Работа электромеханических аппаратов, включенных на выпрямленное напряжение

Так как выпрямительные блоки питания используются только в распределительных сетях, то при анализе поведения электромеханических реле и аппаратов нет необходимости учитывать переходные процессы в сети, измерительных трансформаторах и самих реле и аппаратах, так как время действия защиты обычно больше, чем время затухания переходных процессов. Не имеют серьезного значения кратковременные повышения напряжения на время 20—40мс. Поэтому ограничимся только анализом установившегося режима.
Поведение электромеханических аппаратов определяется формой кривой проходящего по ним тока, поскольку усилие якоря зависит от МДС обмотки электромагнита. Определим форму кривой тока электромагнита, включенного на выпрямленное напряжение, характерное для блоков питания.
Наибольшая переменная составляющая напряжения имеет место при использовании однофазных блоков. На выходе нестабилизированного однофазного БПН напряжение холостого хода имеет форму полуволн синусоиды. Если обмотки ПТН блока обладают малой индуктивностью рассеяния, а активное сопротивление значительно меньше, чем сопротивление нагрузки, то с достаточной степенью точности можно считать, что форма кривой
Кривые вынужденного тока ioo=/moosin(co^—Щ свободного тока iCB и результирующего тока i показаны на рис. 40, а. Независимо от т средний ток определяется средним выпрямленным напряжением и составляет Icv=2Umlnr. Переменная составляющая тока существенно зависит от т. Зависимость формы тока в реле от т показана на рис. 40, б. Хорошо видно, что уже при т—2-10—3 с, что соответствует добротности катушки реле около 1 на частоте 50 Гц, минимальное значение тока составляет примерно 0,75 от его среднего значения. Поскольку напряжение срабатывания вспомогательных электромеханических реле постоянного тока составляет не менее 0,65 UB0м, а их коэффициент возврата не превышает 0,2—0,5, то при питании выпрямленным синусоидальным напряжением они будут срабатывать практически так же надежно, как и при питании от источника постоянного тока.
При питании нагрузки от феррорезонансного БПТ переменная составляющая тока уменьшается. Это показано на рис. 40, в, где форма кривой на феррорезонансном контуре принята упрощенной (uC1=0, см. гл. 1). Действительные условия несколько легче.
Таким образом, даже в наихудших условиях с точки зрения формы кривой выпрямленного напряжения не-стабилизированных БПН и феррорезонансных БПТ включение подавляющего большинства электромагнитных аппаратов не требует сглаживания выходного напряжения. Однако малоинерционные реле с магнитоуправляемыми контактами (герконовые реле), а также поляризованные реле, включаемые с добавочными резисторами, имеющими большое сопротивление, могут вибрировать при рассмотренной форме кривой напряжения. Поэтому в схемах с поляризованными и герконовыми реле может понадобиться сглаживание выходного напряжения.
Для сравнения рассмотрим поведение электромагнитных аппаратов, включаемых на выпрямленное напряжение БПТ с НТТ и ограничивающими нелинейными резисторами. Форма выходного напряжения таких БПТ показана на рис. 40, г.
В соответствии с можно оценить влияние скважности напряжения на форму установившегося тока в электромагните.
В течение времени импульса и паузы токи в электромагните в установившемся режиме изменяются по экспонентам:
причем T=ti-\-t2l а V отсчитывается от начала импульса или паузы соответственно. На рис. 40, д показаны кривые токов при ti=t2=0,ST. Можно убедиться, что даже при т=10 мс амплитуда пульсаций тока составляет примерно 25 % среднего тока.
Таким образом, при использовании не феррорезонансных БПТ, а также однофазных тиристорных БПН сглаживание может потребоваться для обеспечения четкого действия даже электромеханических реле с относительно большой инерцией.