Электромагнитные реле переменного тока. Отличия реле постоянного и переменного тока

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 φИ>φД и φИ<φД, 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.

 

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Реле тока, виды и применение

 

Реле тока – устройства, чаще всего используемые для сигнализации превышения тока в контролируемой цепи, а также для отключения электрических цепей, в случае возникновения перегрузок и коротких замыканий. Применяемые реже реле минимального тока, наоборот, предназначены для размыкания цепей в случае достижения в них определенного минимального его значения.

Существует много различных типов токовых реле (в дальнейшем ТР), отличающихся принципом действия и конструктивным исполнением. «Классическое» ТР представляет собой катушку с железным сердечником и подпружиненный подвижный якорь, управляющий контактами.

При прохождении тока по катушке создаётся магнитное поле, под действием которого сердечник катушки намагничивается и притягивает якорь, вызывая срабатывание контактов.

В отличие от реле напряжения катушка ТР содержит небольшое количество витков провода довольно большого диаметра (зависит от величины тока, на который оно рассчитано) За счёт чего и достигается небольшое падение напряжения на катушке, что важно, так как катушка включается последовательно с контролируемой цепью.

Некоторые ТР имеют регулировку тока срабатывания, которая чаще всего осуществляется изменением натяжения пружины якоря. Диапазон регулировки может составлять десятки процентов. Реле переменного тока (для контроля больших токов) может быть включено через трансформатор тока.

Важнейшей характеристикой ТР является время его срабатывания. У реле максимального тока, время срабатывания должно быть как можно меньше и может достигать десятков миллисекунд. Эти устройства используются для защиты от коротких замыканий.

Для защиты от длительных перегрузок вместе с этими устройствами используют реле времени, осуществляющие задержку отключения защищаемой цепи. Это исключит возможные ложные срабатывания при кратковременных превышениях тока. Время срабатывания, обычно регулируется.

Тепловое ТР представляет собой биметаллическую пластину с нагревательным элементом из материала с высоким удельным сопротивлением (нихром). Она состоит из двух материалов с разными коэффициентами теплового расширения. При нагревании, пластина изгибается, воздействуя на исполнительный механизм.

Время срабатывания теплового ТР зависит от величины тока, превышающего номинальное значение уставки ТР. Получается это вследствие того, что чем больше ток, тем быстрее происходит разогрев биметалической пластины и время срабатывания, соответственно уменьшается.

Такая характеристика в большинстве случаев является предпочтительной. Поэтому из-за простоты конструкции и надежности в работе, тепловые ТР, как и реле электромагнитного типа, получили очень широкое распространение.

Трёхполюсные тепловые ТР, совместно с электромагнитными пускателями, применяются, чаще всего для защиты электродвигателей. Они имеют регулировку тока срабатывания (в пределах +/- 5-10%) кнопку возврата.

Реле упомянутых типов совместно применяются и в автоматических выключателях, используемых как в быту, так и в промышленности. В корпусе автоматического выключателя размещается электромагнитное реле максимального тока для защиты от коротких замыканий и тепловое ТР для защиты от перегрузок.

При установке управляющего флажка автомата в положение «включено», замыкаются контакты, включающие электрическую цепь, взводится пружина и срабатывает фиксатор, удерживающий это положение. Срабатывание любого токового реле приводит к освобождению фиксатора и под действием возвратной пружины контакты автоматического выключателя размыкаются (состояние «выключено»).

Электронные ТР используется для мгновенного или с минимальной задержкой отключения оборудования при перегрузке по току. Электронная схема реле обрабатывает сигнал в соответствии с заданными характеристиками. Как правило, можно установить максимально допустимый ток и необходимое время задержки отключения при перегрузке.

Кроме того, возможно и полное отключение функции контроля при пуске оборудования на некоторое время, во избежание ложных срабатывание из-за возникновения в цепи больших пусковых токов.

Электронные ТР могут быть как переменного, так и постоянного тока. Их выходы, непосредственно управляющие нагрузкой, могут быть выполнены бесконтактными. Это могут быть тиристоры, симисторы, IGBT, МОП транзисторы, а так же их оптоэлектронные аналоги.

ТР может входить в состав некоторых устройств (бесконтактных пускателей, регуляторов мощности и т.п.). Так, в аналоговых электроприводах это часть схемы, а в цифровых электроприводах это функция программы управления. Параметры защиты по току задаются в настройках устройства.

volt220.ru

Реле постоянного тока

В системах регулирования движения поездов применяются реле, с помощью которых производят различные переключения электрических цепей для осуществления схемных зависимостей между состоянием пути, положением стрелок и показанием сигнала, необходимых для обеспечения безопасности движения поездов.

Реле представляет собой элемент, в котором при плавном изменении входной величины (тока, напряжения) происходит скачкообразное изменение выходной величины (перемещение якоря у контактных реле, изменение внутреннего электрического или

магнитного сопротивления у бесконтактных реле). Большое распространение получили электрические контактные реле, в частности, электромагнитные, у которых скачкообразное изменение тока во входной цепи достигается физическим ее разрывом. Такие реле просты и надежны в работе и обеспечивают независимое переключение большого числа выходных цепей. Реле имеет два устойчивых состояния: рабочее (под током), при котором реле

возбуждено и якорь его притянут, т.е. замкнуты верхние (фронтовые) контакты; нерабочее (без тока), при котором реле обесточено и якорь отпущен, т.е. замкнуты нижние (тыловые) контакты.

По принципу действия реле СЦБ подразделяются на электромагнитные, у которых при протекании электрического тока по обмотке возникает магнитное поле, которое действует на подвижныйякорь, притягивая его к сердечнику и переключая связанные с якорем контакты, и индукционные, которые работают под действиемпеременного магнитного поля, создаваемого одним элементом реле,с током, индуцированным в подвижном секторе магнитным полемдругого элемента.

В зависимости от рода питающего тока реле могут быть постоянного, переменного и постоянно-переменного тока.

Рис.1.2 Устройство реле

Электромагнитное реле постоянного тока (рис. 1.2, а) состоит из катушки 3, надетой на сердечник 4, ярма 5, подвижного якоря 2 и связанных с ним контактов 1. Катушка, или обмотка реле служит для создания магнитного потока, а сердечник — для его усиления.

Ярмо предназначено для получения непрерывного магнитопровода, подвижной частью которого является якорь. При отсутствии тока в катушке реле якорь отпущен, замкнут нижний (тыловой) контакт О—Т. При пропускании тока в катушке создается магнитный

поток, сердечник намагничивается и притягивает к себе якорь, в результате чего размыкается контакт О—Т и замыкается верхний (фронтовой) контакт О—Ф. У такого реле якорь притягивается при прохождении тока по катушке в любом направлении, поэтому это

реле называют нейтральным.

Реле, у которого якорь переключается в зависимости от направления прохождения тока в катушке, называется поляризованным. Поляризованное реле (рис. 1.2, б) состоит из сердечника 1, на который надеты катушки 2 и 6, соединенные последовательно, из постоянного магнита 3, поляризованного якоря 5 и связанных с ним кон- тактов 4. Постоянный магнит обеспечивает переключение якоря при изменении направления тока в обмотке реле и удерживает якорь в заданном положении при отсутствии тока в обмотке.

К конструкции реле предъявляют высокие требования надежности, долговечности и четкости работы, так как от правильной работы реле зависят безопасность движения поездов и бесперебойное действие систем регулирования движения. По надежности действия реле бывают первого (I) и низшего классов надежности. Класс надежности определяется сочетанием следующих основных факторов: наличием гарантии возврата якоря под

действием собственного веса при выключении тока в обмотке реле, степенью несвариваемости фронтовых контактов, состоянием контактной системы — открытая или закрытая.

К реле I класса надежности относятся такие, у которых возврат

якоря при выключении тока в обмотке обеспечивается с максимальной гарантией под действием веса якоря, а для контактных поверхностей применяются несвариваемые материалы, контактная же система закрытая. Такие реле применяются во всех ответственных

схемах, обеспечивающих безопасность движения, без дополнительного схемного контроля отпускания якоря реле.

К реле низших классов надежности относятся такие, у которых отпускание якоря гарантируется в меньшей степени и происходит под действием веса якоря и реакции контактных пружин, и у которых возможно сваривание контактов. Эти реле используют в схемах, непосредственно не связанных с обеспечением безопасности движения поездов (в схемах контроля и индикации). Если такие реле применяют в ответственных цепях, то обязателен схемный контроль притяжения и отпускания якоря реле. По числу рабочих позиций реле делятся на двух- и трехпозиционные. По числу контактных групп реле бывают одноконтактные (с одной контактной группой) и многоконтактные (с двух-, четы-рех-, шести- и восьмиконтактными группами), а также одно-, двух- и многообмоточные. По времени срабатывания реле подразделя-ют на: быстродействующие — с временем срабатывания на притяжение и отпускание якоря до 0,03 с; нормальнодействующие — с

временем срабатывания до 0,2 с; медленнодействующие — с временем срабатывания до 1,5 с; временные — с временем срабатывания свыше 1,5 с. По мощности, необходимой для срабатывания реле (притяжение якоря реле), реле подразделяют на маломощные, у которых мощность срабатывания 1...3 Вт; средней мощности 3...10 Вт; мощные —

более 10 Вт.

В эксплуатируемых системах регулирования движения используются в основном ш т е п с е л ь н ы е р е л е , которые отличаютсяот реле с контактно-болтовым соединением конструкцией и способом включения в схемы.

Реле СЦБ имеют определенное условное обозначение (маркировку), состоящее из букв и цифр, занимающих определенное место в обозначении. Первая буква или сочетание двух первых букв в обозначении указывает на физический принцип действия реле: Н — нейтральное, П — поляризованное, К — комбинированное, СК — самоудерживающее комбинированное, И — импульсное, ДС — двухэлементное секторное (индукционное реле переменного тока). Буква М, стоящая на втором месте в условном обозначении штепсельных реле, указывает на малогабаритное исполнение реле. У реле, предназначенных для использования в автоблокировке, на первом месте стоят две буквы АН: первая буква А указывает на то, что реле автоблокировочное малогабаритное, а вторая буква — на принцип

действия реле. У пусковых реле в условном обозначении имеется буква П, а у реле с выпрямителем — буква В. Штепсельное соединение реле с другими приборами обозначается буквой Ш.

В обозначении медленнодействующих реле присутствует допол-нительная буква: М — обозначает реле с замедлением на отпускание якоря с помощью медной гильзы, Т — реле с замедлением на срабатывание с помощью термоэлемента. После указанных букв ставится цифра, характеризующая число контактных групп (НМШ1, АНШ2, НМПШ3 и т.д.). Второе число, отделенное _______дефисом, обозначает сопротивление обмотки реле постоянному току в омах (НМШМ2—640, НМПШ2—400 и т.д.).

У некоторых типов реле эта система обозначений не выдерживается. Так, в обозначении аварийных и огневых реле (АСШ, ОМШ) первая буква характеризует назначение реле. Наряду с электрическими контактными реле все большее применение получают полупроводниковые приборы релейного действия (бесконтактные реле) и микроэлектронные приборы, использующие интегральные микросхемы и микропроцессорную технику.

Реле постоянного тока по принципу действия являются электромагнитными, а по конструкции подразделяются на следующие типы:

Нейтральные реле НМШ, НШ, АНШ. Это двухпозиционные реле

с одним якорем, который притягивается к полюсам катушек при прохождении через них постоянного тока в любом направлении, т.е. реле нейтральны к полярности постоянного тока. Все эти реле относятся к 1 классу надежности и могут быть нормально- и медленнодействующими. По принципу действия относятся к электромагнитным.

Нейтральное малогабаритное штепсельное реле типа НМШ (рис. 1.3, а) состоит из сердечника 4 с надетыми на него катушками 5и 6, Г-образного ярма 2 и якоря 7 с противовесом 3

Рис. 1.3. Нейтральное реле НМШ

Бронзовый упор 8 на якоре исключает его залипание, так как он препятствует касанию якоря в притянутом положении к полюсу сердечника 4. Якорь двумя тягами 9 управляет контактной системой. Фронтовые контакты Ф-1 изготавливают из угля с серебряным наполнением, а общие О 11 и тыловые Т 10 — из серебра. Такое сочетание материалов исключает сваривание фронтовых контактов с общими при пропускании по ним тока значительной величины. Условное обозначение реле и его контактов, а также нумерация

контактов показаны на рис. 1.3, б.

Реле РЭЛ (рис. 1.4) имеет две независимые обмотки 2, каждая из которых состоит из двух катушек, расположенных на разных сердечниках. Магнитная система реле разветвленная, содержит якорь 5, ярмо 1 и два сердечника 11, на каждом из которых расположено по две катушки. Якорь закреплен на ярме при помощи скобы 6 и может свободно поворачиваться при работе реле. На якоре прикреплена бронзовая пластина 4, которая обеспечивает зазор между якорем и обоими сердечниками. Для утяжеления якоря имеются два груза 3, которые закреплены на якоре изгибом планки 7. Контактная система содержит восемь независимых контактов. Каждый переключающий контакт состоит из фронтового 8, подвижного 9 и тылового 10 контактов. Контактная система выполнена в виде отдельного узла, закрепленного на ярме. Контакты размещены в один ряд. Реле закрыто прозрачным колпаком и запломбировано.

 

Рис. 1.4. Реле типа РЭЛ

 

Контактная система содержит восемь независимых контактов. Каждый переключающий контакт состоит из фронтового 8, подвижного 9 и тылового 10 контактов. Контактная система выполнена в виде отдельного узла, закрепленного на ярме. Контакты размещены в один ряд. Реле закрыто прозрачным колпаком и запломбировано.

Поляризованное реле ИМШ. Оно двухпозиционное, имеет в магнитной системе постоянный магнит, под действием которого якорь переключается из одного положения в другое в зависимости от направления тока в обмотке реле. Реле ИМШ быстродействующее и

не относится к реле 1 класса надежности. Оно предназначено для импульсной работы, их магнитная система может выполняться с нейтральной регулировкой якоря и с регулировкой на преобладание, т.е. с возвращением его в исходное положение при выключении тока.

Поляризованные импульсные реле нашли широкое применение в устройствах СЦБ в качестве путевых реле в перегонных рельсовых цепях, так как они обладают высокой чувствительностью и большой скоростью срабатывания от импульсов тока. Импульсные

реле в цепях постоянного тока благодаря регулировке положения якоря в магнитной системе могут работать от токов одного направления или токов разных направлений, т.е. обладают избирательностью к направлению постоянного тока. В устройствах СЦБ наибольшее распространение получили импульсные малогабаритные штепсельные реле типа ИМШ.

Комбинированные реле КМШ, КШ. Они трехпозиционные с нейтрально поляризованной системой, имеющей один нейтральный и один поляризованный якорь. Нейтральный якорь этих реле устроен и работает так же, как и у нейтральных реле, т.е. его переключение не зависит от полярности постоянного тока в обмотке реле.

Переключение поляризованного якоря из одного положения в другое у таких реле происходит в зависимости от направления тока в обмотке реле. При возбуждении комбинированных реле первым срабатывает поляризованный якорь, а затем притягивается нейтральный якорь, а при смене полярности тока в обмотке реле происходит кратковременное отпускание якоря. Комбинированные реле по времени срабатывания относятся к нормально действующим.

Кодовые реле КДРШ — двухпозиционные с одним нейтральным якорем, работающим независимо от направления тока в обмотке реле. Эти реле относятся к низшему классу надежности действия, а по времени срабатывания могут быть нормально- и медленнодействующими.

Кодовые реле КДР, КДРШ представляют собой электромагнитные реле постоянного тока облегченной конструкции. В кодовых реле используются три разновидности магнитной системы: неразветвленная с Г-образным ярмом, разветвленная с П-образным ярмом и усиленная разветвленная в медленнодействующих реле.

 

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Реле тока - разновидности и устройство

Реле тока – это устройство, которое часто используется для сигнализации о превышении тока в определенной контролируемой цепи. Также его используют для отключения электрической цепи при возникновении коротких замыканий или перегрузок. Реле тока минимального применяют гораздо реже. Такие устройства предназначены для разрывания электрической цепи при достижении определенного минимального значения тока.

Есть много различных видов такого электрического приспособления, как реле тока. Они отличаются конструктивным исполнением и принципами действия. Если говорить о так называемом классическом приборе, то он представляет собой подвижный якорь на пружинах, который управляет контактами, и катушку с сердечником (обычно железным). Когда ток проходит по катушке, создается определенной величины магнитное поле. Про действием этого магнитного поля намагничивается сердечник катушки и начинает притягивать якорь. Таким образом, будут срабатывать контакты.

Катушка такого прибора содержит немного витков, однако провод имеет большой диаметр (в отличие от, например, того же реле напряжения). Диаметр провода напрямую зависит от тока, точнее, от величины значения расчетного тока. За счет этого достигается некоторое падение напряжения. Это очень важно, ведь катушка подключается последовательно в контролируемую цепь.

Некоторые реле постоянного тока имеют регулируемый ток срабатывания. Чаще всего это достигается благодаря изменению натяжения пружины якоря. Реле тока переменного, которое используется, чтобы контролировать большие токи, может включатся через трансформаторы.

Самой важной характеристикой такого защитного устройства является время срабатывания. Приборы такого типа, которые можно использовать для защиты от коротких замыканий, имеют время срабатывания не более чем несколько десятков миллисекунд.

Твердотельное реле постоянного тока осуществляет задержку при отключении цепи. Это исключает возможность ложного срабатывания в случае кратковременного повышения тока. У такого устройства обычно есть регулирование времени срабатывания.

Одним из наиболее распространенных видов защитных устройств является тепловое реле тока. Оно представляет собой биметаллическую пластинку, снабженную нагревательным элементом, сделанным из материала с высоким значением удельного сопротивления (например, из нихрома). Пластина состоит из материалов с разным коэффициентом теплового расширения, которая изгибается при нагревании и воздействует на механизм реле. Время срабатывания такого устройства зависит от тока - чем он больше, тем быстрее разогреется пластина, и тем меньше время срабатывания. 

 Электронное реле тока используют для фактически мгновенного отключения при перегрузке. Схема электронного реле может обработать сигналы в соответствии с заданными заранее параметрами и характеристиками. Можно установить допустимый максимальный ток и время задержки при отключении. Такие реле тока могут быть и переменные, и постоянные. Эти приборы часто входят во встроенном виде во многие устройства.

fb.ru

Чем отличается реле от контактора: особенности и отличия

Для работы различных электротехнических устройств применяют большое количество разнообразного коммутационного оборудования. В зависимости от назначения и параметров потребления используют большой диапазон электротехнической арматуры. Для включения света в квартире – нужен выключатель. На телефонной станции для соединения с абонентом – можно использовать реле. Запустить в работу электродвигатель средней мощности – используй пускатель. Для подключения питания на двигатель тепловоза – нужен контактор. Почему? Чем отличаются эти коммутационные электротехнические устройства?

Принцип работы реле

Реле – электронное или электромеханическое устройство, которое предназначено для коммутации электрической цепи под действием управляющего сигнала. Чаще всего это катушка, намотанная на сердечник. Под действием приложенного напряжения через нее проходит электрический ток, который создает магнитное поле. Это поле притягивает к сердечнику пластину, которая соединена с исполняющими контактами, коммутирующими вторичную цепь. Как правило, реле коммутирует сигналы с малыми токами и напряжениями.

Автомобильное реле

В паспорте реле указан параметр: напряжение срабатывания. Это говорит о том, что при напряжениях ниже указанной границы, реле будет выключено. При превышении верхней границы оно может выйти из строя.

Классификация реле

По характеру приложенного к сердечнику напряжению реле бывают:

• Постоянного тока.
• Переменного тока.
• Поляризованные.

В зависимости от вида контактной группы:

• Включающие.
• Выключающие.
• Переключающие.

Описание работы контактора

Контактор. Электротехническое устройство по своему принципу работы и устройству похожее на работу реле. При подаче напряжения на управляющую обмотку происходит притягивание рабочей части к сердечнику и с помощью дополнительных контактов блокирование его в этом положении – при снятии управляющего сигнала контактор находится в рабочем положении. Рабочая контактная группа соединяет потребителя с источником тока. Параметры вторичной цепи могут быть намного больше, чем управляющие. Это позволяет с помощью сигнала малой мощности коммутировать очень большие мощности на выходе. Контактор предназначен для коммутации силовых цепей.

Контактор

Классификация контакторов

По виду приложенного напряжения:

• Постоянного напряжения.
• Переменного напряжения.

По роду тока во вторичной цепи:

1. Постоянного тока.
2. Переменного тока.

По количеству коммутируемых полюсов:

• Один полюс.
• Два полюса и т.д.

По наличию устройства гашения дуги:

• Присутствует устройство гашения.
• Отсутствует.

При срабатывании устройства в сети возникают импульсы, которые вредно влияют на другие системы, получающие электропитание из этой же сети, возникают так же и радиопомехи.  Соседние устройства могут работать неправильно в этих условиях. Для исключения этого эффекта, некоторые типы контакторов комплектуются системой защиты от помех, которые сами вырабатывают.

Принцип работы контактора: на катушку подается электрически ток, который создает электромагнитное поле, которые намагничивает сердечник.

При включении больших нагрузок имеющих индуктивный характер с помощью контактора, между его контактами возникает электрическая дуга, приводящая к обгоранию активного вещества на пластинах коммутации. Обычно, для улучшения характеристик в месте соединения, используют серебро. Оно имеет довольно большую цену и в случае выгорания приводит к дополнительным расходам на восстановление или замену.

Для того, чтобы исключить этот недостаток, контакторы оснащают дополнительными устройствами, способными гасить возникающую во время соединения электрическую дугу. Контакторы способны соединять нагрузку с очень большим напряжением и током.

Чем похожи реле и контакторы?

	Реле	Контактор
Наличие катушки индуктивности для срабатывания устройства	Присутствует	Присутствует
Наличие сердечника для электромагнитного срабатывания	Да	Да
Наличие контактной группы вторичной цепи	Есть	Есть
Возврат в исходное состояние при снятии напряжения с управляющей обмотки	Возвращается	Возвращается
Герметичность корпуса	Только специальные виды	Только специальные виды
Количество срабатываний	Большое количество	Большое количество
Наличие возвратной пружины для принятия исходного положения	Присутствует	Присутствует

Чем отличается реле от контактора?

	Реле	Контактор
Параметры коммутируемых цепей	Слабые сигналы, напряжения, токи	Потребители высокой мощности
Поведение при снятии управляющего напряжения	Возвращается в исходное состояние	Остается во включенном состоянии, благодаря дополнительным контактам
Наличие устройства гашения электрической дуги	Отсутствует, потому что нет надобности	Есть в наличии для работы с большими мощностями, в других случаях не комплектуется
Применение в промышленности	В электронных схемах, слаботочных электрических схемах	В схемах коммутации энергопотребителей большой мощности.
Наличие специального дополнительного контакта для удержания устройства во включенном состоянии	Нет, но есть возможность использования дополнительного контакта из вторичной цепи	Присутствует
Частота срабатываний в единицу времени	Небольшое количество	Большой количество

 

Подводя итог: реле и контактор выполняют одну и ту же функцию. По устройству принципиальных отличий не имеет. Работают с электрическими сигналами разными мо мощности.

vchemraznica.ru

Электромагнитные реле переменного тока

АрхеологияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБотаникаБухгалтерский учётВойное делоГенетикаГеографияГеологияДизайнИскусствоИсторияКиноКулинарияКультураЛитератураМатематикаМедицинаМеталлургияМифологияМузыкаПсихологияРелигияСпортСтроительствоТехникаТранспортТуризмУсадьбаФизикаФотографияХимияЭкологияЭлектричествоЭлектроникаЭнергетика

В предыдущих параграфах рассматривалась работа реле при питании от сети постоянного тока. При подаче в обмотку реле переменного тока якорь также будет притягиваться к сердечнику. Это объясняется тем, что, согласно уравнению (12), электромагнитное тяговое усилие пропорционально квадрату МДС, а значит, и квадрату тока в обмотке. Поэтому, хотя переменный ток периодически меняет свое направление, знак тягового усилия не будет зависеть от направления тока. Таким образом, всегда будет действовать именно сила притяжения, а не сила отталкивания. Переменный ток, протекая по обмотке реле, создает в рабочем зазоре переменный магнитный поток (25) Подставляя (25) в уравнение (13), получим (26) где (27) На рис. 14 показаны графики изменения тока t от времени в обмотке реле и электромагнитного тягового усилия . Якорь притягивается к сердечнику под действием среднего значения электромагнитного усилия, т. е. его постоянной составляющей , показанной на рис. 14 прямой линией. Величина определяется из уравнения (26), если заменить на : (28) где , (29) а переменная составляющая изменяется с двойной частотой. Из уравнения (29) видно, что при одинаковых конструктивных размерах реле и равных значениях максимальной магнитной индукции среднее значение электромагнитного усилия реле переменного тока вдвое меньше, чем реле постоянного тока. Дважды за период электромагнитное усилие обращается в нуль. Следовательно, якорь реле может вибрировать, периодически оттягиваясь от сердечника возвратной пружиной. Конечно, из-за массы якоря сила инерции не позволяет ему совершать колебательные движения. Периодическое изменение силы тяги появляется именно как дрожание якоря, сопровождаемое характерным гудением на частоте 100 Гц (при питании от сети промышленной частоты 50 Гц). В реле переменного тока для устранения вибрации якоря применяются специальные конструктивные меры. Следует также отметить, что наличие переменного потока в магнитопроводе реле приводит к появлению вихревых токов в стали. Эти токи нагревают сердечник, ярмо и якорь реле, на что бесполезно расходуется энергия. Для уменьшения вихревых токов и потерь энергии магнитопровод набирается из отдельных тонких (толщиной 0,5 или 0,35 мм) листов электротехнической стали, которые изолируют друг от друга, что увеличивает сопротивление на пути вихревых токов, уменьшает сечение стали на этом пути.   Рис. 14. Графики изменения тока и тягового усилия реле переменного тока Реле постоянного тока получили большее распространение, чем реле переменного тока. Главное их преимущество — меньшие габариты и большая чувствительность. При наличии сети переменного тока можно включать реле постоянного тока через выпрямительные устройства. Реле переменного тока имеет еще одну важную особенность по сравнению с реле постоянного тока. При питании обмотки реле от сети переменного тока сопротивление этой обмотки имеет как активную составляющую R, так и индуктивную составляющую , определяемую индуктивностью обмотки L. При подключении обмотки реле к постоянному напряжению ток не зависит от перемещения якоря, он остается постоянным и определяется сопротивлением R. Рассмотрим три основных способа устранения вибрации реле переменного тока: применение короткозамкнутого витка; применение многофазной обмотки; применение массивного якоря. Наиболее часто для исключения вибрации реле переменного тока используется короткозамкнутый виток, охватывающий часть сердечника (рис. 15, а, б). В сердечнике делается щель на небольшую глубину (обычно пропиливается). В эту щель вставляется одна сторона короткозамкнутого витка, обычно представляющего собой медную штампованную прямоугольную рамку. Принцип действия короткозамкнутого витка заключается в следующем. Переменный магнитный поток Ф, созданный током в обмотке реле, проходит по сердечнику и разветвляется на две части: один поток Ф1 проходит по стали, не пронизывая плоскость витка; другой поток Ф2 проходит по стали, наводя в витке переменную ЭДС, как во вторичной обмотке трансформатора. Так как виток замкнут накоротко, то в нем под действием наведенной ЭДС пойдет ток, создавая магнитный поток Фк з, препятствующий изменению магнитного потока Ф2 (правило Ленца). Это приводит к отставанию по фазе потока Ф2 от потока Ф1.Следовательно, в рабочем зазоре реле переменного тока будут действовать два сдвинутых во времени потока (рис. 15, б). Поэтому электромагнитная тяговая сила ни в один из моментов времени не будет равна нулю; когда магнитный поток равен нулю, то сила создается еще не равным нулю потоком Ф2, а когда этот поток Ф2 станет равен нулю, уже поток возрастет и обеспечит создание тяговой силы. С помощью короткозамкнутого витка удается обеспечить отставание магнитного потока Ф2 от Ф1 на 60—70°. Но за счет встречно направленного потока Фкз величина Ф2 получается меньше, чем Ф1 Рис. 15. Короткозамкнутый виток в реле переменного тока Обеспечить равенство потоков Ф2 и Ф1 и сдвиг их по фазе на 90° можно с помощью двухфазного реле. Такое реле имеет два сердечника с раздельными обмотками и общий якорь. В цепь одной из обмоток включается конденсатор, обеспечивающий сдвиг по фазе токов в обмотках на 90°. При таком сдвиге фаз и равенстве магнитных потоков результирующая сила притяжения якоря будет иметь постоянное значение. При наличии трехфазной сети электромагнитный механизм реле может быть выполнен в виде Ш-образного сердечника с тремя обмотками (на каждом стержне — одна обмотка) и плоского якоря. Обмотки обычно соединяются звездой и включаются в трехфазную сеть. Три магнитных потока в трех рабочих зазорах будут создавать постоянное тяговое усилие на якоре. Однако точка приложения этого усилия будет перемещаться по якорю; ведь сначала якорь сильнее притягивается к крайнему стержню, потом к среднему, к другому крайнему и т. д. Утяжеленный якорь благодаря большой инерции не может вибрировать с удвоенной частотой (2ω), так как он не успевает отходить от сердечника в те моменты времени, когда ток в обмотке реле проходит через нуль и тяговое усилие равно нулю. Однако применение утяжеленного якоря приводит к увеличению размеров реле и уменьшению чувствительности. Этот способ применяется редко, например когда исполнительный механизм, связанный с якорем реле, имеет большую инерцию. При подключении обмотки реле к переменному напряжению ток будет изменяться в зависимости от перемещения якоря. Действительно, электромагнитный механизм реле похож на электромагнитный датчик перемещения: его индуктивность L возрастает с уменьшением воздушного зазора. Следовательно, при притягивании якоря к сердечнику индуктивное сопротивление будет возрастать, а ток — уменьшаться. Поэтому тяговое усилие реле переменного тока в отличие от реле постоянного тока мало увеличивается или вообще не увеличивается по мере уменьшения воздушного зазора.

studopedya.ru

Промежуточные реле. Виды и устройство. Работа и применение

Промежуточные реле занимают особое место среди множества электротехнических изделий. Они предназначены для обеспечения выполнения дополнительных функций, применяются, когда основные реле не могут справиться с поставленной задачей. Также, число цепей выхода в основном реле значительно меньше, по сравнению с цепями управления.

Главная задача промежуточного реле – подключение потребителей в электрических цепях. Такие устройства могут функционировать как на переменном, так и на постоянном токе. Они приобрели свою популярность в разных типах релейной защиты, в промышленной аппаратуре, аварийных системах и других объектах энергетики.

Разновидности

Промежуточные реле классифицируются по признакам и характеристикам. Рассмотрим основные разновидности таких реле.

Тип переключения:

• Минимальные – действуют на снижение некоторого параметра до определенного порога.
• Максимальные – работают на возрастание некоторого параметра до определенной границы.

По назначению:

• Комбинированные – группа нескольких реле, соединенных общей логической связью.
• Логические – действуют по единому уровню, чаще всего в дискретных электрических цепях.
• Измерительные – имеют регулировку в определенном диапазоне срабатывания.

По методу работы:

• Косвенные – работают не напрямую, а через цепи других устройств.
• Прямые – сразу выполняют отключение или подключение цепи.

По месту присоединения:

• Первичные – подключены непосредственно в рабочую цепь.
• Вторичные – подключены через емкостную, индуктивную или иную связь.

Также существуют реле защиты, которые имеют аналогичное назначение, и делятся:

• Полупроводниковые – наиболее популярные виды реле на основе полупроводниковых элементов.
• Индукционные – действуют по методу асинхронных моторов. В замкнутой обмотке ток возникает от другой обмотки, подключенной к напряжению.
• Магнитоэлектрические – работают по принципу электромагнита. Магнит является неподвижным, а обмотка с рамкой могут вращаться вместе с контактом.
• Поляризационные – аналогичны электромагнитным, отличие только в том, что работа зависит от полярности подключенного тока.
• Электромагнитные – их работа основана на эффекте поведения проводника с током по отношению к стрелке компаса. Подвижным элементом является сердечник из ферромагнитного материала.

Промежуточные реле бывают с различным принципом работы. Раньше в основном такие реле работали на электромагнитном принципе.

Особенности конструкции

Такие устройства выпускаются разных размеров и видов. Однако структура устройства у них практически одна и та же.

Конструкция промежуточного реле включает в себя электромагнитную управляющую катушку, группу контактов, пружинный механизм, сердечник. Производится широкая гамма моделей для разных напряжений. Они рассчитываются на постоянное и переменное напряжение.

По внешнему виду такие реле мало чем отличаются. Их отличие состоит лишь в магнитопроводе. В реле, предназначенном для переменного тока, сердечник выполнен из пластин электротехнической стали, а для постоянного тока такой сердечник изготовлен в виде цельного куска металла. Такая конструкция позволяет снизить потери энергии на нагревание сердечника при протекании переменного тока.

Технические характеристики

Основными характеристиками реле являются:

• Род тока.
• Габаритные размеры.
• Вид и количество контактов.
• Допустимый длительный ток контактов.
• Ток коммутации.
• Мощность потребления.
• Напряжение питания.
• Интервал эксплуатационных температур.
• Влажность рабочей среды.
• Взрывоопасность среды.
• Концентрация пыли.
• Уровень вибрации.

Промежуточные реле, служащие для выполнения промышленных задач, оснащены колодками для монтажа на дин-рейку. Колодки и реле для такой монтажной рейки изготавливаются с широким интервалом размеров разъемов. Это позволяет удобно эксплуатировать реле внутри одного устройства, когда есть модели для различного напряжения, и по ошибке не заменили один вид на другой.

Важной характеристикой является время перехода контактов в разные положения. По этой информации можно определять уровень защищенности аппаратуры от действия отрицательных факторов. Например, для реле РП-25 время перехода составляет не более 0,06 с. Реле на основе электронных ключей работают с большей скоростью.

При необходимости повышенного быстродействия применяют реле РП-220. Для уменьшения инерции использован шихтованный сердечник, состоящий из тонких металлических пластин, склеенных специальным лаком.

Реле чаще всего может работать в некоторых пределах. Это границы температуры, при которой механизм может выполнять свои задачи. Также к факторам, влияющим на работу реле, можно отнести устойчивость сплавов к условиям погоды, степень защиты корпуса.

Для электромагнитного вида реле габаритные размеры играют важную роль. Для повышенных напряжений механические устройства также популярны. Цепи высокого напряжения всегда нуждаются в использовании мощных контакторов. Полупроводниковые ключи не способны выдержать подобного температурного режима.

Фактор механических нагрузок важен при использовании реле на железной дороге, самолетах, военной технике. Поэтому реле проектируются для различных нагрузок: ударов, вибраций, ускорений.

Принцип действия

При возникновении напряжения на катушке появляется электромагнитная сила, которая притягивает якорь. Вследствие этого под воздействием якоря замыкаются подвижные и неподвижные контакты. Подвижные контакты закреплены на якоре, а неподвижные на корпусе реле.

Эти контакты включены в цепь управления. Они управляют работой защиты или сигнализации, подключают и отключают питание катушки контактора электрического двигателя. Вариантов различных схем подключения может быть много.

Реле могут быть оснащены несколькими группами контактов различного назначения. Это зависит от поставленных задач при проектировании определенной конструкции реле.

Применение

Промежуточные реле играют роль вспомогательных дополнительных устройств коммутации различных цепей, и используются в следующих случаях:

• Создание замедленного функционирования релейной защиты.
• Управление другим более мощным реле, подключающего цепи с мощными нагрузками. Для примера можно рассмотреть подключение привода масляного выключателя, выполненного на мощном соленоиде. Ток его запуска доходит до 60 А. Одним реле его подключить не получится, так как реле не выдержит такой нагрузки. Поэтому промежуточные реле и служат в качестве промежуточного звена. На катушку реле подается напряжение, якорь замыкает контакты, которые включают в работу более мощное коммутирующее устройство, например, пускатель, который и подключает мощный соленоид.
• Подключение и отключение одновременно нескольких отдельных цепей. Например, одна группа контактов отключает какое-либо оборудование, а другие контакты включают аварийную сигнализацию. Пример схемы управления двигателем.

Похожие темы:

 

electrosam.ru

---

• 
  Обозначение производительность
• 
  Устройства автоматизации
• 
  Оконцевание проводов
• 
  Частота вдуваний воздуха в минуту при проведении искусственного дыхания
• 
  Схема подключения термопара
• 
  Как включить отопление в квартире в новом доме
• 
  Коммутация вторичная
• 
  Схема дифавтомат
• 
  Скрытая прокладка проводов
• 
  Предохранитель пк 10 расшифровка
• 
  Фланцевый электродвигатель