5.2. Способы замедления и ускорения работы реле

В процессе эксплуатации иногда возникает необходимость изме­нить временные параметры реле. Например, замедление на сраба­тывание реле используют для исключения критических состояний или для сохранения состояния реле или кратковременном исчезно­вении питающего напряжения. Применяют электрические (изменя­ют (т) реле), схемные (изменяют э(т) схемы включения реле), механиче­ские (изменяют время движения якоря) способы воздействия на временные параметры.

Электрический способ состоит в применении короткозамкнутого витка в виде медной гильзы (рис. 5.2, а), шайбы или медного кар­каса катушки, что дает замедление на притяжение и отпускание якоря реле. Этот эффект объясняется тем, что при изменении маг­нитного потока в момент срабатывания или обесточивания реле в медной гильзе индуцируются вихревые токи. Их магнитный поток препятствует изменению основного потока, в результате чего об­щий поток изменяется медленнее и соответственно реле работает медленнее.

<<Наличие медной гильзы увеличивает постоянную времени реле Тр = Тоб + т_г, где тг = Lr/Rr— Рассматривая гильзу как одновитко-вую обмотку и учитывая выражения (5.1) и (4.3), имеем:

Lr = w2 G_B = moS/b. Чтобы определить сопротивление гильзы вих­ревому току R_r, рассмотрим элементарную трубку толщиной dx на расстоянии: от центра(рис.5.2,б). Для вихревого тока она является проводником длиной 2пx: и сечением ldx (заштрихованная область). Тогда

Полная проводимость гильзы

а постоянная времени

Из выражения (5.7)следует, что время замедления увеличивает­ся с возрастанием массы гильзы (длины / и толщины D/d), а также с уменьшением удельного сопротивления материала гильзы q (поэ­тому используют медь); время на отпускание якоря реле больше, чем на его притяжение. Последнее вытекает из того, что в выражении (5.7) все величины постоянные, кроме b. Поэтому т_г = с/b, где c=const. Физически это объясняется различной магнитной прово­димостью при притянутом и отпущенном якоре: G_B прит >G_B отп. Поэтому магнитный поток вихревых токов при обесточивании реле больше, чем при его срабатывании. >>

Реле с медной гильзой, применя­емые на железнодорожном транспорте, называют медленнодейст­вующими. Они имеют в обозначении букву М (НМШМ, РЭЛ 1М). Время отпускания якоря таких реле возрастает в 5—10 раз, а время притяжения — в 2—4 раза.

В схеме (рис. 5.3), воздействующей на временные параметры реле, включение конденсатора С параллельно обмотке реле(рис. 5.3, а) дает замедление на притяжение и отпускание якоря. При сраба­тывании реле сначала заряжается конденсатор С. Когда напряжение u_c конденсаторе достигнет значения U_пр реле притянет якорь. Во время обесточивания реле конденсатор С разряжается на обмот-

ку реле. Когда напряжение и_с, на конденсаторе достигнет значения U_отп, реле отпускает якорь. Чем больше емкость конденсатора С тем больше замедление. Схему используют, когда необходимо пол­учить большое замедление на отпускание якоря (несколько секунд) При этом емкость конденсатора С= 1000%2000 мкФ. Недостаток данной схемы — большой зарядный ток конденсатора.

Включение резистора параллельно обмотке реле (рис. 5.3, б) дает замедление на притяжение и отпускание якоря. Замедление возникает из-за увеличения постоянной времени схемы по сравнению с т_р:

Когда реле обесточивается, через резистор протекает экстраток размыкания, который удерживает некоторое время якорь реле притянутым. Чем меньше R, тем больше замедление. Недостаток схемы — уменьшение общего сопротивления нагрузки.

Схема (рис. 5.3, в) не имеет недостатков схем (см. рис. 5.3, а и б). Схема (рис. 5.3, г) по сравнению со схемой (см. рис. 5.3, б) дает замедление только на притяжение. Самой распространенной явля­ется схема (рис. 5.3, д), в которой замедление на отпускание якоря осуществляется вследствие протекания через диод экстратока раз­мыкания.

Схема (рис. 5.3, е)обеспечивает ускорение на притяжение якоря. На реле подается большее напряжение питания чем необходимое рабочее напряжение. Поэтому при срабатывании реле через него протекает ток перегрузки, в 2—4 раза больший, чем рабочий ток /_р, что согласно выражению (5.4) уменьшает t_np . Длительную перегруз­ку исключают включением в цепь фронтового контакта реле А рези­стора R.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник

Способы замедления действия промежуточных реле

Рис.1 – Схемы включения для получения замедления обычных промежуточных реле

На рис.1 а и б показаны схемы включения промежуточного реле, в которых замедление при срабатывании и возврате достигается с помощью дополнительных сопротивлений и конденсаторов.

В схеме на рис.1 а при замыкании пусковых контактов K на схему подается напряжение U. В первый момент после включения происходит заряд конденсатора С током Ic, для чего требуется некоторое время. Через сопротивление R в этом режиме проходит сумма токов: Ic и Iп, поэтому на сопротивлении R создается повышенное падение напряжения, а напряжение на обмотке реле будет ниже величины срабатывания.

По мере заряда конденсатора ток Ic будет снижаться, падение напряжения на сопротивлении R будет уменьшаться, а на обмотке реле KL, соответственно увеличиваясь, достигнет величины напряжения срабатывания.

При размыкании контактов K конденсатор разряжается на обмотку реле KL, задерживая тем самым ее возврат в исходное положение. Таким образом, данная схема обеспечивает определенную выдержку времени при срабатывании и возврате.

Величина выдержки времени регулируется соответствующим подбором величин сопротивлений R и емкости конденсатора С.

Схема на рис.1 б обеспечивает замедление при возврате реле. В нормальном режиме контакт K замкнут, конденсатор С заряжен. При размыкании контакта K конденсатор С разряжается на обмотку реле KL, некоторое время поддерживая в ней прохождения тока, вследствие чего отход якоря реле KL происходит с замедлением.

Сопротивление R ограничивает ток, проходящий через конденсатор С в момент замыкания контактов K.

При замыкании контактов K реле KL срабатывает без замедления, так как на его обмотку подается полное напряжение. Изменяя величину сопротивления R и емкости конденсатора С можно регулировать величину выдержки времени возврата реле.

Источник

Методы ускорения и замедления срабатывания электромагнитов и электромагнитных механизмов

Для электромагнитов, время срабатывания которых должно отличаться от нормального (0,05 — 0,15 с.) в ту или иную сторону, необходимы специальные меры для обеспечения временных параметров. Эти меры могут быть направлены либо на изменение конструкции и параметров электромагнита, либо на применение схемных способов изменения времени срабатывания. В связи с этим эти методы и получили название — конструктивные или схемные методы.

Конструктивные методы уменьшения времени срабатывания

Время трогания элекромагнита. Для уменьшения времени трогания конструктивным способом уменьшают вихревые токи в магнитопроводе электромагнита, которые увеличивают время трогания, так как они демпфируют магнитный поток при его изменении. Для этого магнитопровод электромагнита выполняют из магнитных материалов с высоким удельным электрическим сопротивлением. В массивных частях магнитопровода выполняют специальные прорези, пересекающие пути вихревых токов. Магнитопровод выполняют шихтованным из листов электротехнической стали.

Время движения электромагнита. Для уменьшения времени движения стремятся уменьшить ход якоря, уменьшить массу якоря и связанных с ним подвижных частей. Уменьшают трение в осях или между подвижными и неподвижными деталями конструкции. Применяют вращение якоря на призме, а не в осях.

Схемные методы уменьшения времени срабатывания электромагнита. В тех случаях, когда конструктивные метода малоэффективны или не применимы, используют схемные методы изменения временных параметров электромагнитов. Схемные методы воздействуют только на время трогания электромагнита через его параметры.

Время трогания электромагнита при срабатывании можно уменьшить, если одновременно с увеличением напряжения питания электромагнита ввести в цепь катушки добавочное сопротивление Rд такой величины, чтобы установившееся значение тока в обмотке электромагнита при этом не изменилось, т.е.

Уменьшение времени трогания здесь получается за счет

Недостатком этой схемы является то, что эффект достигается за счет пропорционального увеличения мощности, теряемой в добавочном сопротивлении.

В схеме на рис. 2 последовательно с обмоткой электромагнита включен добавочный резистор, шунтированный конденсатором. Напряжение питания в этой схеме также увеличивается. Однако добавочный резистор подбирается также как и в схеме рис. 1. Форсировка процесса срабатывания здесь получается за счет того, что в первый момент после подачи напряжения незаряженная емкость С создает дополнительный путь для тока. Поэтому за счет тока зарядки конденсатора в обмотке электромагнита ток растет быстрее. Переходный процесс, до момента трогания якоря, в этом случае описывается следующими уравнениями:

Для рассматриваемой схемы существует значение оптимальной емкости, при которой время срабатывания получается минимальным

Недостатком этой схемы является наличие конденсатора, емкость которого обычно значительна.

На рис. 3 показана схема форсировки срабатывания, в которую последовательно с обмоткой электромагнита включено добавочное сопротивление, шунтированное размыкающим контактом. Этот контакт связан с якорем. При обесточенной обмотке он замкнут, размыкание происходит лишь в конце хода якоря. В период срабатывания через обмотку протекает переходный ток, установившееся значение которого было бы равно. Но благодаря тому, что якорь притягивается, происходит размыкание контакта К, шунтирующего Rд, и ток нарастает до меньшего установившегося значения, равного U / (R + R д), который должен быть достаточным для удержания якоря электромагнита в притянутом положении. Эта схема может применяться также для уменьшения размеров электромагнита в тех установках, где особенно важно получить их минимальный вес.

Недостатком схемы является наличие размыкающего контакта.

Методы увеличения времени срабатывания электромагнитных механизмов

Для увеличения времени срабатывания электромагнитов используют все общие факторы, приводящие к увеличению, как времени трогания, так и времени движения. Среди этих методов могут быть как конструктивные, так и схемные методы.

Из конструктивных методов, приводящих к увеличению времени движения используются такие факторы как увеличение хода якоря, увеличение веса подвижных частей, мехенические и электромагнитные демпферы. Последние нашли применение в реле, создающих большие выдержки времени, например, реле времени.

В случае электромагнитного демпфирования применяют короткозамкнутые обмотки в виде медных (алюминиевых) гильз, насаженных на сердечник магнитопровода (рис. 4). Вихревые токи, появляющиеся в этих гильзах в момент замыкания или размыкания основной обмотки электромагнита, задерживают изменение магнитного потока и создают замедление срабатывания, как при притяжении, так и при отпускании якоря. В последнем случае достигается больший замедляющий эффект, так как при отключении обмотки переходный процесс происходит при притянутом якоре, когда индуктивность системы большая. Поэтому выдержка времени при отпускании якоря в электромагнитах с короткозамкнутыми гильзами может быть получена больше, чем при его притяжении.

Электромагниты с электромагнитным демпфером могут обеспечивать выдержку времени при отпускании до 8-10 с.

Для изменения времени срабатывания электромагнитов схемными методами наиболее распространенными схемами являются следующие.

В тех случаях, когда напряжение питания фиксировано, время трогания при включении может быть увеличено включением добавочного сопротивления Rд последовательно с обмоткой электромагнита. Увеличение времени трогания здесь получается вследствие уменьшения установившегося значения тока в цепи. Вместо резистора можно включить также индуктивность, что увеличивает постоянную времени цепи, не изменяя установившегося тока.

Для увеличения времени трогания электромагнитных механизмов при отключении применяются схемы, приведенные на рис. 5. а) б) в)

Увеличение времени трогания электромагнитных механизмов в этих схемах получается за счет того, что после размыкания цепи в контурах (R,L-Rш), (R,L-VD) (рис. 5 а,б) возникающая в катушке э.д.с. самоиндукции создает ток, который тормозит спадание магнитного потока в электромагните. Задержка времени трогания определяется временем затухания тока в контурах, которое зависит от параметров этих контуров.

В схеме рис.5,в задержка времени трогания электромагнита при отпускании происходит за счет того, что после размыкания цепи заряженная емкость С разряжается в контуре (C,Rш-R,L) и ток разряда задерживает спадание потока в электромагните.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник