Электромагнитные реле времени постоянного тока

Реле времени - устройство, предназначенное для получения заданной выдержки времени при включении или выключении электрических цепей.

В реле времени можно выделить несколько блоков:

­ блок, обеспечивающий реагирование реле при поступлении управляющего сигнала;

­ замедляющий блок, обеспечивающий заданную выдержку времени с момента подачи управляющего сигнала на воспринимающий блок;

­ исполнительный блок, осуществляющий скачкообразное изменение параметров управляемой электрической схемы.

Основной особенностью реле времени постоянного тока является наличие на магнитопроводе реле напряжения массивной медной или алюминиевой гильзы, которая и обеспечивает выдержку времени реле при отключении его катушки. Выдержка времени обеспечивается за счёт замедления возврата якоря в исходное положение (рис. 2, 3).

Рис. 2. Электромагнит замедленного действия

а) б)   Рис. 3. Изменение тока в обмотке электромагнита при его отключении: а) в питающей обмотке; б) в короткозамкнутой обмотке

При отключении электромагнита можно считать, что ток i ₁ в питающей обмотке практически мгновенно спадает до нуля из-за быстрого нарастания сопротивления промежутка в отключающем аппарате. Поскольку магнитный поток в системе мгновенно измениться не может, в короткозамкнутой обмотке возникает ток i ₂. Спадание магнитного потока определяется процессом затухания тока i ₂. Замедленное спадание магнитного потока создаёт выдержку при отпускании, которая может достигать 10 с.

Применение стали с низким значением коэрцитивной силы H_c позволяет увеличить выдержку времени.

Возможны случаи, когда остаточный магнитный поток создаёт силу притяжения большую, чем сила, развиваемая возвратной пружиной. Происходит так называемое «залипание якоря», когда якорь остаётся в притянутом положении после отключения питающей обмотки. Для устранения залипания на торце сердечника или якоря устанавливается тонкая немагнитная прокладка. Наличие этой прокладки обеспечивает фиксированный, достаточно малый конечный зазор, что приводит к снижению остаточного магнитного потока и устранению залипания.

Регулирование выдержки времени можно осуществить двумя способами:

­ плавное с помощью возвратной пружины, изменяя её усилие;

­ грубое регулирование осуществляется изменением толщины немагнитной прокладки.

С увеличением силы пружины электромагнитное усилие, при котором происходит отрыв якоря, увеличивается и возрастает поток отпускания Ф_отп. При этом время отпускания уменьшается. Чем меньше сила пружины, тем больше выдержка времени. Следует отметить, что при Ф_отп, близком к Ф_ост, якорь реле вообще может не отпадать от сердечника.

С уменьшением толщины немагнитной прокладки растёт индуктивность катушки и уменьшается скорость спадания магнитного потока. В результате при неизменном усилии пружины выдержка времени увеличивается (рис. 4, а, б).

а) б)

Рис. 4. Регулирование времени отпускания в электромагните постоянного тока:

а) при изменении величины натяжения противодействующей пружины; б) при регу- лировании толщины немагнитной прокладки

Следует иметь в виду, что короткозамкнутый виток в реле напряжения постоянного тока создаёт замедление как при притяжении, так и при отпускании якоря, хотя при включении реле увеличивается время трогания незначительно и не превышает долей секунды.

Реле времени с электромагнитным замедлением исполняют только на постоянном токе, их коэффициент возврата низок и составляет 0,1 – 0,3.

Выдержка времени может быть получена у электромагнитных реле и без установки демпферной гильзы, путём закорачивания катушки после отключения её от сети. В этом случае замкнутый контур играет роль электромагнитного демпфера. Однако выдержка времени в этом случае получается больше, чем у реле с гильзой.

Основным недостатком электромагнитов с короткозамкнутой обмоткой является зависимость выдержки времени от температуры окружающей среды. В среднем можно считать, что изменение температуры на каждые 10 ⁰С ведёт к изменению выдержки времени на 4%.

Электромагнитное замедление применяют только в реле постоянного тока. Поэтому, если это реле используют в цепи переменного тока, то для питания катушки реле необходим выпрямитель.

Промышленностью выпускают несколько типов электромагнитных реле времени. Реле типа РЭВ 811 – РЭВ 818 обеспечивают выдержку времени от 0,25 до 5,5 с и изготавливаются с катушками на напряжение постоянного тока 12, 24, 48, 110, 220 В. Точность срабатывания реле – 10% при холодной катушке. Указанная точность срабатывания может быть получена при условии, что напряжение, приложенное к катушке, будет не менее 60% номинального (при холодной катушке). При увеличении температуры реле время выдержки уменьшается, при уменьшении – возрастает. Потребляемая мощность втягивающей катушки не более 20 Вт.