Вступ
В пропонованих методичних вказівках розглянуто питання організації роботи в лабораторії і порядок виконання лабораторних робіт, описано типове обладнання і викладені вимоги до техніки безпеки при експлуатації електричних апаратів та електроприладів.
В лабораторії здійснюється один з важливих моментів навчального процесу ‑ зв’язок теорії з практикою, в результаті чого студент здобуває необхідні уміння та навички працювати з апаратурою, навички науково ‑ дослідної роботи, навички аналізу та узагальнення результатів дослідів. Студент використовує заняття в лабораторії для самостійної оцінки одержаних результатів, а також для засвоєння правил монтажу та експлуатації установок.
Для ефективного проведення лабораторних робіт студенти повинні самостійно, до початку лабораторної роботи, вивчити основні теоретичні відомості, які необхідні для її проведення. Також, до початку лабораторної роботи, студенти повинні підготувати ту частину лабораторного звіту, яка не зв’язана безпосередньо з обробкою результатів досліджень.
Лабораторна робота №4 Електромагнітне реле часу
Ціль роботи:
1) вивчити конструкцію електромагнітного реле часу постійного струму з магнітним демпфером, принцип його дії та схеми увімкнення;
2) засвоїти способи настройки реле на задану витримку часу;
3) дослідити вплив напруги та величини натягу протидіючої пружини на роботу реле часу.
1. Основні теоретичні положення
Електромагнітне реле часу постійного струму з магнітним демпфером (рис.4.1), яке використовується в приладах автоматичного управління електроприводами для гальмування дії електричних апаратів, відрізняється незначним числом рухомих частин і відсутністю шарнірних з’єднань, що забезпечує підвищену надійність роботи і високу зносостійкість механізму реле. В магнітну систему такого реле входить магнітопровід з низьковуглеродистої сталі 1.
Рис.1.1. Ескіз реле часу постійного струму з магнітним демпфером
На магнітопроводі знаходиться обмотка реле 11, закріплена алюмінієвим кільцем, а також короткозамкнута обмотка у вигляді мідної гільзи 2 – демпфера.
Увімкнення обмотки 11 на постійну напругу викликає притягування сталевого якоря 6, що обертається на призмі, до магнітопроводу і супроводжується переміщенням зв’язаних з ним контактів 9.
Пружина 5, що затягується корончатою гайкою 4 із шліцом, забезпечує зусилля протидії натиску роз’єднуючих контактів і повернення якоря в початкове положення після відриву його від магнітопроводу, що відбувається при вимкненні обмотки реле від джерела живлення.
До якоря в місці з’єднання його з магнітопроводом прикріплюється тонка немагнітна прокладка 7, що обмежує проміжок між якорем та магнітопроводом. Зменшення товщини прокладки викликає збільшення витримки часу.
Перед отриманням необхідної витримки часу спрацьовування контактів реле його обмотка повинна бути ввімкнена на номінальну постійну напругу, а якір притягнутий до магнітопроводу.
Ввімкнення обмотки реле на постійну напругу приводить до зростання магнітного потоку Ф (рис.1.4) зі швидкістю, яка залежить від наявності або відсутності демпферною гільзи. При наявності демпферної гільзи магнітний потік зростає повільніше, ніж без неї, а це призводить до більшого часу спрацьовування tсп порівняно з тією ж величиною tсп, для аналогічного реле без гільзи. Притягування якоря до магнітопроводу проходить при магнітному потоці Фсп, який потім зростає до усталеного значення. Час, необхідний для зміни магнітного потоку від нуля до його усталеного значення, є часом готовності реле до дії і складає від кількох часток секунди до цілих секунд.
Для отримання визначеної витримки часу з моменту подачі сигналу до перемикання контактів реле необхідно обезструмити його обмотку замиканням на коротко або розмиканням ланцюгу обмотки реле. В обох випадках якір реле відходить від магнітопроводу до упору з деякою витримкою часу, який зумовлений спадом магнітного потоку, в результаті чого проходить перемикання контактів реле.
Залежно від способу обезструмлення обмотки реле спадання магнітного потоку проходить з різною швидкістю, зумовленої характером перехідних процесів в обмотці, гільзі та магнітній системі реле (рис.1.2).
При всіх інших однакових умовах найбільшу витримку часу маємо при замиканні обмотки реле на коротко - tвід3, потім при її вимкненні - tвід2 і, нарешті, найменша витримка часу tвід1 буде при вимиканні обмотки такого реле без гільзи.
Товщина немагнітної прокладки істотно впливає на витримку часу при незмінному стисненні пружини і сталій напрузі на затискачах обмотки реле (рис.1.3).
Рис. 1.2 Графіки спадання магнітного потоку при обезструмленні обмотки реле: розмиканням електричного кола (1 – без гільзи та 2 – з гільзою) та замиканням обмотки накоротко (3) |
|
Рис. 1.3 Графіки спадання магнітного потоку при обезструмленні обмотки реле з товстою (1) та тонкою (2) немагнітними прокладками |
Грубе регулювання витримки часу здійснюється зміною товщини немагнітної прокладки 7 (рис. 1.1), а плавне - натягом протидіючої пружини 5, яке заміряють числом обертів регулюючої гайки, починаючи з мінімального натягу пружини, при якій вимикаючі контакти реле надійно замкнуті. Заміри рекомендується проводити через кожні 3 оберти регулюючою гайки.
Проміжок між притягнутим якорем і осердям можна регулювати, змінюючи число латунних прокладок 6, що встановлюються між якорем та осердям. Товщина кожної прокладки дорівнює 0,13 мм. Прокладки закріплюються спеціальними гвинтами, які знаходяться на якорі реле. Обидва способи дозволяють змінювати витримку часу від кількох десятих часток секунди до кількох секунд з відносною похибкою не більше ±10%.
Час спрацювання та час відпускання реле залежить також від величини напруги джерела живлення.
Розглянемо графічне пояснення фізичної суті зміни часу спрацювання та відпускання реле в залежності від різних факторів.