Объект: INRelay

Библиотека: Electronics

Имя на уровне решателя: INRelay

Аннотация: Реле по току нормально замкнутое

Обозначение:

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	Port1	ELECTRIC	Электрический порт 1 положительного вывода замыкающей цепи
2	Port2	ELECTRIC	Электрический порт 2 отрицательного вывода замыкающей цепи
3	Port3	ELECTRIC	Электрический порт 1 замыкаемой цепи
4	Port4	ELECTRIC	Электрический порт 2 замыкаемой цепи

Пользовательские параметры модели:

№	Параметр	Тип	Описание	Единица	Значение по умолч.
1	Goff	real	Проводимость разомкнутого ключа, 1/Ом	Sm	1e-6
2	Imax	real	Ток включения, А	A	1
3	Ron	real	Сопротивление замкнутого ключа, Ом	ohm	1e-6
4	S0	string	Начальное состояние [on, off]		off
5	dt	real	Время переключения, с	s	1e-3

Расчетные и измеряемые величины:

№	Параметр	Описание	Единица
1	V_Voltage1	Электрический потенциал на порте ;	V
2	S_ElectricCurrent1	Электрический ток на порте ;	A
3	V_Voltage2	Электрический потенциал на порте ;	V
4	S_ElectricCurrent2	Электрический ток на порте ;	A
5	V_Voltage3	Электрический потенциал на порте ;	V
6	S_ElectricCurrent3	Электрический ток на порте ;	A
7	V_Voltage4	Электрический потенциал на порте ;	V
8	S_ElectricCurrent4	Электрический ток на порте ;	A

Пример использования компонента

Управляемое реле (INRelay). Проверка размыкания контактов.

Описание устройства

INRelay — это управляемое токовое реле с нормально замкнутыми (НЗ) контактами. В отличие от реле IRelay, которое замыкает цепь при достижении порога, INRelay, наоборот, размыкает силовую цепь при превышении заданного порогового значения тока в цепи управления.

Данный тип реле широко применяется в схемах аварийной защиты, максимальной токовой защиты и устройствах контроля перегрузок.

Структура схемы

Схема состоит из двух гальванически развязанных цепей: управления и силовой части.

Цепь управления:

• Управляемый источник тока (IVV1) — формирует ток в цепи управления с коэффициентом преобразования K = 1.2 (связь между входным напряжением и выходным током).

• Амперметр As — измеряет ток, протекающий через управляющую обмотку реле.

• Источник трапециевидного сигнала (TrapeziumSource1) — формирует управляющее воздействие заданной формы.

• Датчик напряжения S1 — контролирует входной сигнал.

• Амперметр Agr — контролирует токи утечки на землю (паразитные связи).

Силовая часть:

• Источник ЭДС E1 — питание силовой цепи (нагрузки).

• Сопротивление R1 — нагрузка, коммутируемая контактами реле.

• INRelay — токовое реле с нормально замкнутым (НЗ) контактом.

Принцип работы

Реле INRelay работает по следующему алгоритму:

1. Трапециевидный сигнал от TrapeziumSource1 поступает на датчик S1 и управляет источником тока IVV1.

2. Источник IVV1 преобразует входное напряжение в ток цепи управления с коэффициентом K = 1.2 (ток управления = входное напряжение × 1.2).

3. Ток в цепи управления начинает нарастать — это фиксирует амперметр As.

4. В исходном состоянии (при токе управления < 1 А) нормально замкнутый контакт замкнут, ток в нагрузке протекает.

5. Когда ток управления достигает порогового значения 1 А, нормально замкнутый контакт размыкается.

6. В силовой цепи ток прекращается — датчик А1 фиксирует 0 А.

7. Когда ток в цепи управления снижается ниже 1 А, выключатель вновь замыкается, ток в нагрузке восстанавливается.

Расчет ожидаемых значений

Силовая цепь (при замкнутых контактах):

\[I_{сила} = \frac{E1}{R1} = \frac{10\ \text{В}}{10\ \text{Ом}} = 1\ \text{А}\]

Цепь управления (связь вход-выход):

\[I_{упр} = K \times U_{вх} = 1.2 \times U_{вх}\]

где \(U_{вх}\) — напряжение на выходе TrapeziumSource1 (датчик S1).

Пороговые условия (инверсная логика):

• При \(I_{упр} < 1\ \text{А}\) — контакты замкнуты, \(I_{сила} = 1\ \text{А}\)

• При \(I_{упр} \geq 1\ \text{А}\) — контакты разомкнуты, \(I_{сила} = 0\ \text{А}\)

Ожидаемая осциллограмма

На временной диаграмме должны наблюдаться:

• Трапециевидный сигнал управления (S1) с линейными участками нарастания и спада.

• Ток управления (As), пропорциональный входному сигналу с коэффициентом K = 1.2.

• Инверсный характер силового тока (А1) относительно тока управления: * 1 А при токе управления < 1 А (контакты замкнуты). * Сброс до 0 А в момент достижения порога 1 А. * Сохранение 0 А пока ток управления ≥ 1 А (контакты разомкнуты). * Скачок обратно до 1 А при снижении тока управления ниже 1 А.

• Отсутствие токов утечки (Agr ≈ 0 А), подтверждающее качественную гальваническую развязку.

Сравнение с реле IRelay

Характеристика	IRelay	INRelay
Тип контакта	Нормально открытый (НО)	Нормально замкнутый (НЗ)
Поведение при I < порога	Разомкнут (0 А)	Замкнут (1 А)
Поведение при I ≥ порога	Замкнут (1 А)	Разомкнут (0 А)
Функция	Включение нагрузки	Аварийное отключение

Начальные данные

Параметры элементов схемы:

• R1 (сопротивление нагрузки) = 10 Ом

• E1 (напряжение силовой цепи) = 10 В

• IVV1 (K) (коэффициент передачи источника тока) = 1.2

• Порог срабатывания (ток управления) = 1 А

• end (время интегрирования) = 5

Схема теста

Рисунок 1 — Схема тестирования токового реле INRelay (размыкание при достижении порога)

График результата теста

Рисунок 2 - Electronics_INRelay.Check