20. Методы изменения временных параметров 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 τ реле), схемные (изменяют τ 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 силового потока, в результате чего общий поток изменяется медленнее и соответственно реле работает медленнее.

Наличие медной гильзы увеличивает постоянную времени реле τр = τоб + τг, где τг = Lг/Rг. Рассматривая гильзу как одновитковую обмотку и учитывая выражения (5.1) и (4.3), имеем: Lг = ω2Gв = μ0S/δ . Чтобы определить сопротивление гильзы вихревому току Rг, рассмотрим элементарную трубку толщиной dx на расстоянии x от центра (рис. 5.2, б). Для вихревого тока она является проводником длиной 2πx 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 l и толщины D/d), а также с уменьшением удельного сопротивления материала гильзы ρ (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 δ. Поэтому τг = с/δ, где c=const . Физически это объясняется различной магнитной проводимостью при притянутом и отпущенном якоре: Gв прит > Gв 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.

                                                                                                                                 

Рис. 5.2. Медная гильза

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 uc на конденсаторе достигает значения Uпр реле притянет якорь. Во время обесточивания реле конденсатор С разряжается на обмотку реле. Когда напряжение uc, на конденсаторе достигает значения Uотп, 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.

Рис. 5.3. Схемы замедления и ускорения работы реле

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 τр:

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 притяжения 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 Iр, что согласно выражению (5.4) уменьшает tпр. Длительную перегрузку исключают включением в цепь фронтового контакта реле А резистора R.

Изменять временные параметры реле можно, используя вторую обмотку реле (рис. 5.3, ж). Обмотки I и II включены согласно, причем обмотка II нормально отключена монтажной перемычкой П. Если эту перемычку установить, то в магнитной цепи реле постоянно действует магнитный поток ФП < Фпр, что обеспечивает ускорение на притяжение и замедление на отпускание якоря. При встречном включении обмоток I и II (рис. 5.3, з) осуществляется замедление на притяжение и ускорение на отпускание якоря.

Механические способы замедления используют для получения больших выдержек времени (до нескольких десятков секунд). При этом увеличивается время движения якоря вследствие присоединения его к демпфирующему устройству, воздающему тормозное усилие, пропорциональное скорости перемещения. Демпфирующие устройства бывают механические (анкерные, часовые), гидравлические и пневматические.