unor conductoare masive saufiliforme (situate intr-un camp magnetic variabil in timp), in care se induc curenti prin inductielectromagnetica.

Relee de inductie sunt de mai multe feluri : de curent, directionale, deimpedanta,diferentiale si releele-balanta (ele lucreaza numai in curent alternativ).

2.2 Releu de inductie directional de putere

In cele ce urmeaza se prezinta, spre exemplificarea, releul de inductie directional de putere.



Releul de putere directional (tip IMB 171/1), cu doua bobine cu rotor cilindric, actionand laschimbarea sensului puterii electrice este reprezentat schematic in figura 1.7.

In principiu, releul este format dintr-un circuit magnetic m cu poli aparenti, un rotor cilindric dealuminiu r, infasurarile de curent si tensiune plasate pe jugul m, un contact normal deschis c siun contact mobil actionat de paleta p, fixata pe axul rotorului cilindric. Cilindrul de otel f,

plasat in interiorul cilindrului de aluminiu r, serveste la reducerea reluctantei circuituluimagnetic total. In intrefierul electromagnetului M se roteste cilindrul de aluminiu ( polii suntnotati cu M in figura 1.8.), avand rolul de a amortiza oscilatiile rotorului, si un resort antagonistRA, care mentine contactele releului dezexcitat in pozitia Änormal deschis´.

Infasurarea este formata de doua bobine legate in serie, aezate pe doi poli, iar

Infasurarea de tensiune din patru bobine legate in serie, aezate pe toate laturile circuituluimagnetic exterior.

In figura 1.9 este reprezentata diagrama fazoriala a tensiunilor si a curenilor.Funcionarea releului de putere se bazeaz pe aciunea reciproca dintre fluxurile

magnetice variabile in timp si curenii indus de acestea in elementul mobil al releului ( rotorulcilindric r ).

Cuplul de rotaie al releului este dat de relaia :

M rot = K I U cos ( r + ). ( 1. 5. )

Pana la saturaia miezului magnetic, fluxurile sunt proporionale cu curenii, adic :

I = K 1 I r ; U = K 2 I t = K 3U

r

Z

U = K 4 U r ( 1. 6. )

Unde Z U este impendanta bobinei de tensiune a releului, iar K 1, K 2, K 3, K 4 sunt coeficieniide proporionalitate. La funcionarea in regim nesaturat, in relaia 1. 5. devine :

M rot = K¶ U r I r cos ( r + ). ( 1. 7. )



Expresia U r I r cos ( r + ) are aspectul unei puteri. Dup cum aceasta expresieeste pozitiva sau negativa, releul acioneaz sau nu acioneaz ( rotorul se rotete intr-un senssau altul ). De aceea, releele de putere se mai numesc si relee direcionale.

Pentru = 0, cuplul de rotaie maxim se obine la valoarea : r = 0. In acest caz,releul are o caracteristica de acionare cosinusoidala si se numete releu Wattmetrie (acioneaz numai pentru U r Ir cos r > 0 ).

Daca in serie cu bobina de tensiune se leag un condensator de capacitate C, caredefazeaz curentul I t, compensând complet reactana inductiva a bobinei ( ceea ce echivaleazcu = 90 0 ), expresia cuplului M rot devine ( in modul ) : M rot = K¶ U r I r sin r , iar condiiade acionare al releului este : U r I r sin r > 0. Un asemenea releu are o caracteristicasinusoidala si poarta numele de releu varmetrie.

Valorile uzuale pentru unghiul sunt cuprinse intre 30 0 si 45 0. Releul direcionalintra in funciune atunci când cuplul de rotaie M rot întrece cuplul antagonist, dat de resortulRA ( fig. 1. 8. ) .

Funcionarea releului direcional poate fi studiata pe caracteristica unghiulara al releului, carereda dependenta dintre tensiunea de acionare U act si defazajul r pentru I r = ct ( fig. 1. 9. ).Pe aceasta curba, pentru fiecare curent I r dat se poate citi care este valoarea tensiunii deacionareU r = U act corespunztoare unui anumit defazaj r m 0 . Pentru diferite valori ale lui I r seobine o familie de astfel de caracteristici cu Ir = ct . Cu ajutorul curbelor U act = f ( r )

pentru I r = ct, se poate determina unghiul r la care releul direcional are cea mai maresensibilitate numit si unghiul sensibilitii ma xime ( fig. 1. 10. )



3 Contactoare electromagnetice

Scopul lucrrii

Scopul lucrrii este de a prezenta construcia, particularitile funcionale alecontactoarelor electromagnetice, criteriile de alegere pentru utilizarea lor corect în practicainginereasc.

Programul lucrriiStudiul contactoarelor el ectomagnetice Se vor analiza datele de catalog ale diferitelor variante de contactoare, având în vedere

parametrii nominali:- tensiunea nominal U n [V]; - curentul nominal In [A]; - tensiunea de comand pentru alimentarea bobinei electromagnetului de acionare U c

[V];- frecvena de conectare f c [c/h]; - durata relativ de conectare DC [%]; - categoria de utilizare;- capacitatea de închidere nominal i capacitatea de rupere nominal [kA].

Alegerea i utilizarea contactoarelor electromagnetice trebuie s se fac în funcia de parametrii nominali i inând seama de natura sarcinii, condiiile de funcionare impusesarcinii comutate prin procesui tehnologic. Norme unanim acceptate pe plan mondial ( CE I 158/1) au stabilit o clasificare a contactoarelor electromagnetice în funcie de categoria deutilizare.

Contactoarele de curent alternativ se încadreaz în urmtoarele categoriii: AC I - sarcini neinductive sau slab inductive: cuptoare cu rezistent; AC2 - pornirea-oprirea motoarelor asincrone cu rotor bobinat i frânarea prin contracurent; AC3 - pornirea-oprirea motoarelor asincrone cu rotor în scurtcircuit; AC4 - pornirea-oprirea motoarelor asincrone cu rotor în scurtcircuit, mers în ocuri,

inversarea sensului de rotaie (regim greu de exploatare); AC 5 - comutarea lmpilor cu vapori de mercur; AC6 - comutarea transformatoarelor, bateriilor de condensatoare; AC7 - aplicaii de uz casnic, sarcini slab inductive; AC 8 - comanda comprsoarelor etane ale instalaiilor frigorifice.

Similar, pentru contactoarele de curent continuu sau stabilit urmtoarele categorii: DC I - sarcini neinductive sau slab inductive; DC2 - pornirea-oprirea motoarelor de c.c derivaie;

DC3 - pornirea motoarelor derivaie, mers cu ocuri, inversarea sensului de rotaie; DC4 - pomirea-oprirea motoarelor serie; DC 5 - pornirea motoarelor serie, mers prin impulsuri, schimbarea sensului de rotaie; DC6 - comutaia lmpilor cu incandescen.

V er ificarea par amet r ilor cinematici ai sist emului d e acionare

Se realizeaz schema de mai jos:



Fr alimentarea circuitului bobinei electromagnetului de acionare, cu a jutorul ublerului se msoar cursa echi pa jului mobil din poziia de repaus pân la deviera acului indicator al voltmetrului montat în paralel cu, contactele contactorului, determinând astfel valoarea cursei li bere, apoi pân la atingerea poziiei f inale pentru a determina valoarea cursei în contact. Iniial se msoar tija echi pa jului mobil pentru a se putea determina cursa de

plecare.

Ver ifi© rea domeni l i t ensi nii de ac ionare

Se alimenteaz circuitul bobinei electromagnetului de acionare cu tensiunecresctoare i se traseaz curba I= f U

.Se ver if ic funcionarea normal a electromagnetului de acionare pentru tensiuni de

alimentare ale acestuia cupr inse între 0

1,1) x U n electromagnetul de acionare trebuie smenin armatura mobil atras, eventual cu vi braii la 0 ,7 x U n , i trebuie s eli berezearmatura mobil, (dup o acionare prealabil), dac tensiunea de meninere scade intre( 0 ,7.

i .0 ,35) x U n.

Ver ificarea timpul ui de ac ionare Se realizeaz schema de monta j de mai jos:

TCT

§100V

V

mAV

§0...440V

75/600V



NORME DE TEHNICA SECURITATII MUNCII

Obligatii generale ale angajatorilor

( ) In cadrul raspunderilor sale, angajatorul ia masurile necesare pentru protectiasecuritatii si sanatatii lucratorilor, inclusiv pentru prevenirea riscurilor profesionale si

asigurarea informarii si formarii, precum si asigurarea organizarii si mijloacelor necesare. Angajatorul trebuie sa vegheze la adaptarea acestei masuri, tinand seama deschimbarea imprejurarilor, cu scopul de a imbunatati situatiile existente.(2) Angajatorul aplica masurile mentionate la alineatul ( ) primul paragraf pe bazaurmatoarelor principii generale de prevenire:(a) evitarea riscurilor;(b) evaluarea riscurilor care nu pot fi evitate;(c) combaterea riscurilor la sursa;(d) adaptarea muncii in functie d e persoana, in special in ce priveste proiectarealocurilor de munca, alegerea echipamentuluide lucru si a metodelor de productie si de lucru, in vederea, in special, a atenuarii

muncii monotone si a muncii normate si a reducerii efectelor acestora asupr asanatatii;(e) adaptarea la progresul tehnic;(f) inlocuirea aspectelor periculoase prin aspecte nepericuloase sau mai putinpericuloase;(g) dezvoltarea unei politici de prevenire cuprinzatoare si coerente, care sa includatehnologia, organizarea muncii, conditiile de munca, relatiile sociale si influentafactorilor legati de mediul de lucru;(h) acordarea prioritatii masurilor de protectie colectiva fata de cele de protectieindividuala;(i) acordarea de instructiuni corespunzatoare lucratorilor.(3) Fara a aduce atingere celorlalte dispozitii ale prezentei directive si tinand cont de

natura activitatilor din intreprindereasau unitatea in care lucreaza, angajatorul:(a) evalueaza riscurile privind securitatea si sanatatea lucratorilor, intre alt ele, laalegerea echipamentului de lucru, a substantelor chimice sau a preparatelor utilizatesi la amenajarea locurilor de munca.Ulterior acestei evaluari si in functie de necesitati, masurile de prevenire si metodelede productie si de lucru aplicate de catreangajator trebuie:² sa asigure o imbunatatire a nivelului de protectie a securitatii si sanatatiilucratorilor;² sa fie integrate in toate activitatile intreprinderii si/sau unitatii respective si la toatenivelurile ierarhice;(b) ia in consideratie capacitatea lucratorilor in ceea ce priveste sanatatea sisecuritatea lor ori de cate ori le incredinteaza osarcina;(c) se asigura ca planificarea si introducerea de noi tehnologii fac obiectul consultariilucratorilor sau a reprezentantilor lor inceea ce priveste consecintele alegerii echipamentului, conditiilor de lucru si mediuluide lucru asupra securitatii si sanatatiilucratorilor;(d) sa ia masurile corespunzatoare pentru ca numai salariatii care au primit



instructiuni adecvate sa poata avea acces in zonelede risc grav si specific.(4) Fara a aduce atingere celorlalte dispozitii ale prezentei directive, in cazul in care,la acelasi loc de munca, sunt prezentilucratori ai mai multor intreprinderi, angajatorii coopereaza pentru apl icareaprevederilor privind securitatea, sanatatea si igiena

profesionala si, luand in consideratie natura activitatilor, isi coordoneaza actiunile deprotectie si prevenire a riscurilor profesionale, se informeaza reciproc si ii informeaza si pe lucrato rii lor sau pereprezentantii acestora in privinta riscurilor profesionale.(5) Masurile privind securitatea, igiena si sanatatea la locul de munca nu trebuie sapresupuna, in nici o situatie, obligatii financiare din partea lucratorilor.

OBLIGATIILE LUCRATORILOR

( ) Fiecarui lucrator ii revine obligatia de a avea grija, in masura posibilului, desanatatea si securitatea sa si a altor persoane care pot fi afectate de actele sauomisiunile sale la locul de munca, in conformitate cu formarea si instructiu nile date deangajatorul sau.

(2) In acest scop, lucratorii, in conformitate cu formarea lor si instructiunile primite dela angajator, trebuie, in special:(a) sa utilizeze corect masinile, aparatele, uneltele, substantele periculoase,echipamentele de transport si alte mijloace deproductie;(b) sa utilizeze corect echipamentul individual de protectie pus la dispozitie si, dupautilizare, sa il inapoieze la locul sau;(c) sa evite deconectarea, schimbarea sau mutarea arbitrara a dispozitivelor desecuritate a masinilor, aparaturii, uneltelor,instalatiilor tehnice si cladirilor si sa utilizeze corect aceste dispozitive de protectie;(d) sa comunice imediat angajatorului si altor lucratori cu raspunderi specifice privindsecuritatea si sanatatea lucratorilor orice situatie de munca pe care au motive intemeiate sa o considere un pericol gravpentru securitate si sanatate, precumsi orice defectiuni ale sistemelor de protectie;(e) in conformitate cu practica interna, sa coopereze cu angajatorul si l ucratorii curaspunderi specifice privind securitateasi sanatatea, atat timp cat este necesar, pentru a face posibila realizarea oricaror sarcini sau cerinte impuse de autoritatea competenta pentru protectia sanatatii sisecuritatii lucratorilor;(f) in conformitate cu practica interna, sa coopereze cu angajatorul si lucratorii curaspunderi specifice privind securitatea si sanatatea lucratorilor, atat timp cat estenecesar, pentru a da posibilitatea angajatorului sa se asigure ca mediul de

lucru si conditiile de munca sunt corespunzatoare si nu prezinta riscuri pentrusanatate si securitate in cadrul domeniuluisau de activitate.



BIBLIOGRAFIE

1.Masini,aparate actionari Nastase Bichir,Dan Nihocsi automatizari clasa XI-XII Editura didactica si pedagogica

Bucuresti 1994Doina, Dick, Nicoleta,Fediuc

2.Mecatronica Bucuresti 2004Delta Publishing House

3.Notiuni generale de tehnica Bucuresti 2001

securitatii muncii



CUPRINS

1 Constructia si functionarea releelor de protective

1.1 Definirea releelor de protecie. Funcii. Cerine.

1.2 Relee electromagnetice

1.3 RELEE ELECTROMAGNETICE DE TIMP

1.4 RELEE ELECTROMAGNETICE INTERMEDIARE

1.5 RELEE ELECTROMAGNETICE DE SEMNALIZARE

2. Relee magnetoelectrice

2.1 Relee de inductie

2.2 Releu de inductie directional de putere

3 Contactoare electromagnetice

PROIECT ILIE GABRIEL

Documents

Transcript of PROIECT ILIE GABRIEL