Применяется там, где нежелательна или невозможна установка RC-цепи параллельно контактам реле. Для расчета предлагаются следующие ориентировочные значения элементов:
• С = 0,5 ... 1 мкф на 1 А тока нагрузки;
• R = 0,5 ... 1 Ом на 1 В напряжения на нагрузке или
• R = 50...100% от сопротивления нагрузки.
После расчета номиналов R и С необходимо проверить возникающую при этом дополнительную нагрузку контактов реле при переходном процессе (заряде конденсатора), как это было описано выше.
Приведенные значения R и С не являются оптимальными. Если требуется максимально полная защита контактов и реализация максимального ресурса реле, то необходимо провести эксперимент и опытным путем подобрать резистор и конденсатор, наблюдая переходные процессы с помощью осциллографа.
Достоинства RC-цепи параллельно нагрузке:
хорошее подавление дуги, нет токов утечки в нагрузку через разомкнутые контакты реле.
Недостатки:
при токе нагрузки более 10 А большие значения емкости приводят к необходимости установки относительно дорогих и больших по габаритам конденсаторов, для оптимизации схемы желательна экспериментальная проверка и подбор элементов.
На фотографиях показаны осциллограммы напряжения на индуктивной нагрузке в момент размыкания питания без шунтирования (рис. 33) и с установленной RC-цепью (рис. 34). Обе осциллограммы имеют вертикальный масштаб 100 вольт/деление.
Специального комментария здесь не требуется, эффект от установки искрогасящей цепи виден сразу. Бросается в глаза процесс генерации высокочастотной высоковольтной помехи в момент размыкания контактов, к этому явлению мы еще вернемся при анализе ЭМС реле.
Фотографии взяты из университетского отчета по оптимизации RC-цепей, установленных параллельно контактам реле. Автор отчета провел сложный математический анализ поведения индуктивной
нагрузки с шунтом в виде RC-цепи, но в итоге рекомендации по расчету элементов были сведены к двум формулам:
Рисунок 33
Отключение индуктивной нагрузки вызывает очень сложный переходный процесс
Рисунок 34
Правильно подобранная защитная RC-цепочка полностью устраняет переходный процесс
с = I2/10
где С - емкость RC-цепи, мкф, I - рабочий ток нагрузки. А;
R = Ео/(10*I*(1 + 50/Ео))
где Ео - напряжение на нагрузке. В, I - рабочий ток нагрузки. А, R - сопротивление RC-цепи, Ом.
Проверим расчет: рассчитать RC-цепь для индуктивной нагрузки с рабочим током I = 1 А и напряжением источника питания Ео = 220 VAC.
Ответ: С = 0,1 мкф, R = 20 Ом. Эти параметры отлично согласуются с номограммой, приведенной ранее.
В заключение познакомимся с таблицей из этого же отчета, где приведены практически измеренные напряжение и время задержки для различных ис-крогасящих цепей. В качестве индуктивной нагрузки служило электромагнитное реле с напряжением катушки 28 VDC/1 W, искрогасящая цепь устанавливалась параллельно катушке реле.
|
ШУНТ ПАРАЛЛЕЛЬНО КАТУШКЕ РЕЛЕ
|
ПИКОВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ВЫБРОСА НА КАТУШКЕ РЕЛЕ (% ОТ РАБОЧЕГО НАПРЯЖЕНИЯ)
|
ВРЕМЯ ВЫКЛЮЧЕНИЯ РЕЛЕ, МС (% ОТ ПАСПОРТНОГО ЗНАЧЕНИЯ)
|
|
Без шунтирования
|
950 (3400 %)
|
1,5 (100 %)
|
|
Конденсатор 0.22 мкф
|
120 (428 %)
|
1,55 (103 %)
|
|
Стабилитрон, рабочее напряжение 60 вольт
|
190 (678 %)
|
1.7 (113 %)
|
|
Диод + последовательный резистор 470 Ом
|
80 (286 %)
|
5.4 (360 %)
|
|
Варистор, напряжение ограничения 60 вольт
|
64 (229 %)
|
2.7 (180 %)
|
