Как работает поляризованное реле: Управление бистабильным поляризованным реле с двумя обмотками постоянным (логическим) уровнем

Содержание

Управление бистабильным поляризованным реле с двумя обмотками постоянным (логическим) уровнем

  Как следует из названия, эти реле имеют два стабильных положения якоря. Это означает, что для перевода реле в другое стабильное состояние, на соответствующую обмотку необходимо подать короткий переключающий импульс. В промежутке между переключающими импульсами реле обесточено и энергии не потребляет.
Это относится к реле с двумя обмотками, существуют поляризованные реле с одной обмоткой. У них для перевода реле в другое стабильное состояние требуется кратковременно подать импульс противоположной полярности. Это требует усложнения схемы (применение Н-моста), и в данной статье не рассматривается.

  Общим для всех бистабильных поляризованных реле является то, что это реле импульсные. Т.е. управлять ими нужно короткими импульсами. Подача постоянного напряжения на обмотку импульсного реле в течении достаточно долгого времени способна вывести его из строя. Обычно это зафиксировано в паспорте реле. Импульсное же управление зачастую приводит к неоправданому переусложнению схемы устройства.
Ниже приведен схемотехнический прием для управления импульсным реле постоянным уровнем.

Можно заметить, что элементы DD1 включены по схеме «исключающее ИЛИ-НЕ» с выводами от промежуточных элементов и интегрирующей цепью R1C1 на входе обратной связи. Элемент DD1.4 в работе схемы не участвует и служит только о сигнализации о нештатных (аварийных) ситуациях.
Не буду здесь приводить таблицу истинности элемента «исключающее ИЛИ-НЕ», приложу проект Proteus (XOR-NOT.zip), желающие могут составить ее самостоятельно.

  О назначении интегрирующей цепи R1C1. На время переключения контактов реле один вход составного элемента «повисает» в воздухе. Это может привести к неработоспособности схемы или паразитной генерации. Поэтому на время переключения этот вход «исключающее ИЛИ-НЕ» удерживается в предыдущем состоянии за счет инерционности С1. Постоянная времени цепи R1C1 влияет только на время перезарядки через контакты реле. А вот постоянная времени С1+«Входное сопротивление двух логических элементов» должна превышать время переключения контактов. Расчитать его проблематично, нужно подбирать на макетке. Но и завышать его не нужно, от него зависит время токопотребления реле. Нагрузочная способность выходов примененных логических элементов тут не влияет, т.к. зарядка/разрядка конденсатора С1 производится через контакты реле.

  О необходимости элемента DD1.4. Он нужен только для генерации сигнала ошибки при неисправности реле. Короткие импульсы на время переключения глазом не фиксируются. Если у вас модуль с одиночным реле, сигнализацию можно сделать так (Рис. 1):

Если же модулей несколько, сигнал ошибки можно обьединить (Рис. 2).

Наглядный пример как это работает в Proteus, на входе логический 0:

На входе логический 1:

Хорошо видно, что в обоих случаях обмотки реле обесточены, токопотребление схемы определяется ничтожным статическим током КМОП микросхемы.

Недостаток данной схемы в требовании применения двухкатушечного бистабильного реле с «лишним» переключающим контактом для обратной связи.

Приложены (примеры для Proteus 7):

Xor-not.zip — учебный пример для понимания логики работы элемента «исключающее ИЛИ-НЕ»;
PLBI_Direct.zip — пример применения бистабильного реле в данной схеме;

P.S.
Схема была применена с реле РПС20 паспорт РС4.521.754

Аналогичные реле использовались в блоке памяти истребителей МИГ-15, МИГ-17.
P.P.S.
Из двухобмоточного поляризованного реле легко сделать однообмоточное, соединив обмотки последовательно в правильной полярности. Пример (классика), Радио, 1986 г. №8, стр.19. Квазисенсорный сетевой выключатель:

Поляризованное электромагнитное реле. Устройство и принцип работы. — Студопедия

Работа поляризованного реле зависят от полярности сигнала управление постоянного тока. Схема этого реле представлена на Рис. 36. Поляризованные реле используются как переключатель, и состоит из Ш — образного магнитопровода, на периферийных стержнях которого установлены полюса постоянного магнита N и S. На среднем стержне магнитопровода помещается катушка управления. К торцевой части среднего стержня магнитопровода шарнирно крепится якорь, который управляет положением силовых контактов.

Рис. 36. Схема поляризованного электромагнитного реле.

Принцип работы: При отсутствии сигнала управления якорь реле находится в нейтральном среднем положении и на равном удалении от полюсов постоянного магнита, которые одинаково действуют на этот якорь. При этом силовые контакты находятся в разомкнутом состоянии.

При подаче сигнала управления определенной полярности в катушке управления возбуждается постоянный магнитный поток, который складывается алгебраически с магнитным потоком постоянных магнитов. При этом один из полюсов постоянного магнита усиливается по магнитному потоку за счет их согласованности, а другой за счет встречности этих потоков ослабляется. К усиленному полюсу постоянного магнита притягивается якорь реле, при этом замыкается пара силовых контактов.

При смене полярности сигнала управления меняется направление магнитного потока катушки управления и соответственно меняется направление этого потока в магнитопроводе. При этом усиливается магнитный поток противоположного полюса постоянного магнита и ослабляется исходный, в следствии чего, якорь притягивается к противоположному полюсу, в результате чего происходит переключение силовых контактов.

Таким образом, поляризованные реле работает как переключатель. Направление включения его зависит от полярности сигнала управления.

 

Устройство, принцип действия и особенности поляризованного реле — КиберПедия

В поляризованных реле, кроме основного потока, созда­ваемого катушкой, действует дополнительный поляризую­щий магнитный поток, который создается установленным в реле постоянным магнитом. Благодаря поляризующему потоку направление электромагнитного усилия, действую­щего на якорь, изменяется в зависимости от направления тока в катушке.

Поляризованные реле работают на электромагнитном принципе. Отличительной особенностью их является то, что на якорь реле действуют два независимых магнитных потока: поляризующий ФП, создаваемый постоянным магнитом, и рабочий ФP, создаваемый током, проходящим по обмоткам реле.
Различают две системы поляризованных реле: дифференциальную и мостовую.

Поляризованного реле дифференциальной системы. Реле состоит из постоянного магнита 1, создающего поляризующий магнитный поток Ф

П, электромагнита 2 с обмоткой 3, создающей рабочий магнитный поток ФР, якоря 4 с укрепленными на нем подвижными контактами 5 и неподвижных контактов 6.

При отсутствии тока в обмотке реле в воздушном зазоре замыкается только поляризующий магнитный поток ФП. Если якорь реле установить в строго нейтральное положение, то поляризующий магнитный поток будет разветвляться на две равные части, левую и правую, т. е.

В этом случае на якорь действуют равные по величине, но противоположно направленные силы притяжения к левому и правому полюсам электромагнита. Поскольку результирующая сила, действующая на якорь, будет при этом равна нулю, то якорь будет в равновесии и должен оставаться в нейтральном положении.

Поляризованные электромагнитные реле имеют сле­дующие преимущества перед нейтральными:

1) Выходной параметр (состояние контактной системы) зависит от полярности управляющего импульса, что рас­ширяет функциональные возможности реле.

2) Реле могут управляться кратковременными импуль­сами тока.

3) Замкнутое состояние контактов сохраняется после окончания управляющего импульса, что позволяет исполь­зовать реле как элемент памяти.

4) После срабатывания не потребляется мощность для удержания якоря в притянутом положении.

5) Реле обладают высокой чувствительностью и высоким коэффициентом усиления по мощности.

6) За счет положения упоров можно осуществлять од­нопозиционную, нейтральную и двухпозиционную настрой­ку реле.

 

 

Тиристорные пускатели

Коммутация тока в цепи электромагнитными пускателями, контакторами, реле, аппаратами ручного управления (рубильниками, пакетными выключателями, переключателями, кнопками и т. д.) осуществляется изменением в широких пределах электрического сопротивления коммутирующего органа. В контактных аппаратах таким органом является межконтактный промежуток. В режиме коммутации цепи происходит очень быстрое скачкообразное изменение сопротивления меж контактного промежутка от минимальных до максимальных предельных значений (отключение), или наоборот (включение).



Бесконтактными электрическими аппаратами называют устройства, предназначенные для включения и отключения (коммутации) электрических цепей без физического разрыва самой цепи. Основой для построения бесконтактных аппаратов служат различные элементы с нелинейным электрическим сопротивлением, величина которого изменяется в достаточно широких пределах, в настоящее время это — тиристоры и транзисторы, раньше использовались магнитные усилители.

Достоинства и недостатки бесконтактных аппаратов по сравнению с обычными пускателями и контакторами

По сравнению с контактными аппаратами бесконтактные имеют преимущества:

— не образуется электрическая дуга, оказывающая разрушительное воздействие на детали аппарата; время срабатывания может достигать небольших величин, поэтому они допускают большую частоту срабатываний (сотни тысяч срабатываний в час),

— не изнашиваются механически,

Недостатки:

— они не обеспечивают гальваническую развязку в цепи и не создают видимого разрыва в ней, что важно с точки зрения техники безопасности;

— глубина коммутации на несколько порядков меньше контактных аппаратов,

— габариты, вес и стоимость на сопоставимые технические параметры выше.

Чувствительны к перенапряжениям и сверхтокам. Чем больше номинальный ток элемента, тем ниже обратное напряжение, которое способен выдержать этот элемент в непроводящем состоянии. Бесконтактные аппараты нельзя заменить контактными в условиях большой частоты срабатываний и большого быстродействия.



Бесконтактные тиристорные пускатели: Для включения, отключения, реверсирования в схемах управления асинхронными электродвигателями разработаны тиристорные трехполюсные пускатели серии ПТ. Пускатель трехполюсного исполнения в схеме имеет шесть тиристоров VS1, …, VS6, включенных по два тиристора на каждый полюс. Включение пускателя осуществляется посредством кнопок управления SB1 «Пуск» и SB2 «Стоп».Схема тиристорного пускателя предусматривает защиту электродвигателя от перегрузки, для этого в силовую часть схемы установлены трансформаторы тока ТА1 и ТА2, вторичные обмотки которых включены в блок управления тиристорами.

 

Поляризованные и импульсные реле

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 10Следующая ⇒

Поляризованные реле отличаются от нейтральных наличием в магнитной системе постоянного магнита. Они имеют поляризо­ванный якорь, который переключается из одного (нормального) положения в другое (переведенное) в зависимости от направле­ния (полярности) тока, протекающего по обмоткам катушек. По надежности действия они не отвечают требованиям реле I клас­са, поэтому при использовании в ответственных схемах правиль­ность их работы проверяется схемным способом.

 
 

 

 

2.4. Конструкция реле ПМПШ 150/150

 

Поляризованное малогабаритное пусковое реле ПМПШ-150/150 применяют в схеме включения стрелочного электропривода совместно с реле НМПШЗ-0,2/220. Магнитная система поляри­зованного реле (рис. 2.4) состоит из катушек 1, надетых на сердечники

2; постоянного магнита 3 и поляризованного якоря 4. К якорю шарнирно прикреплена изоляционная планка 5, с помощью которой осуществляется переключение контактов. Усиленные контакты НУ (нормальный усиленный)и ПУ (переведенный усиленный)снабжены магнитами дугогашения искры.

При отсутствии тока в обмотках якорь остается и удержи­вается потоками постоянного магнита в том положении, в кото­ром он находился в момент выключения тока. Якорь реле (см. рис. 2.4) показан в нормальном положении. В этом состоянии общие контакты о замкнуты с нормальными контактами Н. Магнитный поток ФП постоянного магнита 3 разветвляется по двум парал­лельным ветвям (как показано сплошными линиями) в виде потоков ФП1 и ФП2. Эти потоки были бы равны, если бы якорь занимал среднее положение. Однако якорь никогда среднего положения не занимает и всегда находится в одном из крайних положений (на рис. 2.4 в ле­вом). Благодаря увеличению воздушного зазора справа и уменьше­нию его слева поток левого сердечника превышает поток правого. За счет разности этих потоков ΔФП= ФП1—ФП2 якорь удерживается в левом положении. Магнитный поток ФК, создаваемый катушками, всегда в одном стержне складывается с потоками постоянного магнита, а в другом — вычитается. Для того чтобы якорь перебросился в правое положение, необходимо по обмоткам катушек пропу­стить ток такой полярности, чтобы магнитные потоки постоянного магнита и катушек складывались в правом стержне (в левом они будут вычитаться). За счет суммарного магнитного потока якорь реле перебросится в правое положение. После выключения тока якорь остается в этом положении, так как теперь уже поток ФП2 будет превышать поток ФП1. Для возвращения якоря в прежнее положение необходимо пропустить ток другой полярности.

Реле ПМПШ-150/150 (ПМП-150/150) имеет четыре контактные группы, из них две — с усиленными контактами (контактная формула 2 нупу, 2 нп, усиленные контакты 111-112-113 и 141-142-143). Контакты поляризованного якоря нумеруются трехзначными числами. Реле ПМПШ-150/150 рассчитано на номинальное рабочее напряжение 24 В. Обмотки его вклю­чаются раздельно.Якорь реле занимает нормаль­ное положение, замыкаются контакты 111-112, 121-122, 131-132, 141-142. Расстояние между усиленными контактами не менее 7,5 мм, между остальными — 5 мм. Каждый усиленный контакт обеспечивает не менее 100000 переключений цепи постоянной тока 4 А при напряжении 240 В, а остальные контакты — цепи постоянного тока 2 А при напряжении 24 В. Замкнутые контакты выдерживают в течение 1 ч ток 15 А. Температура нагрева контактов при этом не превышает температуру окружающей среды более чем на 100 °С.

Импульсные поляризованные реле применяют в качестве путе­вых и их повторителей в импульсных рельсовых цепях, а также в некоторых других устройствах автоматики и телемеханики.

Импульсные реле обладают высокой чувствительностью, что позволяет использовать их для работы от маломощных коротких импульсов тока определенной полярности. Они не отвечают тре­бованиям реле I класса надежности, поэтому в ответственных схемах, непосредственно обеспечивающих безопасность движения поездов, осуществляется непрерывный контроль притяжения и от­пускания якоря и переключения контактов. Например, в рельсо­вых цепях применяют специальные релейно-конденсаторные или релейные дешифраторы, обеспечивающие такой контроль.

Импульсные реле в зависимости от регулировки их магнитной системы могут срабатывать от токов разных направлений, переклю­чая якорь вправо или влево в зависимости от направления тока в обмотке (нейтральная регулировка) или от тока только одного направления (регулировка с преобладанием). Импульсные путевые реле имеют регулировку с преобладанием.

Путевые реле имеют один переключающий контакт о-ф-т из металлокерамического сплава. Магнитную систему реле (рис. 2.5) образуют постоянный магнит 1 с полюсными наконечниками 2 и 4, якорь 3 и катушка 5. Полюсные наконечники и якорь выполнены из магнитомягкой стали, а постоянный магнит — из магнитотвердой. Средняя часть якоря находится внутри неподвижной катуш­ки 5. Нижняя часть якоря укреплена на неподвижной плоской пружине. Верхний конец якоря жестко связан с контактной пружи­ной 6 (общий контакт), которая в правом крайнем положении замыкается с тыловым контактом, а в крайнем левом – с фрон­товым.

Реле имеет регулировку с преобладанием вправо, чтобы его якорь при прекращении тока в обмотке возвращался в исходное положение. Преобладание вправо в данном случае достигнуто более близким расположением правого верхнего и левого ниж­него полюсных наконечников. Магнитный поток ФП, создаваемый постоянным магнитом, проходит от северного полюса N к южному S через полюсные наконечники 2 и 4. Часть магнитного потока проходит также через якорь 3 и воздушные зазоры у правого верхнего и левого нижнего наконечников в виде дополнитель­ного потока ΔФП. Поэтому общий магнитный поток в правом верхнем и левом нижнем зазорах превышает поток в левом верхнем и правом нижнем зазорах, и якорь занимает правое положение. В этом положении он удерживается также дополнительным усилием, созда­ваемым плоской пружиной.

Чтобы якорь перебросился в левое положение, необходимо пропустить по обмотке ток такого направления, чтобы поток Фк, создаваемый обмоткой катушки (показан штриховой ли­нией), складывался в левом верхнем и правом нижнем зазорах. В правом верхнем и левом нижнем зазорах он будет при этом вычитаться. За счет суммарного потока ФПК якорь переключает­ся в левое положение, в котором общий контакт замыкается с фронтовым. Для срабатывания реле необходимо, чтобы усилие, создаваемое потоком ΔФК, превышало усилие, создаваемое потоком ΔФП и реакцией плоской пружины. После выключения тока в обмотке якорь под действием усилия, создаваемого реакцией пружины, возв­ратится в исходное (правое) положение.


 

Рис. 2.5. Схема Рис.2 .6.Конструкция

импульсного реле реле ИМШ1

 

При другом направлении тока в обмотке магнитный поток ФК будет складываться с потоком постоянного магнита в правом верхнем и левом нижнем зазорах, и якорь останется в прежнем (правом) положении. Таким образом, при прохождении тока определенной полярности якорь реле действует так же и у нейтрального реле. Однако принципиальное отличие состоит в том, что импульсное поляризованное реле работает только от импульсов определенной полярности и не срабатывает от импульсов другой полярности.

 

Комбинированные реле

Комбинированные реле представляют собой сочетание нейтрального и поляризованного реле с общей магнитной системой. Они имеют нейтральный и поляризованный якоря. При прохожде­нии через обмотки тока любой полярности нейтральный якорь притягивается, в результате чего замыкаются управляемые им фронтовые контакты. Переключение поляризованного якоря и замыкание управляемых им контактов происходят в зависимости от полярности тока, протекающего через обмотки.

Комбинированное реле является трехпозиционным, так как оно может находиться в трех различных состояниях: без тока, возбуждено током прямой или обратной полярности.

Электромагнитная система комбинированного малогабаритного штепсельного реле КМШ (рис. 2.7) состоит из двух катушек 1, надетых на сердечник 2 с ярмом 3; нейтрального якоря 6; постоянного магнита 4 и поляризованного якоря 5. Нейтральный и поляризованный якоря управляют связанными с ними контактами посредством изолирующих планок 7 и 8. Если ток в обмотках реле отсутствует, то нейтральный якорь, не связанный с потоком постоянного магнита, находится в отпущенном положении; его общие контакты замкнуты с тыловыми контактами. При протекании по обмоткам тока любого направления нейтральный якорь притягивается, и его общие контакты замыкаются с фронтовыми. Таким образом, нейтральный якорь комбинированного реле действует так же, как и якорь обычного нейтрального реле.

Поляризованный якорь управляется магнитным потоком постоянного магнита и потоком, создаваемым обмотками катушек. При отсутствии тока в обмотках поляризованный якорь находит­ся в одном из крайних положений (на рис. 2.7 в левом). Магнитный поток постоянного магнита разветвляется по двум параллельным ветвям в виде потоков ФП1 и ФП2. Благодаря меньшему воздушному зазору слева поток ФП1 превышает поток Ф П2 на ΔФП, удерживая якорь в левом положении.

При пропускании тока через обмотки катушек создается магнитный поток ФК, замыкающийся через сердечник по двум параллельным ветвям: через нейтральный и поляризованный якоря. Нейтральный якорь под действием этого потока притягивается. Поток постоянного магнита ФП2 и поток, создаваемый обмоткой катушки ФК, складываются с правой стороны и вычитаются с левой. Усилие, создаваемое суммарным потоком ФП2К, превышает усилие, создаваемое с левой стороны потоком ФП1–ФК, поэтому поляризованный якорь переключается в правое положение, замыкая общие контакты поляризованного якоря с переведенными.

После выключения тока поляризованный якорь остается в правом положении, так как теперь благодаря уменьшению воздушного зазора справа и увеличению слева поток ФП2 будет превышать поток ФП1 на ΔФП. Усилие, создаваемое потоком ΔФП, будет удерживать поляризованный якорь в правом положении. Для того чтобы поляризованный якорь перебросился в первоначальное (левое) положение, необходимо через обмотки реле пропустить ток другого направления. Таким образом, в комбинированном реле, как и в поляризованном, осуществляется сравнение двух потоков: постоянного магнита и потока, создаваемого катушками при пропускании по ним тока. В одном из сердечников в зависимости от направления тока в катушках эти потоки складываются, а в другом вычитаются. Поляризованный якорь переключается в сторону сердечника, в котором складываются магнитные потоки.

 

 

Рис. 2.7. Схема и нумерация Рис. 2.8. Схема управления

…контактов комбинированного реле КМШ огнями трехзначного светофора

 

Зазор между нейтральным якорем и полюсами обеспечивается упорным штифтом на якоре. Таким же образом обеспечивается зазор между полюсами и поляризованным якорем.

Контактная система реле (см. рис. 2.7) состоит из двух контактных групп на переключение 2 фт, управляемых нейтраль­ным якорем, и двух контактных групп на переключение 2 нп, управ­ляемых поляризованным якорем. Контактирующие части подвижных пружин поляризованного и нейтрального якорей и тыловых пружин нейтрального якоря изготовлены из серебра, контактирующие час­ти остальных контактов графито-серебряные. Контактная система рассчитана на переключение электрических цепей постоянного тока 2 А при напряжении 24 В или цепей переменного тока 0,5 А при напряжении 220 В.

Всем комбинированным реле присущ недостаток, заключаю­щийся в том, что при изменении полярности тока в обмотках изменяется направление магнитного потока, и в момент его прохождения через нулевое значение реле отпускает нейтраль­ный якорь. Этот недостаток ограничивает область применения комбинированных реле. Если использовать комбинированное ре­ле для управления огнями трехзначного светофора (рис. 2.8, а), то при смене желтого огня на зеленый или наоборот происходит проблеск красного огня на светофоре. В этой схеме при отсутствии тока в обмотках реле (блок-участок занят) нейтральный якорь находится в отпущенном положении, замкнуты его контакты 11-13, на светофоре горит красный огонь.

При свободности одного блок-участка линейное реле (в ка­честве которого использовано комбинированное реле) возбужда­ется током обратной полярности, замыкаются контакты 11-12нейтрального и 111-113поляризованного якорей. На светофоре загорается лампа желтого огня. После освобождения второго блок-участка в линейном реле меняется полярность тока с об­ратной на прямую. Поляризованный якорь перебрасывается и замыкаются его контакты 111-112. На светофоре загорается зеле­ный огонь. Однако при изменении полярности тока в обмот­ках и магнитного потока в сердечниках в момент его прохожде­ния через нулевое значение реле кратковременно отпускает нейтральный якорь, замыкается тыловой контакт и на светофо­ре кратковременно появляется красный огонь, а затем нейтраль­ный якорь притягивается, замыкается фронтовой контакт и заго­рается зеленый огонь. Таким образом, смена желтого огня на зеленый происходит через красный огонь, т. е. появляется проблеск красного огня, что недопустимо, так как машинист, увидев непо­нятный сигнал, остановит поезд. Аналогичная ситуация создается и при обратной смене сигнала — с зеленого на желтый.

Исключить этот недостаток схемным способом замедления на отпускание (например, с помощью конденсаторов) не пред­ставляется возможным, так как при смене полярности тока прохож­дение его через нулевое значение неизбежно.

Для устранения указанного недостатка в схему управле­ния огнями светофора включается не контакт нейтрального яко­ря линейного комбинированного реле, а контакт его повтори­теля ПЛ (рис. 2.8, б). Последний имеет замедление на отпуска­ние якоря и при кратковременном отпускании нейтрального якоря реле Л удерживает якорь притянутым и проблеска красного огня не происходит.

Комбинированные реле в части работы нейтрального якоря и связанных с ним контактов отвечают требованиям, предъявляе­мым к реле I класса надежности. Правильную работу контактов поляризованного якоря необходимо проверять схемным путем, так как в части работы поляризованного якоря комбинированные реле не отвечают требованиям реле I класса надежности.

Реле переменного тока

В устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики применяют реле переменного тока: двухэлементные секторные реле ДСШ, используемые в основном в качестве путевых реле. Для контроля целостности нитей светофорных ламп применяют нейтральные реле постоянного тока с выпрямителями ОМШ, для переключения питания устройств на резервный источник предназначены аварийные реле АОШ, АПШ и АСШ.

Двухэлементные штепсельные реле переменного тока ДСШ широко применяют как путевые реле в рельсовых цепях переменного тока 50 и 25 Гц. В метрополитенах применяют реле ДСШ-2 в качестве путевых и линейных реле. Реле ДСШ I класса надежности являются индукционными, работающими только от переменного тока.

Принцип действия двухэлементного реле основан на взаимодействии переменного магнитного потока одного элемента с током, индуцируемым в секторе переменным магнитным потоком другого элемента. В соответствии с законом электромагнитной индукции на проводник с током (сектор), помещенный в магнитное поле, действует сила, приводящая его в движение. Сектор реле поворачивается и переключает контакты. Сила, действующая на сектор, пропорциональна произведению токов местного и путе­вого элементов и зависит от угла сдвига фаз между ними.

Электромагнитная система реле ДСШ (рис. 2.9, а) имеет два элемента — местный и путевой. Местный элемент состоит из сердечника 1 и катушки 2. На сердечнике путевого элемента 3 помещена катушка 4. Между полюсами сердечников расположен алюминиевый сектор 5. Ток, проходящий по местной обмотке, образует совпадающий с ним по фазе магнитный поток ФМ, который индуцирует в секторе токи iМ , отстающие по фазе от потока ФМ на угол 90° (рис. 2.9, б). Под действием тока путевого элемента возникает магнитный поток ФП, индуцирующий в секторе токи iП.

Взаимодействие индуцированных токов iМ с магнитным потоком ФП создает вращающий момент M1, а токов iМс магнитным потоком ФМ — вращающий момент М2. Под действием суммарного вращающего момента
М = М2 + М1 сектор перемещается вверх и замыкает фронтовые контакты. При выключении тока в путевой или местной обмотке сектор возвращается в исходное положение (вниз) под действием собственного веса. Поворот сектора ограничивается сверху и снизу роликами, которые для смягчения ударов могут перемещаться в направляющих их держателях.

Положительный вращающий момент и движение сектора вверх возможны только при определенном соотношении фаз между токами (напряжениями) путевого и местного элементов. Так как магнитные потоки ФП и Фм и индуцируемые ими в секторе токи iПи iМ пропорциональны токам путевого и местного элементов, вращающий момент пропорционален произведению токов путевого и местного элементов и зависит от угла сдвига фаз между ними:

M = IП I M sin (φ),

где φ — угол сдвига фаз IП и I M.

Наибольший вращающий момент реализуется при угле сдвига фаз между токами путевого и местного элементов, равном 90°.

Таким образом, токи и совпадающие с ними потоки путевого и местного элементов должны быть сдвинуты на угол 90°. Если бы катушки и сердечники путевого и местного элементов были одинаковы, то и опережающие ток напряжения UПи UМтакже были бы сдвинуты между собой на угол 90°. Однако из-за некоторого отличия характеристик катушек и сердечников путевого и местного элементов UМопережает по фазе IМ на 72°, a UПопережает по фазе IП на 65°. Поэтому напряжения UMи UП сдвинуты по фазе не на 90°, а на 97°.

 

 

Рис. 2.9. Принципиальная схема реле ДСШ

 

 

Рис.2.10. Векторная диаграмма реле ДСШ

 

Практически для индукционных реле ДСШ обычно задается такой угол сдвига фаз между напряжением местного элемента и током путевого элемента, при котором реализуется максимальный вращаю­щий момент.

Для реле ДСШ при частотах сигнального тока 50 и 25 Гц для реализации максимального вращающего момента необходимо, чтобы напряжение местной обмотки опережало ток путевой обмотки на угол (162±5)°. Этот угол называется идеальным углом сдвига фаз. Напомним, что угол сдвига фаз между токами и магнитными потоками путевого и местного элементом составляет при этом 90°.

Идеальные фазовые соотношения характеризуются следующими углами сдвига фаз (рис. 2.10): 900 между токами и магнитными потоками путевого и местного элементов; 162° между током путевого и напряжением местного элементов; 97° между напряжениями путевого и местного элементов.

Если фазовые соотношения отличаются от идеальных, то для обеспечения работы реле и получения необходимого вращающего момен­та требуется увеличить напряжение UПна обмотке путевого элемента до величины:

 
 

,

 

где φИ и φД — идеальный и действительный фазовые углы.

Приведенная формула верна при φИД и φИД, так как функ­ция сos.φ одинакова при положительном и отрицательном углах.

Практически в условиях эксплуатации угол расстройки не должен превышать 25—30°. При отклонении угла расстройки на ±30° вращающий момент изменяется незначительно. Так как cos.30°=0,867, то требуется увеличение напряжения на путевой обмотке на 13—14% по сравнению со случаем идеальных фазовых соотношений. При дальнейшей расстройке функции соs(φИ – φД) изменяется более резко, рельсовая цепь работает неустойчиво, так как дальнейшие незначительные возрастания расстройки приводят к заметному снижению вращающего момента и силы подъема сектора. При расстройке 60° требуется увеличить напряжение на путевой обмотке в два раза.

 

Трансмиттеры

Маятниковый трансмиттер МТ-1 применяют для импульсного питания рельсовых цепей постоянного тока. Он вырабатывает импульсы тока с интервалами между ними: длительность импульсов и интервалов одинакова и равна 0,3 с.

Основными частями маятникового трансмиттера (рис. 2.11) являются электромагнитная система, ось с шайбами и маятником и контактная система. Электромагнитная система состоит из двух сердечников 1 с полюсными наконечниками, между которыми помещен якорь 2. На ось якоря насажены маятник 3 и гетинаксовые шайбы 4, 5 и 6, которые переключают контакты. На сердечники помещены катушки К1 и К2. Якорь насажен на ось так, чтобы в спокойном положении маятника ось якоря не совпадала с магнитной осью M1 и М2. В этом положении кулачковой шайбой 4 замкнут управляющий контакт УК. При включении тока якорь 2 под действием магнитного поля поворачивается против часовой стрелки, стремясь занять положение по оси М1-М2. Вместе с якорем поворачиваются маятник и кулачковые шайбы 4, 5 и 6. Управляющий контакт при этом размыкается и размыкает цепь питания обмоток. Маятник по инерции продолжает замедленное движение за счет запасенной кинетической энергии, затем под действием силы тяжести маятник вместе с осью и якорем начинает движение в обратном направлении. Проходя исходное (среднее) положение, шайба 4 замыкает контакт УК, включая обмотку. Однако маятник по инерции еще продолжает движение, затем движение возобновляется против часовой стрелки.

При прохождении якоря через среднее положение снова замыка­ются контакты УК, и обмотки включаются. Якорь вместе с маятни­ком получают дополнительное усилие. Таким образом, за счет энергии источника питания при каждом прохождении среднего по­ложения маятник получает дополнительное ускоряющее усилие, устанавливаются незатухающие автоматические колебания. Транс­миттер МТ-1 совершает 95—115 колебаний в минуту. С такой же частотой замыкаются и размыкаются контакты 31-32 и 41-42. Через эти контакты в рельсовую цепь передаются импульсы тока. Трансмиттер МТ-2 имеет аналогичное устройство и отличается длительностью вырабатываемых импульсов и интервалов. Он совер­шает 40 + 2 колебаний в минуту, его контакт 31-32 замкнут и разом­кнут в течение (0,75 + 0,1) с, а контакт 41-42 замкнут в течение (1+0,05) с, а разомкнут в течение (0,5 + 0,1) с. В положении покоя контакт 41-42 замкнут, а контакт 31-32 разомкнут. Трансмиттер МТ-2 применяют в схемах включения светофоров для обеспечения мигающего режима горения ламп. Маятниковые трансмиттеры рассчитаны для работы от источников постоянного тока напряже­нием 12 и 24 В.

 

 

Рис. 2.11. Принципиальная схема маятникового трансмиттера МТ-1

 

Кодовые путевые трансмиттеры переменного тока КПТШ служат для образования кодовых сигналов, используемых в системах число­вой кодовой автоблокировки и автоматической локомотивной сигна­лизации.

Трансмиттеры КПТШ-515 и КПТШ-715 используют в системе число­вой кодовой автоблокировки и АЛСН переменного тока 50 Гц, КПТШ-815 и КПТШ-915 — при частоте сигнального тока 75 Гц. Про­должительность кодового цикла у трансмиттеров КПТШ-515 и КПТШ 815 составляет 1,6 с, а у трансмиттеров КПТШ-715 и КПТШ-915 — 1,86 с.

Основными частями трансмиттера являются однофаз­ный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, редуктор, кулачковые шайбы и контактная система. Статор имеет две обмотки, смещенные в пространстве на угол 90°. Параллельно одной из обмо­ток у трансмиттеров, работающих от переменного тока 50 Гц, включен конденсатор емкостью 6 мкФ для расщепления фазы (у трансмит­теров, работающих от тока частотой 75 Гц, для этой же цели включен конденсатор емкостью 2 мкФ последовательно с обмоткой).

Благодаря пространственному смещению обмоток и электрическо­му смещению тока в одной из них включением конденсатора при питании статора однофазным переменным током создается перемен­ное вращающееся магнитное поле, подобно вращающемуся магнит­ному полю трехфазных асинхронных двигателей. Переменное магнит­ное поле статора наводит ток в короткозамкнутом роторе. Взаимо­действие вращающегося магнитного поля статора с наведенным током ротора создает вращающий момент, и ротор (якорь) начинает вращаться. Частота его вращения при заданных параметрах дви­гателя пропорциональна частоте тока, питающего обмотки статора. При частоте питающего тока 50 Гц частота вращения якоря электро­двигателя равна 982 об/мин, а при частоте 75 Гц—1473 об/мин (в 1,5 раза выше). Во всех трансмиттерах применяют одинаковые электродвигатели.

 
 

 

 

Рис. 2.12. Контактная система трансмиттера КПТШ

 

При вращении якоря через редуктор приводятся во вращение кодовые кулачковые шайбы, связанные с контактами. Редуктор снижает частоту вращения до 30,8 или 36,5 об/мин в зависимости от типа трансмиттера. С такой частотой вращаются кодовые шайбы КЖ, Ж и 3, которые имеют различное число выступов, отличаю­щихся длиной, что обеспечивает различную продолжительность за­мыкания и размыкания контактов, связанных с шайбами КЖ, Ж и 3 (рис.2.12), укрепленными на одной общей оси. Каждая шайба вырабатывает определенный кодовый сигнал: КЖ — с одним, Ж — с двумя и 3 — с тремя импульсами в кодовом цикле. За один оборот шайбы КЖ вырабатывается два кодовых цикла, а шайб Ж и 3 — один. Кодовые шайбы расположены выступами так, что большие интервалы кодовых циклов КЖ, Ж и 3 совпадают (вернее, совпадают моменты их окончания, а начало не совпадает из-за их различной продолжи­тельности). Такое расположение шайб улучшает условия работы устройств автоматической локомотивной сигнализации при смене ко­довых сигналов в рельсах, например при движении поезда к путе­вому светофору, когда желтый огонь меняется на зеленый.

 
 

 

 

Рис. 2.13. Графики кодовых сигналов трансмиттеров КПТШ

 

Графики кодовых сигналов, вырабатываемых трансмиттерами различных типов, приведены на рис. 2.13.

Электродвигатель мощностью 16,5 Вт (при частоте 50 Гц) получа­ет питание от сети переменного тока напряжением 110 или 220 В.

Коэффициент полезного действия электродвигателя равен 0,3, cos.φ=l, потребляемый ток — 0,13 А при частоте питающего тока 50 Гц и 0,1 А при 75 Гц.

Каждая кодовая шайба (КЖ, Ж и 3) имеет две пары контактов на замыкание, выполненных из серебра или металлокерамического сплава. Контакты трансмиттера не рассчитаны на коммутирование больших мощностей, поэтому непосредственно в рельсовую цепь не включаются. Через контакты трансмиттера включаются трансмиттерные реле, через усиленные контакты которых мощные кодовые сиг­налы передаются в рельсы.

 

 




Герконовое и поляризованное реле, устройство и принцип работы — Мегаобучалка

 

Наименее надёжным узлом электромагнитных реле является контактная система. Электрическая дуга или искра, образующиеся при размыкании и замыкании контактов,

приводят к их быстрому разрушению. Этому также способ­ствуют окислительные процессы и покрытие контактных поверхностей слоем пыли, влаги, грязи. Существенным не­достатком электромагнитных реле является и наличие трущихся механических деталей, износ которых также сказывается на их работоспособности. Попытки разместить контакты и электромагнитный механизм в герметизирован­ном объеме с инертным газом не приводят к положительным результатам из-за больших технологических конструктивных трудностей, а также из-за того, что контакты при этом не защищаются от воздействия

продуктов износа и старения изоляционных материалов. Другим не­достатком электромагнитных реле является их инерцион­ность, обусловленная значительной массой подвижных де­талей. Для получения необходимого быстродействия при­ходится применять специальные схемы форсировки, что приводит к снижению надежности и росту потребляемой мощности.

Перечисленные недостатки электромагнитных реле привели к созданию реле с герметичными контактами (герконами).

 

Простейшее герконовое реле с замыкающим контактом изображено на рис.8, а. Контактные сердечники (КС) I и 2 изготавливаются из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью (пермаллоя) и вварива­ются в стеклянный герметичный баллон 3. Баллон запол­нен инертным газом — чистым азотом или азотом с не­большой (около 3 %) добавкой водорода. Давление газа внутри баллона составляет (0,4—0,6) • 105 Па. Инертная среда предотвращает окисление КС. Баллон устанавлива­ется в обмотке управления 4. При подаче тока в обмотку возникает магнитный поток Ф, который проходит по КС 1 и 2 через рабочий зазор d между ними и замыкается по воздуху вокруг обмотки 4. Упрощенная картина магнитно­го поля показана на рис.9. Поток Ф при прохождении через рабочий зазор создает тяговую электромагнитную силу РЭ, которая, преодолевая упругость КС, соединяет их между собой. Для улучшения контактирования поверхно­сти касания покрываются тонким слоем (2—50 мкм) золо­та, родия, палладия, рения, серебра и др.



При отключении обмотки магнитный поток и электро­магнитная сила спадают и под действием сил упругости КС размыкаются. Таким образом, в герконовых реле отсутствуют детали, подверженные трению (места крепления якоря в электромагнитных реле).

В связи с тем что контакты в герконе управляются маг­нитным полем, герконы называют магнитоуправляемыми контактами.

На основе герконов могут быть созданы также реле с размыкающими и переключающими контактами. В гер­коне с переключающим контактом (рис.10, а) неподвиж­ные КС 1, 3 и подвижный 2 размещены в баллоне 4. При появлении сильного магнитного поля КС 2 притягивается к КС 1 и размыкается с КС 3. Один из КС переключающего геркона (например 2) может быть выполнен из не магнитного материала (рис.10, б). Герконовое реле (рис.10, в) имеет два подвижных КС 1,2, два неподвижных КС 5,6 и две обмотки управления 7, 8. При согласном включении обмоток замыкаются КС 1 и 2. При встречном включении обмоток КС 1 замыкается с КС 5, а КС 2 с КС 6. При отсутствии тока в обмотках все КС разомкнуты. Гер­коновое реле (рис.10, г) имеет переключающий контакт 3 сферической формы. При согласном включении обмоток 7 и 8 контакт 3 притягивается к КС 1 и КС 2 и замыкает их. После отключения обмоток 7 и 8 и при согласном вклю­чении обмоток 9 и 10 контакт 3 замыкает КС 5 и КС 6. Так как КС герконов выполняют функции возвратной пружины, им придаются определенные упругие свойства. Упругость КС обусловливает возможность их вибрации («дребезга») после удара, который сопутствует срабаты­ванию. Одним из способов устранения влияния вибраций является исполь­зование жидкометаллических контактов. В переключаю­щем герконе (рис.11, а) внутри подвижного КС 1 име­ется капиллярный канал, по которому из нижней части баллона 4 поднимается ртуть 5.

Ртуть смачивает поверх­ности касания КС 1 с КС 2 или КС 3. В момент удара контактов при срабатывании возникает их вибрация. Из-за ртутной пленки на контактной поверхности КС 1 вибрация не приводит к разрыву цепи. В кон­струкции на рис.11,б между КС 2, КС 3 и ртутью 5 находится ферромагнитная изоляционная жидкость 6. При возникновении магнитного поля ферромагнит­ная жидкость 6 перемещается вниз, в положение, при котором поток будет наибольшим. Ртуть вытесняется вверх и замыкает КС 2 и КС 3. Следует отметить, что жидкометаллический контакт позволяет уменьшить переходное сопротивление и значительно уве­личить коммутируемый ток. На­личие ртути удлиняет процесс разрыва контактов, что уве­личивает время отключения реле.

Управление герконом можно осуществлять и с помощью постоянного магнита. Если постоянный магнит установлен вблизи геркона, его магнитный поток замыкается через КС, которые в результате этого находятся в замкнутом состоянии. Использование постоянного магнита совместно с управляющей катушкой позволяет создать герконовое реле с размыкающим контактом.

Конструкция герконового реле, показанная на рис.12, а, имеет разомкнутую магнитную цепь. По этой при­чине большая доля МДС катушки расходуется на прове­дение магнитного потока по воздуху. Кроме того, такая конструкция подвержена воздействию внешних магнитных полей, создаваемых расположенными рядом электротехни­ческими устройствами. Конструкция (рис.12, а)может и сама явиться источником электромагнитных помех для этих устройств. Для устранения этого недостатка магнит­ная система герконового реле заключается в кожух (эк­ран) из магнитомягкого материала (рис.12, б, в). При этом увеличивается магнитная проводимость и снижа­ется МДС срабатывания. С целью увеличения эффектив­ности экрана паразитный зазор е (рис.12,6) стараются уменьшить либо увеличить его площадь (рис.12, в). Ре­гулирование значений МДС срабатывания и отпускания в условиях серийного производства может производиться за счет либо изменения зазора е (рис.12,6), либо изме­нения положения магнитного шунта (рис.12, г), либо i осевого

смещения геркона в обмотке. Герконы могут быть установлены как внутри (рис.13, а), так и снаружи управляющей обмотки (рис.13,6).

Условия работы герконов в многоцепевых герконовых реле характеризуются следующими особенностями. Во-пер­вых, даже герконы одного типа и из одной партии имеют технологический разброс по МДС срабатывания и МДС отпускания.

Рис.12. Конструктивные выполнения герконовых реле.

Во-вторых, из-за неравномерности магнитного поля первым срабатывает геркон, находящийся в области с большей напряженностью поля. В-третьих, срабатывание одного геркона приводит к магнитному шунтированию других, в результате МДС срабатывания второго геркона после срабатывания первого увеличивается. В этом отно­шении конструкция с внешним расположением герконов (рис.13,б) предпочтительнее, чем с внутренним, так как обеспечивает меньшее взаимное влияние соседних герконов. Число герконов в одном реле может достигать 12 и более. По перечисленным причинам разные контакты многоцепевых герконовых реле замыкаются и размыкаются неодновременно, что является Рис.13. Многоцепевые герконовые реле.

их недостатком по сравне­нию с электромагнитными реле обычного типа.

Герконовые реле разнообразны по конструкции и на­значению. На рис.14 показан принцип действия герконового реле тока. В реле контроля большого тока ис­пользуется компоновка, по­казанная на рис.14. Кон­тролируемый ток I проходит по шине 1. Магнитное поле этого тока замыкается вокруг шины и по КС геркона 2. Ток срабатывания геркона может регулироваться за счет изменения угла и рас­стояния х между шиной и герконом.

Наименьший ток срабатывания имеет место при = 90°. При =0 геркон не срабатывает при любом значении тока, так как магнит­ный поток в направлении продольной оси КС равен нулю.

Если кроме основного поля управления (МДС Fy) соз­дать дополнительное поляризующее магнитное поле за счет специальной обмотки (МДС Fn) или постоянного маг­нита, то герконовое реле становится поляри­зованным. Если

то под действием МДС Fnкон­такты геркона замкнутся. Для размыкания контактов МДС обмотки управления Fyдолжна быть меньше Fnи иметь об­ратный знак. Если продолжать увеличивать Fy, то при оп­ределенном ее значении произойдет повторное замыкание контактов геркона. В общем случае можно написать


где МДС поляризации Fnможет быть положительной (совпадать по знаку с Fy) или отрицательной. В послед­нем случае

 

Для отпускания геркона имеем

 

 

Поляризованные реле имеют значительно большую чувствительность по сравнению с неполяризованными. Мощность срабатывания их в 10-50 раз меньше, чем у неполяризованных реле. Поляризованные реле имеют высокую термическую стойкость и допускают продолжительное протекание тока до 20-30-кратного по отношению к току срабатывания. Вследствие малого хода якоря, легкости подвижной системы, малых постоянных времени катушек время срабатывания поляризованных реле может быть 2-3 мс. Разрывная способность контактов достигает 10-30 Вт. Поляризованные реле допускают большую частоту срабатывания и имеют высокую механическую и коммутационную износостойкость. Приме­няются они как реле защиты, автоматики и связи, реже — как реле управления электроприводами.

Реле могут выполняться с последовательной, параллельной или мостиковой магнитной цепью, с поляризацией от постоянного магнита или электромагнита.

В отличие от неполяризованных реле, у которых якорь может находиться только в двух положениях притянутом отпущенном), поляризованные реле могут выполняться с якорем, занимающим как два, так и три положения.

На рис.15изображено поляризованное реле типа ТРМ,применяемое в схемах телеграфии и в устройствах автоматики. Реле состоит из двух сердечников с катушками 7, двух П-образных постоянных магнитов 6, якоря 5, контактной системы — неподвижных 3 и подвижных. 2 контактов, основания 9, штепсельного разъема 10 и чехла 8.

Магнитная цепь реле построена по дифференциальной схеме и имеет нейтральную регулировку. Якорь укреплен на оси, вращающейся во втулках, запрессованных в корпусе. Контактная система (2 и 3) состоит из двух неподвижных стоек с микро­метрическими контактными винтами 4, позволяющими производить регулировку зазоров между контактами, и подвижных контактов, прикрепленных к двум плоским пружинам 1.

В поляризованных реле контакты приводятся в дей­ствие поляризованным электромагнитом, в котором на якорь действуют два потока: поляризующий, создавае­мый постоянным магнитом, и поток, создаваемый ка­тушкой, по которой проходит управляющий ток.

Отличительной особенностью поляризованного элек­тромагнита является изменение направления силы, дей­ствующей на якорь, при изменении направления тока в катушке. На рис.16, а показана поляризованная система, получившая большое применение благодаря своей чув­ствительности и быстродействию. На том же рисунке да­на примерная картина потоков в системе. Потоки постоянного магнита в зазорах d1 и d2 равны.

 

Рис.16. Поляризованное реле.

Следует отметить, что сила на­жатия подвижного контакта на неподвижный опреде­ляется разностью зазоров d1 и d2. Чем ближе зазор d1 к зазору d2, тем меньше сила, действующая на контакты.

Поляризованные реле могут иметь различное испол­нение контактной системы (рис.17). В первом испол­нении контакты регулируются так, как показано на рис.17, а. При подаче тока в направлении срабаты­вания размыкается левый и замыкается правый контак­ты. При отключении тока снова замыкается левый кон­такт (однопозиционная настройка с преобладанием). В случае, изображенном на рис.17,б система имеет двухпозиционную настройку. Положение контактов за­висит от полярности предыдущего импульса тока.

Если якорь укреплен на плоской пружине, как это по­казано на рис.17, в, то он находится в нейтральном положении. В зависимости от полярности тока замыкает­ся левый или правый контакт. После отключения тока якорь возвращается в нейтральное положение.

Рис.17. Исполнения контактной системы поляризованного реле.

 

5.4 Принцип действия поляризованного реле постоянного тока

В поляризованном реле постоянного тока положение перекидного якоря 3 зависит от направления тока в катушке (рис.5.4). Для этого в реле используется разветвленный электромагнит, в котором образуются два магнитных потока: управляющий и поляризующий. Катушки 2 и 6 создают в магнитопроводе управляющий магнитный поток ФУ в одном направлении. Поляризующий магнитный потокФ0 постоянного магнита 7 проходит через подвижный якорь 3 и разветвляется налево и направо на потоки Ф01 и Ф02. Один из этих потоков совпадает по направлению с управляющим потоком, а другой направлен противоположно. На конце перекидного якоря 3 находится контакт 5, который может замыкаться с левым или правым неподвижным контактом 4. Если управляющий поток отсутствует, а якорь 3 находится в среднем положении, то Ф01= Ф02= Ф0/2. В этом случае на якорь действуют равные, но противоположно направленные силы. Такое равновесие является неустойчивым. Незначительные отклонения якоря от положения его равновесия приведут к изменению магнитных сопротивлений воздушных зазоров и , следовательно, магнитных потоков на величину ΔФ. В результате силы притяжения, действующие на якорь слева и справа станут не равны, и результирующая сила притяжения сместит якорь в положение первоначального смещения, например, влево.

Для перемещения якоря слева направо необходимо на его обмотку подать управляющий сигнал, такой полярности, чтобы ФУ складывался с потоком Ф02 и вычитался из потока Ф01. Если разность этих результирующих потоков превысит значение первоначального смещения ΔФ, то якорь перейдет в правое положение. Если теперь отключить ток через катушки, то якорь останется в новом положении. Таким образом, для переключения поляризованного реле влево достаточно подать на управляющую обмотку импульс тока одного направления, а вправо – другого. После переключения поляризованное реле не потребляет электрической энергии.

Помимо создания поляризационного магнитного потока постоянный магнит выполняет функцию упругой возвратной пружины, но действует иначе. При перемещении якоря к нейтральному положению постоянный магнит создает противодействующее усилие, а после перехода нейтрального положения – ускоряет перебрасывание якоря. Благодаря этому поляризованные реле имеют высокую чувствительность и малое время срабатывания.

5.5 Параметры электромагнитных реле

Основными параметрами электромагнитных реле являются следующие параметры:

  1. Ток срабатывания– это минимальное значение тока в катушке электромагнитного реле, при котором происходит замыкание (размыкание) контактов. При подаче напряжения на катушку реле ток в ней нарастает по сложному закону. По мере роста тока через катушку увеличивается тяговое усилие электромагнита, и при каком-то токе происходит срабатывание реле (рис.5.5).

  2. Ток отпускания – это минимальное значение тока в катушке электромагнитного реле, при котором происходит возврат реле в исходное состояние. При снятии напряжения с катушки реле ток в ней уменьшается по сложному закону. По мере снижения тока через катушку уменьшается тяговое усилие электромагнита, и при каком-то токе происходит возврат реле в исходное состояние за счет упругости контактных групп и возвратной пружины (см. рис.5.5).

  3. Рабочий ток – это значение тока в катушке электромагнитного реле, при котором происходит надежное удержание контактов после срабатывания при изменении условий эксплуатации в заданных пределах. Отношение рабочего тока к току срабатывания называется коэффициентом запаса реле по срабатыванию. Этот коэффициент характеризует надежность срабатывания реле.

  4. Время срабатывания – это промежуток времени от момента подачи напряжения на катушку реле до первого касания замыкающим контактом неподвижного контакта.

  5. Время отпускания – это промежуток времени от момента снятия напряжения с катушки реле до момента полного отпадания якоря электромагнита и первого размыкания нормально разомкнутого контакта.

  6. Чувствительность – это минимальная мощность, подаваемая на обмотку реле и достаточная для приведения якоря в движение и переключения контактов.

  7. Потребляемая мощность – это мощность, расходуемая электромагнитом реле в рабочем режиме.

  8. Коммутируемая мощность – это максимальная мощность, на переключение которой рассчитана контактная группа.

  9. Максимальный ток на каждый контакт – это максимальная величина тока, при котором перегрев контактов реле остается в допустимых пределах.

Наличие переходного сопротивления замкнутого контакта реле вызывает локальный перегрев контактной пары, который в свою очередь разогревает изоляционный материал держателя контактной группы. Поэтому максимально допустимое значение тока через контакт реле будет определяться переходным сопротивлением контакта и нагревостойкостью электротехнических материалов, применяемых в конструкции реле.

  1. Максимальное напряжение между контактами – это амплитудное значение максимально допустимого напряжения между контактами.

Значение максимально допустимого напряжения между контактами зависит от расстояния между ними и определяется электрическим пробоем между разомкнутыми контактами.

  1. Сопротивление обмотки реле – это сопротивление обмотки постоянному току.

  2. Время непрерывной работы под напряжением – это максимальное время нахождения реле во включенном состоянии, при соблюдении которого гарантируются параметры реле в течении всего срока службы.

При эксплуатации реле рекомендуется такая его работа, при которой период нахождения обмотки реле под напряжением минимальный. Это обеспечивает надежность реле и гарантирует его работу в течение всего срока службы.

  1. Максимальное число коммутаций – это число переключений реле, до истечения которого изготовитель гарантирует надежную работу реле.

При многократных срабатываниях реле происходит износ контактных групп, и надежность коммутации понижается. Поэтому изготовитель гарантирует ограниченное количество переключений реле. Непосредственно связано с износоустойчивостью контакта.

Выбор реле по коммутационным способностям проводят таким образом, чтобы удовлетворялись одновременно три основных требования: коммутируемый ток должен находится в пределах допускаемых коммутируемых токов, коммутируемое напряжение должно находиться в диапазоне допускаемых коммутируемых напряжений и максимальное число коммутаций должно быть не меньше заданной величины.

Поляризованные электромагнитные реле — Студопедия

В отличие от рассмотренных ранее нейтральных электромагнитных реле, у поляризованного реле направление электромагнитного усилия зависит от полярности сигнала постоянного тока в обмотке. Поляризация этих реле осуществляется при помощи постоянного магнита.

Существует много конструктивных разновидностей поляризованных реле, которые классифицируются по ряду признаков. По конструктивной схеме магнитной цепи различают реле с последовательной, параллельной (дифференциальной) и мостовой магнитными цепями, по числу обмоток управления — одно и многообмоточные, по способу настройки контактов (числу устойчивых положений якоря) — двух- и трехпозиционные.

Поляризованные реле могут быть использованы также в качестве вибропреобразователей, но наибольшее распространение они получили в маломощной автоматике, особенно в следящих системах при управлении реверсивными двигателями.

К числу достоинств поляризованных реле относятся: высокая чувствительность, которая характеризуется малой мощностью срабатывания и составляет 10-5 Вт; большой коэффициент управления; малое время срабатывания (единицы миллисекунд).

Недостатки по сравнению с нейтральными электромагнитными реле следующие: несколько сложнее конструкция; большие габаритные размеры, вес и стоимость.

В поляризованных реле используют дифференциальные и мостовые схемы магнитных цепей, которые имеют много разновидностей (название цепей определяется типом электрической схемы замещения электромагнитной системы). На рис. 11.11 изображено поляризованное реле с дифференциальной схемой магнитной цепи.


На якорь реле действует два независимых друг от друга потока: поток Ф0(п), создаваемый постоянным магнитом 3 и не зависящий от рабочего состояния схемы, в которую включено реле, и рабочий (управляющий) поток Фэ(р), создаваемый намагничивающими катушками 1 и 1’ и зависящий от тока, протекающего по их обмоткам.

Электромагнитное усилие, действующее на якорь 4, зависит, таким образом, от суммарного действия потоков Фэ(р) и Ф0(п). Изменение направления электромагнитного усилия при изменении полярности тока в рабочей обмотке происходит вследствие того, что изменяется направление рабочего потока относительно поляризующего.

Поляризующий поток Ф0(п) проходит по якорю и разветвляется на две части — Ф01 и Ф02 в соответствии с проводимостями воздушных зазоров слева δЛ и справа δпр от якоря. В зависимости от полярности управляющего сигнала рабочий поток Фэ(р) вычитается из потока Ф01 в зазоре слева от якоря и прибавляется к потоку Ф02 справа от якоря (как показано на рис. 11.11), или наоборот. В случае, показанном на рисунке, якорь перекинется из левого положения в правое. При выключении сигнала якорь будет находиться в том положении, которое он занимал до выключения сигнала. Таким образом, результирующее электромагнитное усилие, действующее на якорь, будет направлено в строну того зазора, где магнитные потоки суммируются.


В поляризованном реле с мостовой схемой магнитной цепи (рис. 11.12) силы притяжения якоря, включенного в одну из диагоналей этой схемы, действуют так же, как и в дифференциальной схеме, т.е. в воздушном зазоре с одной стороны якоря рабочий поток Фэ(р) направлен согласно с поляризующим потоком Ф0(П), а с другой — встречно. Мостовые схемы поляризованных реле имеют более высокую стабильность параметров и устойчивость к внешним механическим воздействиям.

Поляризованные реле выпускаются трех видов настройки. Реле, изображенное на рис. 11.11, является двухпозиционным. Если неподвижные контакты 5 и 5′ симметрично расположены относительно нейтральной линии (якорь отрегулирован симметрично), то при выключении управляющего сигнала якорь реле остается в том же положении, которое он занимал при наличии управляющего сигнала. Повторное включение управляющего сигнала прежней полярности не вызовет изменения положения якоря. Если изменить полярность управляющего сигнала, то якорь перебросится в другое положение и останется в нем после снятия сигнала. Такая настройка называется нейтральной или двухпозиционной.

Если (рис. 11.13, а) один из контактов 1 или 2 выдвинут за нейтральную линию, то реле является двухпозиционным с преобладанием к одному из контактов. В этом случае при выключенном реле якорь всегда прижат к левому контакту 1 (к правому контакту 2, если за нейтральную линию выдвинут левый контакт) и перебрасывается вправо лишь на время протекания в управляющей обмотке тока соответствующей полярности.

Трехпозиционное реле имеет симметрично расположенные от нейтральной линии неподвижные контакты (рис. 11.13, б). Якорь при отсутствии управляющего сигнала удерживается в среднем положении с помощью специальных пружин, расположенных с двух сторон, или закрепляется на плоской пружине, упругость которой создает устойчивое положение равновесия в среднем положении. При подаче сигнала в управляющую обмотку контакт на якоре замыкается с левым или правым контактом (в зависимости от полярности сигнала) и возвращается в нейтральное положение после снятия сигнала.

Поляризованные реле находят широкое применение в схемах автоматики благодаря своим характерным особенностям. Наличие нескольких обмоток позволяет использовать их в качестве логических элементов, небольшая мощность срабатывания — в качестве элементов контроля небольших электрических сигналов, малое время срабатывания и чувствительность к полярности входных сигналов — в качестве амплитудных модуляторов и демодуляторов. Благодаря высокой чувствительности поляризованные реле часто используют в маломощных цепях переменного тока с включением через выпрямитель.

5. Герконы

Как работают реле? — Объясни это!

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 19 августа 2020 г.

Вы можете этого не осознавать, но вы постоянно настороже, остерегаетесь угроз, готовы действовать в любой момент. Миллионы лет эволюции заставили ваш мозг спасти вашу кожу, когда малейшая опасность угрожает вашему существованию. Если вы используете силу инструмент, например, и крошечная щепа летит к вашему глазу, один из ваши ресницы отправят сигнал в ваш мозг, который заставит вас веки закрываются в мгновение ока — достаточно быстро, чтобы защитите свое зрение.Здесь происходит то, что крошечный стимул вызывает гораздо больший и полезный отклик. Вы можете найти тот же трюк работает во всех машинах и электрических приборы, где датчики готовы включить или выключается за доли секунды с помощью умных магнитных переключателей, называемых реле. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

На фото: типичное реле со снятым пластиковым корпусом. Вы можете увидеть два пружинных контакта слева и катушку электромагнита (красно-коричневый цилиндр медного цвета) справа.В этом реле, когда через катушку протекает ток, он превращает ее в электромагнит. Магнит толкает переключатель влево, сжимая пружинные контакты вместе и замыкая цепь, к которой они прикреплены. Это реле от электронного программатора погружного нагревателя горячей воды. Электронная схема в программаторе включает или выключает магнит в заранее запрограммированное время дня, используя относительно небольшой ток. Это позволяет протекать через пружинные контакты гораздо большему току для питания элемента, который нагревает горячую воду.

Что такое реле?

Изображение: Если бы реле были собаками: Предположим, у вас есть огромная свирепая собака, которая так крепко спит, что никогда не просыпается, когда он услышал шум. В качестве сторожевой собаки это было бы бесполезно! Но что, если вы купите еще и маленькую, очень бдительную собаку? Если маленькая собака услышал шум, он начал лаять и разбудил большую собаку, которая могла бы атаковать злоумышленника. Так работают реле: они используйте небольшой электрический ток, чтобы вызвать гораздо больший.

Реле — это электромагнитный переключатель, управляемый относительно небольшой электрический ток, который может включать или выключать гораздо более мощный электрический текущий.Сердце реле — электромагнит (катушка с проводом, которая становится временный магнит, когда через него проходит электричество). Вы можете думать о реле как своего рода электрический рычаг: включите его слабым током, и он включает («усиливает») другой прибор используя гораздо больший ток. Почему это полезно? Как имя предполагает, что многие датчики являются невероятно чувствительными частями электронное оборудование и вырабатывают только малые электрические токи. Но часто они нужны нам, чтобы приводить в движение более крупные устройства, использующие большие токи.Реле перекрывают разрыв, позволяя токи, чтобы активировать более крупные. Это означает, что реле могут работать как переключатели. (включение и выключение) или как усилители (преобразование малых токи в более крупные).

Как работают реле

Вот две простые анимации, иллюстрирующие, как реле используют одну цепь для включения второй цепи.

Когда мощность протекает через первую цепь (1), она активирует электромагнит (коричневый), создавая магнитное поле (синее), которое притягивает контакт (красный) и активирует вторую цепь (2).При отключении питания пружина возвращает контакт в исходное положение, снова отключая вторую цепь.

Это пример «нормально разомкнутого» (NO) реле: контакты во второй цепи по умолчанию не подключены и включаются только тогда, когда ток течет через магнит. Другие реле являются «нормально замкнутыми» (NC; контакты соединены таким образом, что через них по умолчанию течет ток) и отключаются только при активации магнита, растягивая или раздвигая контакты.Обычно разомкнутые реле являются наиболее распространенными.

Вот еще одна анимация, показывающая, как реле связывает две цепи. вместе. По сути, это то же самое, нарисованное немного другим способом. Слева — входная цепь, питаемая от переключателя. или какой-то датчик. Когда этот контур активирован, он питает ток к электромагниту, который замыкает металлический переключатель и активирует вторую, выходную цепь (с правой стороны). Относительно небольшой ток во входной цепи, таким образом, активирует больший ток в выходная цепь:

  1. Входная цепь (синяя петля) отключена, и ток не течет через нее, пока что-то (датчик или замыкание переключателя) не включит ее.Выходная цепь (красная петля) также отключена.
  2. Когда во входной цепи протекает небольшой ток, он активирует электромагнит (показанный здесь темно-синей катушкой), который создает вокруг него магнитное поле.
  3. Электромагнит, находящийся под напряжением, притягивает к себе металлический стержень в выходной цепи, замыкая переключатель и позволяя гораздо большему току проходить через выходную цепь.
  4. Выходная цепь управляет сильноточным прибором, таким как лампа или электродвигатель.

Реле на практике

Фото: Еще один взгляд на реле. Вверху: Если смотреть прямо вниз, вы можете увидеть пружинные контакты слева, механизм переключения посередине и катушку электромагнита справа. Внизу: то же реле, снятое спереди.

Предположим, вы хотите построить систему охлаждения с электронным управлением. система, которая включает или выключает вентилятор в зависимости от комнатной температуры изменения. Вы можете использовать какую-то схему электронного термометра, чтобы почувствовать температуру, но будет производить только небольшие электрические токи — слишком малы, чтобы приводить в действие электродвигатель в большой большой вентилятор.Вместо этого вы можете подключить цепь термометра к входная цепь реле. Когда в этом цепь, реле активирует свою выходную цепь, пропустить гораздо больший ток и включить вентилятор.

Реле не всегда включаются; иногда вместо этого они очень услужливо выключают вещи. В Например, для оборудования электростанций и линий электропередачи вы найдете защитных реле , которые срабатывают при возникновении неисправностей, чтобы предотвратить повреждение от таких вещей, как скачки тока.Когда-то для этой цели широко применялись электромагнитные реле, подобные описанным выше. В наши дни электронные реле на основе интегральных схем вместо этого выполняют ту же работу; они измеряют напряжение или ток в цепи и автоматически принимают меры, если они превышают заданное предел.

Реле прочие

На фото: четыре старомодных реле максимальной токовой защиты, изображенные на устаревшей подстанции в 1986 году, незадолго до ее сноса. Фото любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

До сих пор мы рассматривали переключающие реле очень общего назначения, но есть довольно много вариантов эта основная тема, включая (и это далеко не исчерпывающий список):

  • Реле высокого напряжения: они специально разработаны для коммутации высоких напряжений и токов. значительно превышает возможности обычных реле (обычно до 10 000 вольт и 30 ампер).
  • Электронные и полупроводниковые реле (также называемые твердотельными реле или SSR): переключают токи полностью электронными, без движущихся частей, поэтому они быстрее, тише, меньше, надежнее, и служат дольше, чем электромагнитные реле.К сожалению, они обычно дороже, меньше эффективны и не всегда работают так чисто и предсказуемо (из-за таких проблем, как токи утечки).
  • Реле таймера и задержки срабатывания: они запускают выходные токи на ограниченный период времени (обычно от доли секунды до примерно 100 часов или четырех дней).
  • Тепловые реле: они включаются и выключаются, чтобы останавливать такие вещи, как электродвигатели, от перегрева, что-то вроде биметаллических ленточных термостатов.
  • Реле максимального тока и направленные реле: сконфигурированные различными способами, они предотвращают протекание чрезмерных токов в неправильном направлении по цепи (обычно в оборудовании для выработки электроэнергии, распределения или снабжения).
  • Реле дифференциальной защиты: срабатывают при несимметрии тока или напряжения в двух разных частях цепи.
  • Реле защиты по частоте (иногда называемые реле понижения и повышения частоты): Эти твердотельные устройства срабатывают, когда частота переменного тока слишком высокая, слишком низкая или и то, и другое.

Кто изобрел реле?

Фото: реле широко использовались для коммутации и маршрутизации вызовов на телефонных станциях. например, этот, сделанный в 1952 году.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Реле были изобретены в 1835 году пионером американского электромагнетизма. Джозеф Генри; на демонстрации в Колледже Нью-Джерси, Генри использовал маленький электромагнит, чтобы включать и выключать больший, и предположил, что реле можно использовать для управления электрическими машинами на очень больших расстояниях. Генри применил эту идею к другому изобретению, над которым он работал в то время, электрическому телеграфу (предшественнику телефона), который был успешно разработан Уильямом Куком и Чарльзом Уитстоном в Англии и (гораздо более знаменитым) Сэмюэлем Ф.Б. Морс в США. Реле позже использовались в телефонной коммутации и первых электронных компьютерах и оставались чрезвычайно популярными до появления транзисторов в конце 1940-х годов; по словам Бэнкрофта Герарди, в ознаменование 100-летия работы Генри по электромагнетизму к тому времени только в Соединенных Штатах работало около 70 миллионов реле. Транзисторы — это крошечные электронные компоненты, которые могут выполнять ту же работу, что и реле, работая как усилители или переключатели.Несмотря на то, что они переключаются быстрее, потребляют гораздо меньше электроэнергии, занимают небольшую часть места и стоят намного меньше, чем реле, они, как правило, работают только с небольшими токами, поэтому реле все еще используются во многих приложениях. Именно разработка транзисторов подтолкнула компьютерную революцию с середины 20-го века. Но без реле не было бы транзисторов, поэтому реле — и такие пионеры, как Джозеф Генри — тоже заслуживают похвалы!

.

Разница между поляризованными и неполяризованными реле | Средства автоматизации | Промышленные устройства

Японский (Япония) Английский (Глобальный) Английский (Азиатско-Тихоокеанский регион) Китайский (Китай)


1.Разница между поляризованными и неполяризованными реле

поляризованные Неполяризованный
Главные реле
Расположение контактов

1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c, 1a1b, 4a, 4c, 2a2b, 3a1b

1a, 1c, 2a, 2c

Тип фиксации

с

Без

Номинальная рабочая мощность
(сравнение: тип 10А)

Реле DK 200 мВт

JS реле 360 мВт

Устойчивость к вибрации и ударам

Сильнее по сравнению с неполяризованными реле.

Слабее по сравнению с поляризованными реле.

2. Особенности поляризованного силового реле

1. Тип фиксации

Энергопотребление катушки можно контролировать, так как состояние ВКЛ или ВЫКЛ контакта реле может поддерживаться с помощью импульсного входа (нулевое потребление энергии при отсутствии импульсного привода).

Неполяризованный (без фиксации) типа Поляризационные (с защелкой) типа

Ток бесконечно течет через катушку

Энергосбережение достигается с помощью импульсного привода

2.Высокая чувствительность

При сравнении при одинаковой контактной емкости поляризованные реле более чувствительны, чем неполяризованные реле.

По сравнению с коммутационной способностью 10 А Реле DK 200 мВт
JS реле 360 мВт

3. Превосходная вибростойкость

Вибростойкость (функциональная) Реле DK от 10 до 55 Гц (двойная амплитуда 3 мм)
JS реле от 10 до 55 Гц (двойная амплитуда 2 мм)

4.Превосходная коммутационная способность NC (b-контакт)

Дребезг контактов при сбросе контролируется за счет мощности постоянного магнита.
Переключающая способность NC на том же уровне, что и NO (контакт).

● Во время сброса реле
Неполяризованный Поляризованный
Отскок произносится, потому что сброс осуществляется только мощность контактной струны.
⇒ Большой урон контакту.
Положительный сброс на NC благодаря к двойной силе контакта пружина и постоянный магнит.
⇒ Небольшой урон контакту


Вернуться к началу

Силовые реле (общего назначения) Дополнительная информация

Вернуться к началу


.

Поляризация — Фотохроматические солнцезащитные очки | HowStuffWorks

Световые волны от солнца или даже от искусственного источника света, такого как лампочка, вибрируют и излучаются во всех направлениях. Независимо от того, проходит ли свет, отражается, рассеивается или преломляется, когда его колебания выстраиваются в одну или несколько плоскостей направления, говорят, что свет имеет поляризацию . Поляризация может происходить естественным образом или искусственно. Вы можете видеть пример естественной поляризации каждый раз, когда смотрите на озеро.Отраженные блики от поверхности — это свет, который не проходит через «фильтр» воды, и это причина, по которой вы часто не можете видеть что-либо под поверхностью, даже когда вода очень прозрачная.

В качестве примера искусственной поляризации посмотрите на следующую иллюстрацию:

Объявление

Этот контент несовместим с этим устройством.

Поляризованный фильтр пропускает только свет, не совпадающий с его ориентацией.

Может пройти только та часть световой волны, которая не совпадает с прорезями в фильтре. Все остальное впитывается. Свет, проходящий через фильтр, считается поляризованным.

Поляризованные фильтры чаще всего изготавливаются из химической пленки, наносимой на прозрачную пластиковую или стеклянную поверхность. Используемое химическое соединение обычно состоит из молекул, которые естественным образом выстраиваются параллельно друг другу. При равномерном нанесении на линзу молекулы создают микроскопический фильтр, который поглощает любой свет, соответствующий их расположению.

Большая часть бликов, из-за которых вы носите солнцезащитные очки, исходит от горизонтальных поверхностей , таких как вода или шоссе. Когда свет падает на поверхность, отраженные волны поляризованы, чтобы соответствовать углу этой поверхности. Таким образом, сильно отражающая горизонтальная поверхность, такая как озеро, будет производить много горизонтально поляризованного света. Следовательно, поляризованные линзы в солнцезащитных очках фиксируются под углом, который позволяет проникать только вертикально поляризованному свету .Вы можете убедиться в этом сами, надев поляризованные солнцезащитные очки и посмотрев на горизонтальную отражающую поверхность, например, на капот автомобиля. Медленно наклоните голову вправо или влево. Вы заметите, что блики от поверхности становятся ярче, когда вы настраиваете угол обзора.

Многие солнцезащитные очки, рекламируемые как поляризационные, на самом деле таковыми не являются. Перед покупкой вы можете выполнить простой тест, чтобы убедиться в этом. Найдите отражающую поверхность и держите очки так, чтобы смотреть на поверхность через одну из линз.Теперь медленно поверните очки на угол 90 градусов и посмотрите, не уменьшится или не увеличится отражающий свет. Если солнцезащитные очки поляризованы, вы увидите значительное уменьшение яркости.

Этот контент несовместим с этим устройством.

Объектив на переднем плане представляет собой поляризованный фильтр. Капот автомобиля поляризует свет. Когда объектив вращается, он почти полностью блокирует свет от бленды из-за своей поляризации.

На следующей странице мы рассмотрим фотохроматические солнцезащитные очки.

.

Роль реле и принцип его работы

Теплые подсказки: эта статья содержит около 4000 слов, а время чтения составляет около 18 минут.

Введение

Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром). Обычно используется в цепи автоматического управления. Фактически он использует небольшой ток для управления большим. «Автоматический выключатель» тока.Таким образом, он играет роль автоматической регулировки, защиты и преобразования цепи в цепи.

Каталог


Ⅰ Что такое реле

1.1 Определение реле

Реле — это устройство автоматического управления, которое изменяет выход, когда входная величина (электричество, магнетизм, звук, свет, тепло) достигает определенного значения.

Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром).Обычно используется в цепи автоматического управления. Фактически он использует небольшой ток для управления большим. «Автоматический выключатель» тока. Таким образом, он играет роль автоматической регулировки, защиты и преобразования цепи в цепи.

Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром). Обычно используется в цепи автоматического управления. Фактически он использует небольшой ток для управления большим.«Автоматический выключатель» тока. Таким образом, он играет роль автоматической регулировки, защиты и преобразования цепи в цепи.

1.2 Символ реле

Electrical Relay Symbols

Поскольку реле состоит из двух частей: катушки и контактной группы, графический символ реле на принципиальной схеме также включает две части: один длинный квадрат обозначает катушку; и один набор символов контактов указывает комбинацию контактов.Когда бесконтактная схема относительно проста, контактная группа часто рисуется непосредственно на одной стороне рамки катушки. Этот рисунок называется централизованным представлением.

1.3 Принцип работы реле

Зачем и как использовать реле | Принцип работы реле

Реле обычно относятся к электромагнитным реле, которые имеют механическое действие. Суть реле заключается в использовании контура (обычно небольшого тока) для управления включением и выключением другого контура (обычно большого тока), и в этом процессе управления два контура обычно изолированы, и его основной принцип заключается в использовать Электромагнитный эффект используется для управления механическим контактом для достижения цели переключения, и на катушку с сердечником подается напряжение — ток катушки создает магнитное поле — магнитное поле поглощает переключающий контакт действия якоря, и весь процесс » малый ток — магнито-механический — большой ток »процесс.

/6368331879127094227139549.jpg» alt=»Working Principle of Relay» title=»Working Principle of Relay» />

Нормально разомкнутый контакт, лампа и источник питания другой лампы (другой аккумулятор на рисунке) образуют петлю. Когда нормально открытый контакт замкнут, петля замкнута, и ток будет от источника питания управления.Положительный конец, протекающий через лампочку, проходит через замкнутый нормально разомкнутый контакт, а затем возвращается к отрицательному полюсу, так что лампочка загорается.

/6368331884841120151581624.jpg» alt=»Working Principle of Relay» title=»Working Principle of Relay» />

Структура реле

Поэтому и реле некоторые старые электрики называют «магнетизмом». Он использует функцию электромагнита для управления включением или отключением другой цепи. Внутри электромагнитного реле нужны катушки, железные сердечники и пружины. Он состоит из основных аксессуаров, таких как контакты. Контакты обычно имеют нормально разомкнутые контакты и нормально замкнутые контакты. У двоих часто есть общий конец. Когда катушка не находится под напряжением, нормально закрытый контакт и общий конец закорочены, а нормально открытый контакт и общий конец разомкнуты.После того, как катушка находится под напряжением, нормально открытый контакт и общий конец закорочены, а нормально закрытый контакт и общий конец разомкнуты, просто поменяны местами, чтобы можно было контролировать напряжение (ток) катушки, и цепь серией контактов можно управлять.

/6368331893783250424429633.jpg» alt=»Working Principle of Relay» title=»Working Principle of Relay» />

Реле было изобретено американскими учеными около 1831 года. Его именем назван блок индуктора.Электромагнитный эффект был открыт раньше Фарадея, но не был запатентован. После более чем 100 лет разработки реле сформировали различные формы, такие как реле времени, реле температуры, герконовые реле, тепловые реле, дифференциальные реле, оптические реле, акустические реле, реле Холла, а теперь и твердотельные реле, от механических до электронный, в различных формах.

Ⅱ Назначение реле

2.1 Обзор функций реле

a. Расширьте диапазон управления: например, когда управляющий сигнал многоконтактного реле достигает определенного значения, он может переключать, отключать и включать несколько цепей одновременно в соответствии с различными формами контактной группы.

г. Усиление : например, чувствительные реле, промежуточные реле и т. Д. С очень небольшим объемом управления могут управлять цепью очень высокой мощности.

г. Интегрированный сигнал: Например, когда несколько сигналов управления вводятся в реле с несколькими обмотками в заданной форме, после всестороннего синтеза достигается заданный эффект управления.

г. автомат, дистанционное управление, мониторинг: Например, реле на автомате вместе с другими электрическими приборами может образовывать схему программного управления, обеспечивая автоматическую работу.

2.2 Роль промежуточного реле

2.2.1 Промежуточное реле

Общая схема часто делится на две части: главную цепь и цепь управления. Реле в основном используется для цепи управления.Контактор в основном используется для главной цепи. Реле может реализовывать функцию управления одним или несколькими сигналами одним управляющим сигналом для завершения запуска и остановки. Управление, связь и другие органы управления, основным объектом управления является контактор; Контакты контактора относительно большие, а несущая способность высокая, благодаря чему осуществляется контроль от слабого электричества к сильному электричеству, а объектом управления является электрический прибор.

The Role of the Intermediate Relay

2.2.2 Использование промежуточного реле

а. Вместо контакторов малой мощности

Контакты промежуточного реле имеют определенную нагрузочную способность. Когда грузоподъемность мала, ее можно использовать для замены небольших контакторов, таких как электрические жалюзи и некоторые мелкие приборы. Это имеет то преимущество, что может не только служить целям управления, но также экономить место и делать управляющую часть устройства более хрупкой.

г. Увеличить количество контактов

В системе управления цепями контакт контактора должен управлять несколькими контакторами или другими компонентами.Его не следует подключать к другим формам, поскольку это не способствует техническому обслуживанию, но к линии добавляется промежуточное реле, которое не изменяет форму управления. И легко ремонтируется.

г. Увеличьте контактную емкость

Хотя контактная емкость промежуточного реле не очень велика, оно также имеет определенную нагрузочную способность, а ток, необходимый для его приведения в действие, мал, поэтому промежуточное реле можно использовать для увеличения контактной емкости.

г. Тип преобразователя

В промышленных линиях управления такая ситуация часто возникает. Управление требует использования нормально замкнутого контакта контактора для достижения цели управления, но нормально замкнутый контакт самого контактора израсходован, и задача управления не может быть выполнена. В это время промежуточное реле может быть подключено параллельно с исходной катушкой контактора, а нормально замкнутый контакт промежуточного реле может использоваться для управления соответствующими компонентами, а тип контакта переключается для достижения требуемой цели управления. .

эл. Тип преобразователя

В некоторых схемах управления для переключения некоторых электрических компонентов часто используются промежуточные реле, которые управляются размыканием и замыканием их контактов. Например, схема автоматического размагничивания, обычно используемая в цветных телевизорах или дисплеях, триоды управляют включением и выключением промежуточных реле, тем самым обеспечивая управление катушками размагничивания. Роль преемственности.

ф. Преобразование напряжения

Напряжение в линии управления промышленной линии управления составляет 24 В постоянного тока.Контактор KM2 должен управлять включением и выключением электромагнитного клапана KT, а напряжение катушки электромагнитного клапана составляет 220 вольт переменного тока. Подключение катушки электромагнитного клапана непосредственно к контакту контактора не принципиально, но при этом учитываются правила обслуживания и вопросы безопасности. Промежуточное реле должно быть установлено в другом месте для управления электромагнитным клапаном через промежуточное реле. Это может отделить постоянный ток от переменного, высокого и низкого напряжения. Это удобно для будущего обслуживания и способствует безопасному использованию.

г. Устранение помех в цепи

В линиях промышленного управления или компьютерного управления, хотя существуют различные меры по подавлению помех, явление помех более или менее присутствует. Общий индуцированный ток не вызывает срабатывания промежуточного реле. Только при нажатии кнопки в исходной строке промежуточное реле будет активировано, чтобы дать ПЛК нормальный входной сигнал, таким образом достигая цели устранения помех.

Ⅲ Типы реле

a. В соответствии с принципом работы или структурными характеристиками реле
1) Электромагнитное реле: Электрическое реле, которое работает за счет силы всасывания, создаваемой между сердечником электромагнита и якорем цепью внутри входной цепи.

2) Твердотельное реле: Тип реле, в котором электронный компонент выполняет свою функцию без механических движущихся частей, а вход и выход изолированы.

3) Реле температуры: Реле, которое срабатывает, когда наружная температура достигает заданного значения.

4) Герконовое реле: реле, которое размыкает, замыкает или переключает линию с помощью геркон, который герметизирован в трубке и имеет двойное действие электрической пружины и магнитной цепи якоря.

5) Реле времени: При добавлении или удалении входного сигнала выходной части необходимо задержать или ограничить время на замыкание или размыкание своего управляемого линейного реле до указанного времени.

6) Реле высокой частоты: Реле, используемое для переключения высокочастотных РЧ линий с минимальными потерями.

7) Поляризованное реле: Реле с поляризованным магнитным полем и управляющим действием, которое работает совместно с магнитным полем, создаваемым катушкой управления. Направление срабатывания реле зависит от направления тока, протекающего через управляющую катушку.

8) Другие типы реле: , такие как оптические реле, акустические реле, тепловые реле, измерительные реле, реле на эффекте Холла, дифференциальные реле и т. Д.

г. В зависимости от размера реле
1) Микрореле
2) Ультра-маленькое миниатюрное реле
3) Маленькое миниатюрное реле

Примечание: Для герметичных или закрытых реле размеры являются максимальными размерами корпуса реле в трех взаимно перпендикулярных направлениях, за исключением размеров монтажных, извлекаемых, выступающих, обжимных, фланцевых и уплотнительных швов.

г. Согласно классификации нагрузки реле
1) Реле малой мощности
2) Реле слабой мощности
3) Реле средней мощности
4) Реле высокой мощности

г.Согласно защитным характеристикам реле
1) Герметичное реле
2) Закрытое реле
3) Открытое реле

эл. В соответствии с принципом действия реле
1) Электромагнитного типа
2) Индуктивного типа
3) Выпрямленного типа
4) Электронного типа
5) Цифрового типа и т. Д.

ф. В соответствии с физическими величинами реакций
1) Реле тока
2) Реле напряжения
3) Реле направления мощности
4) Реле импеданса
5) Реле частоты
6) Газовое реле

г.В соответствии с ролью реле в схеме защиты
1) Пусковое реле
2) Измерительное реле
3) Реле времени
4) Промежуточное реле
5) Сигнальное реле
6) Выходное реле

Ⅳ Обнаружение реле

4.1 Инструкция по тестированию

a. Измерьте диапазон рабочего напряжения реле (включая минимальное напряжение включения и максимальное напряжение отключения).
г. Измерьте потребляемую мощность (номинальный ток) и внутреннее сопротивление реле.
г. Долговременные условия работы реле, выдерживаемое напряжение.
г. Описание иконки:

DC source Ammeter Voltmeter Resistance measurement Buzzer

Источник постоянного тока, амперметр, вольтметр, измерение сопротивления, зуммер

4.2 Процесс тестирования

а. Измерение внутреннего сопротивления и номинального тока
1) Тест внутреннего сопротивления: проверьте сопротивление между реле 1 и 8 футов, как показано ниже

Testing Process

2) Проверка номинального тока: 24 В постоянного тока для реле 1 и 8 и 30 секунд для считывания данных амперметра

Примечание: Для проверки тока вставьте мультиметр в порт ввода тока и отрегулируйте положение диапазона (мА), соответствующее текущему файлу.

Testing Process

г. Измерение диапазона рабочего напряжения реле

measuring the working voltage range of the relay

1) Проверка минимального напряжения замыкания: Источник питания постоянного тока начинается с 0 В, и напряжение постепенно повышается до срабатывания зуммера, записывая текущее значение напряжения U1. (Сохраняйте текущее значение подачи постоянного напряжения)

Примечание: Файлы вольтметра и зуммера на рисунке реализованы с помощью мультиметра.

2) Тест на самое высокое напряжение отключения: источник питания постоянного тока начинается с U1, и напряжение постепенно снижается до тех пор, пока зуммер не перестанет подавать сигнал тревоги, и будет записано текущее значение напряжения U2.

г. Измерьте выдерживаемое напряжение нормально разомкнутого нормально замкнутого контакта и выдерживаемое напряжение катушки и контакта

1) Подготовка перед испытанием: поверните ручку «ток утечки» на измерителе выдерживаемого напряжения на «0,5» мА, «время»

Ручка достигает «60» с, ручка «Диапазон напряжения» достигает «5» кВ, ручка «Регулировка напряжения» достигает 0 В, ручка «power» достигает «ВЫКЛ», и две выходные линии подключены к высоковольтному выходу «_DC» » , земля.

2) Измерьте испытание выдерживаемого напряжения нормально разомкнутого нормально замкнутого типа: «мощность» -> «ВКЛ.», «Регулирование напряжения» -> увеличьте до значения аварийного напряжения срабатывания тестера выдерживаемого напряжения, считайте напряжение в это время, как показано ниже:

withstand voltage tester

3) Выдерживаемое напряжение катушки и контакта: «мощность» -> «ВКЛ», «регулировка напряжения» -> 5 кВ или более, срабатывание тестера выдерживаемого напряжения не срабатывает, выдерживаемое напряжение катушки и контактов больше или равно 5 кВ, как показано ниже:

withstand voltage tester

4.3 Меры предосторожности при тестировании реле

a. При проверке номинального тока катушка в реле будет генерировать электромагнитную индукцию при внезапном приложении напряжения. Ток будет становиться все меньше и меньше. После стабилизации напряжения электромагнитная индукция исчезает, и ток становится стабильным в определенном диапазоне. Как и у OMRON G5RL-14-E, ток при включении составляет около 16–17 мА, а стабильное напряжение составляет около 14–15 мА через 4–5 минут. Но наш тест — это считывание напряжения сразу после 30 секунд включения.

г. При значении выдерживаемого напряжения нормально замкнутого нормально разомкнутого реле после первого срабатывания реле будет генерироваться электромагнитная индукция. Исчезновение электромагнитной индукции требует времени, и второе напряжение срабатывания будет намного меньше. Но тестируем напряжение при первом чтении.

г. Если вы читаете стабильное значение номинального тока, вы должны читать второе значение выдерживаемого напряжения нормально замкнутого нормально разомкнутого типа. Если вы считываете значение номинального тока в течение 30 секунд, вы должны прочитать значение выдерживаемого напряжения нормально замкнутого нормально разомкнутого типа первого действия.

Вам также может понравиться

Электрическое реле

: обзор контактов реле
Как работают реле? Функции и применение реле
Как проверить реле с помощью мультиметра?

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о