Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Теоретические положения

В системах автоматики и телемеханики электромагнитные реле получили широкое распространение, что объясняется основным достоинством реле, — возможностью управления мощными исполнительными устройствами при небольшой мощности, затрачиваемой в управляющей цепи.

Реле представляет собой устройство, которое преобразует плавное изменение входной величины в скачкообразное изменение выходной величины. На рис. 1 показана статическая характеристика реле у=f(х). Как видно из характеристики, изменения выходного параметра у при увеличении и уменьшении х не совпадают. Поэтому говорят, что характеристика реле обладает гистерезисом. Свойства реле характеризуются следующими основными параметрами:

1) мощностью срабатывания Р_ср (вт) — минимальной электрической мощностью, подведенной к реле от управляющей цепи, пи которой реле надежно срабатывает, т. е. замыкает управляемую цепь;

2) мощностью управления Р_упр (вт) — максимальной величиной электрической мощности в управляемой цепи, при которой контакты реле работают еще надежно;

3) допустимой разрываемой мощностью Р_р (Вт) - мощностью, разрываемой контактами при определенном токе или напряжении без образования устойчивой электрической дуги;

4) коэффициентом управления — величиной отношения управляемой мощности к мощности срабатывания реле k_упр = Р_упр/Р_ср>=1. (1)

Коэффициент управления k_упр = 10²–10⁹

5.) временем срабатывания t_ср (сек) — интервалом времени от момента поступления сигнала из управляющей цепи до момента начала воздействия реле на управляемую цепь.

Наиболее распространенной группой реле являются электромеханические, в которых изменение входной электрической величины вызывают механическое перемещение подвижной части реле, называемой якорем, приводящее к замыканию или размыканию контактов реле.

Электромагнитные реле являются разновидностью электромеханических и делятся на реле постоянного и переменного. Реле постоянного тока в свою очередь делятся на нейтральные и поляризованные. Нейтральные реле одинаково реагируют на постоянный ток обоих направлений, протекающий по его обмотке, а поляризованные реле реагируют на полярность управляющего сигнала. Электромагнитное нейтральное реле состоит из трех основных частей: контактной системы, магнитопровода (ярмо, сердечник, якорь) и катушки. Магнитопровод выполняется из мягкой стали. При подаче тока в катушку (обмотку) создается магнитный поток, который, проходя через сердечник, ярмо, якорь и воздушный зазор, создает магнитное усилие, притягивающее якорь к сердечнику, при этом происходит замыкание или размыкание контактов. При отключении тока якорь под действием пружин возвращается в первоначальное положение. В некоторых конструкциях реле якорь при отключении тока под действием собственного веса возвращается в исходное положение.

Чаще всего встречаются реле с поворотным якорем (когда якорь перемещается на некоторый угол) и реле с втяжным якорем (когда якорь перемещается внутри катушки). На рис. 2 показаны схемы электромагнитных реле с поворотным или угловым перемещением якоря (а) и с втяжным якорем (б), где 1 — контактные пружины; 2 — контакты; 5 якорь; 4 — штифт отлипания, служащий для облегчения отрыва якоря от сердечника при выключении управляющего сигнала; 5 — каркас с обмоткой, 6 - сердечник; 7—ярмо; 5н—длина начального воздушного зазора; 5о—длина штифта отлипания.

Обычно сердечник снабжается полюсным наконечником для уменьшения магнитного сопротивления рабочего воздушного зазора. В автоконтроле и телемеханике применяются многоконтактные реле малой мощности, которые подразделяются на две группы:

1) малогабаритные реле, которые занимают промежуточное положение между сильноточными и слаботочными (контакты рассчитаны на ток 5а и больше). К этой группе реле можно отнести реле МКУ-48 (многоконтактное универсальное постоянного и переменного тока), КДР (кодовое диспетчерское реле) и др.:

2) слаботочные реле с небольшой мощностью входа и малым током выхода (контакты рассчитаны на ток менее 5а). К ним относятся телефонные реле РКН (с круглым сердечником, нормальное), РПН (с плоским сердечником, нормальное).

На рис. 3 приведены конструктивная схема (а) и общий вид (б) реле РКН. На конструктивной схеме приняты следующие обозначения: 1 — круглый сердечник; 2 — катушка; 3 — Г- образное ярмо; 4 — фланец; 5 — якорь, который опирается на ножевую призматическую грань магнитопровода (ярмо), прижимается к грани с помощью винта 7 и удерживается пружиной 8; 6 — латунный штифт отлипания; 9 — контактная группа; 10 — упорная пластмассовая колодка; 11 и 12 — верхняя и нижняя планки; 13 — гайка; 14 — лепесток.

Такая конструкция дает возможность снизить магнитное сопротивление нерабочего зазора. Для большей надежности контактные пружины разрезаны на переднем конце, вдоль продольной оси. Контактные пружины выполнены из нейзильбера и образуют две группы. Контакты могут быть двойные серебряные, полусферической формы. Положение пружин фиксируется выступами опорной пластмассовой колодки, находящейся между левой и правой контактными группами. Число пружин в каждой группе не больше девяти. На контактах можно коммутировать мощность порядка 10 —15 Вт. Катушки 2 могут быть одно-, двух- и трехобмоточными с большим числом витков и различными сопротивлениями. Для замедления действия реле РКН на сердечник надевают медную втулку. Если втулку располагают ближе к якорю, то получают замедление на срабатывание, если же втулку располагают на заднем конце сердечника, то получают замедление на отпускание.

Рассмотрим более детально важнейшие параметры реле:

I) параметр срабатывания Х_ср (см. рис. 1) - минимальное значение входной величины, при котором происходит возрастающий скачок в управляемой (входной) цепи, т. е. срабатывание реле. В процессе срабатывания различают параметр трогания I_тр — ток, при котором начинается движение якоря, и параметр полного срабатывания I_{с р} — ток, при котором якорь полностью заканчивает свое движение;

2) рабочий параметр Ур (см. рис. 1) - установившееся значение входной величины, причем Хр всегда превышает параметр срабатывания. В связи с чем вводится понятие о коэффициенте запаса при срабатывании:

k _з.с-Xp/Хср. (2)

Для электрических контактных реле коэффициент запаса представляет собой отношение установившегося значения тока Iуст к току срабатывания Iср:

k _з.с =Iуст/Iср. (3)

В зависимости от условий работы этот коэффициент может принимать различные значения от 1,5 до 2. Объясняется это тем, что после срабатывания реле ток в обмотке продолжает увеличиваться до тех пор, пока не достигнет установившегося значения. Это необходимо для того, чтобы обеспечить надежное притяжение якоря к сердечнику, исключающее вибрацию якоря при сотрясениях, реле. Следует отметить, что величина установившегося значения тока не должна превышать значения, допустимого для обмотки реле по условиям ее нагрева;

3) параметр отпускания Хот — максимальная величина входного сигнала, при котором происходит обратный скачок сигнала в управляемой цепи до его первоначального значения.

Для контактных реле также различают параметр трогания, при котором начинается движение якоря, и параметр полного отпускания, при котором заканчивается этот процесс. В связи с этим вводится понятие о коэффициенте запаса при отпускании:

k_з.от = Хр/Хот > 1; (4)

4) коэффициент возврата 14 - отношение параметра возврата к параметру срабатывания, характеризует относительную ширину релейной петли и всегда меньше единицы:

Кв= Хв / Хср < 1. (5)

Для контактных электрических реле кб представляет собой отношение тока отпускания Iот к току срабатывания

Iср: Кв= Iв/Iср < 1 (6)

Коэффициент возврата кб = 0,4-0,9;

5) время полного срабатывания t_ср — интервал от момента подачи управляющего сигнала, вызывающего скачок, до момента возникновения последнего. Для контактных реле это время отсчитывается от момента подачи напряжения на катушку реле до момента надежного замыкания контактов. В соответствии с этим различают время трогания при срабатывании (t_тр) т. е. промежуток, соответствующий началу движения якоря и время (t_дв), отвечающее окончанию этого движения. Таким образом,

t_ср= t_тр1 + t_дв1; (7)

6) время отпускания t от — время от момента прекращения управляющего сигнала, вызывающий обратный скачок выходной величины, до момента возникновения последнего. Соответственно у контактных реле это время начинается от момента прекращения подачи сигнала до момента, когда ток в обмотке уменьшился до величины Iот (прекращение воздействия реле на управляемую цепь). В связи с чем различают время трогания при отпускании I_тр2 и время движения t_дв2, т. е.

t_от = t_тр2 + tдв2. (8)

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒