книги / Электрические аппараты автоматического управления

чиваются, в результате чего сегмент 11 сцепляется с червяком 13

иначинает подниматься вверх.

Стечением времени рычаг 14 сегмента 11 достигнет скобы 15,. укрепленной на левой половине якоря 20, и скоба 15 начнет пт>д- ниматься вверх. При этом якорь 20 поворачивается на своей оси,

ивоздушный зазор между сердечником электромагнита 1 и яко­ рем 20 с правой стороны уменьшается. При достижении некото­ рой величины правый конец якоря 20 притягивается к сердеч­ нику 1, а левый конец вместе со скобой 15 и пластинкой 17 под­ нимается вверх настолько, что замкнет контакты 16. Контакты реле будут замкнуты до тех пор, пока ток в катушке не станет меньше тока срабатывания реле. Скоба 15 воздействует на ука­ затель срабатывания (флажоку. На скобе 12 имеется стальная пластинка 4, которая притягивается к электромагниту 1 и способ­ ствует надежному сцеплению сегмента 11 и червяка 13. Если ток в катушке достигнет величины тока возврата реле, пружина 6 отводит скобу 12, в результате чего сегмент 11 выходит из зацеп­ ления с червяком 13, и реле возвращается в исходное положение. Для регулирования тока срабатывания от обмотки катушки сде­ ланы отпайки и выведены к гнездам штепсельного мостика 21. Выдержку времени реле регулируют изменением расстояния между скобой 15 и рычагом 14 сегмента. Вращая винт 18, подни­ мают или опускают рычаг 14. Установку времени действия реле регулируют по шкале с помощью указателя 3.

Якорь 20 и электромагнит 1 образуют электромагнитное реле максимального тока, позволяющее осуществить защиту с отсеч­ кой. Под отсечкой понимают устройство, позволяющее осущест­ влять срабатывание реле без выдержки времени. Когда ток, про­ текающий по катушке, достигает некоторого значения, правый конец якоря 20 притягивается к сердечнику 1 и, минуя действия индукционной части реле, замыкает контакты, т. е. реле срабаты­ вает. Время действия отсечки 0,05—0,1 сек. Ток срабатывания отсечки регулируют изменением величны воздушного зазора меж­ ду правой частью якоря 20 и сердечником 1.

Реле типа ИТ-81 имеет ограниченно зависимую токовремен­

ную характеристику /Ср=Ф На рис. 8.20, а приведена

токовременная характеристика, а на рис. 8 .2 0 , б характеристика

За единицу кратности тока срабатывания принимают ток сраба­ тывания реле.

Реле серии ИТ-80 — комбинированное и в этом смысле слож­ ное реле. Оно совмещает свойства реле тока мгновенного дей­

ствия, реле с выдержкой времени, указательного реле и проме­ жуточного, если учесть способность контактов отключать значи­ тельные токи. Коэффициент возврата индукционной системы реле

машин, трансформаторов и линий передач от перегрузок и корот­ ких замыканий. Серия включает реле типов ИТ-81, ИТ-82, ИТ-83, ИТ-84, ИТ-85 и ИТ-8 6 .

Индукционное реле мощности серии ИМБА (ИМБ171А и ИМБ178А) (рис. 8.21, а) применяются в различных схемах защиты и автоматики электрических цепей в качестве реле на­ правления мощности.

Статор таких реле представляет собой замкнутую магнитную систему 6 с четырьмя полюсами, перпендикулярными друг другу и лежащими в одной плоскости. Одна пара токовых катушек 7 расположена на двух взаимопротивоположных полюсах 11—8 и соединена между собой так, что создает поток Фи проходящий через эти полюса. Четыре катушки напряжения 9 находятся на ярме 6 и соединены между собой так, что создают магнитный поток Ф2, проходящий через полюса 12 и 10. Потоки ф 4 и ф 2 сме­ щены в пространстве относительно друг друга на 90° д ля умень­ шения магнитного сопротивления между полюсами помещен цилиндрический стальной сердечник 1. Между сердечником и

полюсами помещен ротор реле — алюминиевый стакан 4, укреп­ ленный на оси 5.

Взаимодействие магнитных потоков и токов, наводимых в ро­ торе, создает в нем вращающий момент

if V r - <

где k — коэффициент пропорциональное^!^

у — угол сдвига фаз во времени между потоками Ф4 и Ф2.

Если выразить потоки Ф1 и Ф2 соответственно через ток / ка­ тушек 7 и напряжение U катушек 9, а угол у через угол между

током / и напряжением U, то общая характеристика реле мощ­ ности выразится

от схемы внутренних соединений и конструктивных осо­ бенностей реле.

На оси 5 укреплен изолированный от нее серебряный подвиж­ ный контакт 3, который при вращении стакана 4 касается под­

вижного контакта 2. В обесточенном состоянии реле контакты разомкнуты благодаря действию спиральной пружины 2.

Индукционное реле частоты типа ИВЧ-011А (рис. 8 .2 1 , 6 ) применяется в электрических сетях переменного тока для конт­ роля уровня частоты. Статор реле представляет собой замкнутую магнитную систему 11 с четырьмя полюсами, перпендикулярными друг другу и лежащими в одной плоскости. На ярме расположены четыре катушки 14, соединенные между собой последовательно и образующие с конденсатором С одну из параллельных цепей реле — индуктивно-емкостный контур. Катушки 14 при прохож­ дении по ним тока создают магнитный поток Ф4, проходящий через полюсы 12—15. На полюсах 16—13 расположены катушки /, соединенные между собой последовательно и образующие с со­ противлениями R и реостатом Р другую параллельную ветвь реле — активно-индуктивный контур. Обе параллельные ветви присоединены к зажимам реле, на которые подается контроли­ руемое напряжение. Катушки 1 при прохождении по ним тока создают магнитный поток Ф2, проходящий через полюсы 16—13. Для уменьшения магнитного сопротивления в центре статора между полюсами укреплен стальной цилиндрический сердечник 2. В воздушном зазоре между полюсами и сердечником 2 располо­ жен ротор реле-алюминиевый стакан 10, укрепленный на оси 3. Ось 3 имеет полированные цапфы 6 , которые вращаются в верх­ нем 5 и нижнем подшипниках.

На оси 3 укреплен изолированный от нее серебряный мосток 5, который при вращении стакана 10 по часовой стрелке (при виде сверху) замыкает неподвижные контакты 9 и 7.

В обесточенном состоянии реле контакты разомкнуты благо­ даря действию спиральной пружины 4.

Взаимодействие магнитных потоков с индуктированными ими токами в стакане 9 создают в последнем вращающий момент, по

Установка частоты срабатывания регулируется плавно при помощи встроенного внутрь реле, сдвоенного реостата Р (при увеличении сопротивления реостата уменьшается частота сраба­ тывания). Шкала реле обозначена в гц. Данные реле: номиналь­ ное напряжение 1 0 0 в, номинальная частота 500 гц, пределы регу­ лирования частоты срабатывания от 49 до 45 гц.

8.2.3. Слаботочные реле постоянного тока

Поляризованные реле. Поляризованные реле называются так потому, что их срабатывание зависит от полярности тока катушки. От неполяризованных (нейтральных) реле они отлича­ ются тем, что, кроме магнитного потока, который создается об­ моткой электромагнита, в них имеется дополнительный поляри­ зующий поток, который, как правило, создается постоянным маг-

Рнс. 8.22

нитом. Поляризованные реле имеют более высокую чувствитель­ ность, чем нейтральные. Мощность их срабатывания составляет 0 ,0 1 —0 , 0 0 1 втув то время как наиболее чувствительные нейтраль­ ные реле имеют мощность срабатывания 0,5—1 вт.

По характеру исполнения магнитной цепи поляризованные реле делятся на реле с последовательной, с параллельной и с мостиковой магнитной цепью.

В поляризованном реле с последовательной магнитной цепыо (рис. 8 .2 2 , а) рабочий и поляризующий магнитные потоки имеют один и тот же путь, последовательно проходя все участки маг­ нитной цепи. Если рабочий и поляризующий потоки действуют согласно, то якорь притягивается, в противном случае — нет. Якорь возвращается в положение наибольшего зазора с помощью пружины.

Чувствительность таких реле невысокая, так как магнитная проницаемость постоянного магнита значительно ниже стали сердечника электромагнита. Постоянный магнит подвергается сильному размагничивающему действию со стороны рабочей обмотки, что может нарушать работоспособность реле. Поэтому такие реле в настоящее время применяются редко.

В поляризованном реле с параллельной матнитной цепыо (рис. 8 .2 2 , б) якорь размещается между двумя полюсными баш­ маками так, что магнитный поток постоянного магнита, проходя по якорю, разветвляется на две составляющие Ф' и Ф", выходя-

щие из него в две противоположные стороны — к левому и пра­ вому башмакам. Когда якорь находится в среднем положении, силы притяжения якоря к полюсам равны и суммарная сила рав­ на нулю. Якорь находится в неустойчивом равновесии. При ма­ лейшем смещении якорь займет крайнее левое или правое поло­ жение. При появлении тока в обмотке реле магнитный поток Фэ в одном башмаке будет направлен против магнитного потока постоянного магнита, а в другом — будет действовать согласно

Рис. 8.23

сним. В результате якорь реле будет притянут к тому башмаку,

вкотором магнитные потоки направлены согласно. Таким обра­ зом поляризованные реле с параллельной магнитной системой используют дифференциальный принцип действия, что обеспечи­ вает повышенную чувствительность и скорость срабатывания

принципу. Разница в том, что там суммирование потоков проис­ ходит в двух местах, а здесь — в четырех. Благодаря этому маг­ нитный поток в якоре в момент срабатывания реле равен нулю. Это обстоятельство способствует повышению чувствительности реле.

Реле с последовательной магнитной цепью могут быть только реле двухпозиционными одностороннего действия с возвратом за счет пружины. Характеристика действия такого реле приведена на рис. 8.23, а. В таком реле при отсутствии тока в обмотке якорь всегда находится у одного полюса магнитной системы. Реле срабатывает только при определенном направлении тока в об­ мотке. При исчезновении тока якорь возвращается в исходное положение (сплошная линия).

Реле с параллельной магнитной цепью могут иметь различные характеристики. Наиболее распространенной для них будет ха-

рактеристика, приведенная на рис. 8.23,6. Такое реле является двухпозиционным, двустороннего действия. Срабатывание реле произойдет при направлении тока в обмотке, противоположном направлению при предыдущем срабатывании. После срабатыва­ ния якорь остается в том положении, в котором он находился, в положении срабатывания. У такого реле один из контактов всегда замкнут.

21 20 19 18 17 16

Реле с мостиковой магнитной цепью могут иметь различные характеристики, но наиболее типичной является характеристика трехпозиционного реле (рис. 8.23, в). Если обмотка реле не об­ текается током, то якорь находится в среднем положении между полюсами, и оба контакта разомкнуты. При протекании тока

вобмотке якорь будет притянут к левому или правому контакту

взависимости от направления тока в обмотке. Якорь возвращает­ ся в среднее положение с помощью пружины. Часто в качестве пружины используется пластинка, на которой закреплен якорь.

На рис. 8.24 приведен общий вид поляризованного реле типов РП-4, РП-5 и РП-7, которые применяются в схемах автоматики,

устройствах связи и сигнализации. Реле РП-4 и РП-7 двухпози­ ционные, реле РП-5 трехпозиционное. На рис. 8.24: цоколь 1 со штепсельным разъемом и двумя штырями для крепления штеп­ сельного разъема в панели, 2 — корпус из силумина, в который запрессован Г-образный постоянный магнит 7 и стальной вкла­

дыш 6 с отверстиями для крепежных вин­ тов <5, 3 — разъемный магнитопровод с по­ люсными наконечниками 5, которые крепятся к основанию винтами <9, 4 — катушка с об­ моткой, 9 — якорь, связанный со скобой 10 плоской пружиной //, которая является осью вращения якоря. Винтами крепления 12 скоба с якорем крепится к фарфоровому основанию 13 контактной системы. 22 и 15— стойки с регулировочными винтами 21 и 16 и стопорными винтами 20 и 17. Винтами 14 фарфоровое основание контактной системы крепится к основанию реле. Якорь имеет на конце две пружины 18 из оловянно-фосфо­ ристой бронзы толщиной 0,2 мм. На концах пружин укреплены подвижные контакты 19, которые выполнены из платины и имеют сферическую форму. Кроме регулировочных винтов 21 и 16 неподвижных контактов, ряд других деталей также представляет некото­

рые возможности для регулировки реле. Полюса магнитопровода могут несколько сдвигаться и раздвигаться на винтах 8. Фарфо­ ровое основание контактной системы также может несколько

.сдвигаться на винтах 14. Скоба крепления якоря также может несколько смещаться вверх и вниз. Перемещая эти детали, можно осуществлять регулировку реле. Реле типов РП-4, РП-5 и РП-7 могут иметь от 1 до 7 отдельных обмоток. Напряжение цепи, тВ которую включаются контакты реле, 24 в, а ток при активной нагрузке — не более 0,2 а. Расстояние между подвижным и не­ подвижным контактами в пределах 0,06—0,08 мм. Ток срабаты­ вания реле от 0,4 до 13 ма. Для создания контактного давления в 7 г, при котором контакты не вибрируют, необходим ток, пре­ вышающий в 5—10 раз ток срабатывания.

Кроме описанных поляризованных реле, имеются и другие типы реле различного назначения.

Язычковые реле (рис. 8.25) представляют собой катушку /, внутри которой расположен один или несколько магнитоуправ­ ляемых контактов 2 (см. рис. 5.10 и 5.11). Снаружи реле защи­ щено стальным чехлом (кожухом). Ампер-витки срабатывания реле с одним замыкающим контактом лежат в пределах от 50

до ПО ав, а отпускания от 20 до 60 ав. Коэффициент возврата

и 60 в. Коммутируемый ток до 1 а, а мощность до 15 вт. Достоинством реле является простота конструкции, высокая

надежность, большой срок службы (на два порядка выше, чем для реле, контакты которого работают на воздухе), малое время срабатывания (0,5—2 м/сек). Недостатки реле: сравнительно небольшие коммутируемые токи, низкая перегрузочная способ­ ность контактов, дребезжание контактов, неприспособленность для коммутации очень малых напряжений. Эти реле применяются в радиоэлектронных устройствах, автоматических системах управления, счетно-решающих устройствах и др.

Миниатюрные язычковые реле с одним магнитоуправляемым контактом бывают диаметром от 9—19 мм, длиной 24—35 мм, объемом 1 ,8 —9 см3, весом 5—2 0 г. Ампер-витки срабатывания 20—50 ав, отпускания 8—30 ав. Коэффициент возврата 0,2—0,6. Мощность срабатывания 0,02—0,15 вт. Номинальное напряжение: 6 , 12, 26, 48 и 125 в. Ток, коммутируемый реле, 0,1—0,125 а, а мощ­ ность 3—4 вт.

Вакуумные язычковые реле содержат вакуумные магнито­ управляемые контакты. Применяются для коммутации токов от 3 до 4 а и напряжений до 5000 в.

Реле типа РКН (рис. 8.26) имеет круглый сердечник, Г-образ- ный корпус и Г-образный якорь, вращающийся на «ножевой» опоре — трехгранной призме, сделанной заодно с корпусом. Контактная система состоит из одной или двух контактных групп. Ток срабатывания 1,3—35 ма. Реле применяется в схемах авто­ матики подвижных объектов, в установках связи и сигнализации.

Реле типа РКМ-1 имеет уменьшенный габарит с круглым сердечником и предназначено для работы в переносной и под­ вижной аппаратуре автоматики. Реле похоже по конструкции на реле РКН, но с той разницей, что якорь не имеет «ножевой» опоры. Ток срабатывания 3,5—24 ма.

Реле с плоским сердечником типа РПН (рис. 8.27) отличается конструктивно от предыдущих двух тем, что имеет плоский сердечник и Г-образный плоский якорь. Контактная система состоит из одной, двух и трех контактных групп. Ход якоря 1,1 —1,5 мм. Ток срабатывания реле 1,8—22 ма.

Миниатюрное реле типа РЭС10 (рис. 8.28) предназначено для эксплуатации в передвижной аппаратуре. Реле имеет алюминие­ вый чехол. Вес реле 7,5 г. Время срабатывания не более 8 м/сек, ток срабатывания 6—80 ма.

Сверхминиатюрное реле типа РЭС15 (рис. 8.29) имеет вес не более 3 , 2 г, защищено алюминиевым чехлом, мощность срабаты-