Объект: URelay

Библиотека: Electronics

Имя на уровне решателя: URelay

Аннотация: Реле замыкания по напряжению

Обозначение:

Описание модели

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	Port1	base.DOF1	Электрический порт 1 положительного вывода замыкающей цепи
2	Port2	base.DOF1	Электрический порт 2 отрицательного вывода замыкающей цепи
3	Port3	base.DOF1	Электрический порт 1 замыкаемой цепи
4	Port4	base.DOF1	Электрический порт 2 замыкаемой цепи

Пользовательские параметры модели

№	Параметр	Тип	Описание	Значение по умолч.
1	Goff	base.real	Проводимость разомкнутого ключа, 1/Ом	1e-6
2	Ron	base.real	Сопротивление замкнутого ключа, Ом	1e-6
3	S0	string	Начальное состояние [on, off]	off
4	Umax	base.real	Напряжение включения, В	1
5	dt	base.real	Время переключения, с	1e-3

---

Результаты тестирования

www.laduga.com

Глава 1. Заданные параметры теста

Название тестируемого компонента	URelay
Модуль тестируемого компонента	Electronics
Дата тестирования	Tue Mar 3 19:33:55 2026
Результат	OK

Глава 2. Схема тестируемого объекта

Управляемое реле URelay. Проверка порогового срабатывания.

Описание устройства

URelay — это управляемое реле с пороговым срабатыванием по напряжению (в отличие от IRelay, где порог задается током). Данный тип реле коммутирует силовую цепь при достижении заданного уровня напряжения в цепи управления.

Применяется в схемах: * Релейной защиты и автоматики * Контроля уровня напряжения * Системах аварийного отключения * Устройствах пуска и остановки оборудования

Структура схемы

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

Цепь управления:

• Управляемый источник напряжения (EVV1) — формирует напряжение в цепи управления, пропорциональное входному сигналу.

• Амперметр As — измеряет ток, потребляемый цепью управления реле.

• Источник трапециевидного сигнала (TrapeziumSource1) — формирует управляющее воздействие заданной формы (линейное нарастание и спад).

• Датчик напряжения S1 — контролирует входной сигнал.

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

Силовая часть:

• Источник ЭДС E1 = 10 В — питание силовой цепи (нагрузки).

• Сопротивление R1 = 10 Ом — нагрузка, коммутируемая контактами реле.

• URelay — реле с управлением по напряжению, нормально открытый (НО) контакт.

Принцип работы

Реле URelay работает по следующему алгоритму:

1. Трапециевидный сигнал от TrapeziumSource1 поступает на датчик S1 и управляет источником напряжения EVV1.

2. Напряжение в цепи управления начинает нарастать.

3. Пока напряжение управления ниже порога срабатывания (< 1 В): * Контакты реле разомкнуты * Ток в силовой цепи отсутствует (I_А1 = 0 А)

4. Когда напряжение управления достигает порога срабатывания (≥ 1 В): * Нормально открытый контакт замыкается * В силовой цепи начинает протекать ток

5. Когда напряжение управления снижается ниже порога отпускания (< 1 В): * Контакт размыкается * Ток в нагрузке прекращается

В данной модели пороги срабатывания и отпускания совпадают и равны 1 В (реле без гистерезиса).

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:

Ток в цепи управления (показания амперметра As) определяется входным напряжением и внутренним сопротивлением катушки реле:

\[I_{упр} = \frac{U_{упр}}{R_{кат}}\]

где \(R_{кат}\) — сопротивление катушки реле (не указано в исходных данных).

Токи утечки:

Амперметр Agr должен показывать пренебрежимо малые значения (\(I_{ут} \approx 0\ \text{А}\)), что свидетельствует о качественной гальванической развязке между цепью управления и силовой частью.

Пороговые условия

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

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

Ожидаемая осциллограмма

На временной диаграмме должны наблюдаться:

1. Управляющий сигнал S1:

   • Трапециевидная форма

   • Линейное нарастание от 0 до максимального значения

   • Линейный спад обратно до 0

2. Ток в цепи управления As:

   • Пропорционален напряжению S1

   • Повторяет форму трапеции (при активной нагрузке катушки)

3. Ток в силовой цепи А1:

   • 0 А при U_упр < 1 В

   • Скачкообразное возрастание до 1 А при достижении порога 1 В

   • Сохранение значения 1 А на всем интервале, где U_упр ≥ 1 В

   • Скачкообразное падение до 0 А при снижении U_упр ниже 1 В

4. Ток утечки Agr:

   • Практически нулевое значение на всем протяжении

   • Возможны кратковременные всплески в моменты коммутации

Исходные данные

Параметры элементов схемы:

Параметр	Значение	Примечание
R1	10 Ом	Сопротивление нагрузки
E1	10 В	Напряжение силовой цепи
U_сраб	1 В	Напряжение срабатывания
U_отп	1 В	Напряжение отпускания

Примечание: Равенство напряжений срабатывания и отпускания означает отсутствие гистерезиса — реле замыкается и размыкается при одном и том же пороговом значении.

Анализ временных параметров

Хотя в исходных данных не указаны временные параметры трапециевидного сигнала, можно выделить характерные интервалы:

1. Интервал t₀–t₁: U_упр < 1 В — контакты разомкнуты

2. Момент t₁: U_упр = 1 В — первое срабатывание, контакты замыкаются

3. Интервал t₁–t₂: U_упр ≥ 1 В — контакты замкнуты, ток в нагрузке

4. Момент t₂: U_упр = 1 В (на спаде) — контакты размыкаются

5. Интервал t₂–t₃: U_упр < 1 В — контакты разомкнуты

Отличие от других типов реле

Сравнение с аналогичными управляемыми реле:

Тип реле	Управляющий параметр	Порог	Тип контакта
URelay	Напряжение	1 В	НО
IRelay	Ток	1 А	НО
INRelay	Ток	1 А	НЗ

Верификация работы

Для проверки правильности функционирования схемы можно:

1. Измерить напряжение на датчике S1 в момент срабатывания — должно быть ровно 1 В

2. Проверить ток А1 при замкнутых контактах — должен быть 1 А (по закону Ома)

3. Убедиться в отсутствии токов утечки (Agr ≈ 0)

4. Проверить гистерезис — при U_сраб = U_отп реле должно срабатывать и отпускать при одном и том же напряжении

Схема теста

Рисунок 1 — Схема тестирования управляемого реле URelay (пороговое срабатывание по напряжению)

Глава 3. Графики результатов теста

Рисунок 2 - Electronics_object_URelay_test.Current

Рисунок 3 - Electronics_object_URelay_test.RUN

Рисунок 4 - Electronics_object_URelay_test.Check

Рисунок 5 - Electronics_object_URelay_test.Voltage