Характеристика электромагнитных реле
Основной характеристикой реле является статическая характеристика, выражающая зависимость выходного напряжения (на контактах реле) от входного напряжения (на обмотках реле). Для статических характеристик большинство реле характерным является наличие гистерезисной петли, бъясняющейся зависимостью силы притяжения электромагнита от воздушного зазора. Вид статических характеристик приведен на рисунке 3.
Рисунок 3 – Статические характеристики: а – нейтрального реле
переменного тока; б – поляризованного реле
К основным характеристикам реле так же относятся:
Рср – мощность срабатывания - это минимальная мощность, потребляемая катушкой реле при срабатывании;
Рвых – выходная или коммутируемая мощность - это произведение максимального отключаемого тока на напряжение питания выходной цепи;
tср – время срабатывания,то есть время от момента подачи на вход реле управляющего сигнала до появления (исчезновения) сигнала на выходе (замыкания или размыкания выходных контактов);
tотп – время отпускания - время от момента снятия входного сигнала до размыкания (замыкания) выходной цепи;
Квозвр – коэффициент возврата реле - это отношение параметра отпускания реле к параметру срабатывания (К возвр = Хотп/Хср, где Хотп и Хср по рисунку 3);
R и r – сопротивление (активное и индуктивное) обмотки;
Ку – коэффициент усиления - отношение выходной мощности к мощности срабатывания;
n – количество замыкающих и размыкающих контактов.
Для снятия статических характеристик используют схемы изображенные на рисунках 4 и 5.
Рисунок 4 – Схема подключения поляризованного реле для снятия статической характеристики
Рисунок 5 – Схема подключения нейтрального реле для снятия статической
характеристики
Контрольны вопросы:
Что такое реле и его назначение?
Из каких элементов состоит реле и назначение каждого элемента?
Какие реле бывают?
Для чего необходимо снимать статические характеристики реле?
В каком направлении будет протекать ток через реле, изображенном на рисунке 4?
Как измениться статическая характеристика на рисунке 3, если пружину контакта сделать жесстче ?
Какая лампочка будет гореть при расположении бегунка потенциометра, изображенном на рисунке ниже?
№4 Лабораторно – практическое занятие
Изучение работы системы автоматической стабилизации напряжения у автомобильного генератора
Цель работы: Изучить принципиальные схемы вибрационного и электронного регуляторов напряжения, научиться составлять по принципиальной схеме функциональную, научиться снимать статические характеристики системы, определять тип системы по признакам классификации.
Описание работы автоматической системы
Напряжение, вырабатываемое автомобильным генератором, зависит от числа оборотов якоря - n, тока нагрузки -Iн и магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения - Ф. Два первых фактора являются возмущающими, они действуют на систему извне и их изменение приводит к изменению напряжения. Магнитный поток Ф является управляющим воздействием. При изменении возмущающих воздействий автоматическое управляющее устройство (реле-регулятор) изменяет ток в обмотке возбуждения генератора - Iв ( а значит и магнитный поток) таким образом, чтобы управляемая величина (напряжение) была постоянной.
Системы электрооборудования автомобилей снабжаются электронным или вибрационным регуляторами. Рассмотрим работу генератора с простейшим электронным устройством (рисунок 1.). Чтобы напряжение подавалось на обмотку возбуждения ОВ генератора, нужно, чтобы был открыт транзистор VT2, а для этого нужно, чтобы у базы этого транзистора был отрицательный, по отношению к эмиттеру, потенциал. Это возможно, когда закрыт транзистор VT1, и тогда отрицательное смещение на базу VT2 подается через резистор R3. Отрицательное смещение на базу транзистора VT1 подается через делитель напряжения, состоящий из сопротивлений R1 и R2. Стабилитрон VD1 обладает следующим свойством: если на него подавать невысокое обратное напряжение (меньше напряжения стабилизации Uст), то он почти не пропускает ток. При значительных напряжениях в цепи на стабилитроне удерживается постоянное напряжение Uст, не зависящее от протекающего через стабилитрон тока.
Если генератор вырабатывает напряжение меньше заданного, то стабилитрон VD1 заперт, ток через него не протекает, транзистор VT1 закрыт, а значит открыт транзистор VT2, через который протекает ток на обмотку возбуждения ОВ. Это приводит к увеличению магнитного потока и напряжения генератора. Когда напряжение генератора станет больше заданного, стабилитрон VD1 начинает пропускать ток, открывается транзистор VT1, а транзистор VT2 закрывается.
Рисунок 1 – Принципиальная схема стабилизации напряжения
автомобильного генератора с электронным реле
Падение напряжения на сопротивлении R1, а приблизительно и на стабилитроне, можно найти из выражения (1)
|
(1) |
,где Uген - напряжение, вырабатываемое генератором;
R1 - величина сопротивления R1;
R2 - величина сопротивления R2.
Из этого выражения видно, что на напряжение генератора, при котором происходит пробой стабилитрона, влияет величина переменного сопротивления R2. Меняя это сопротивление можно менять режим работы транзистора VT1 и тем самым настраивать систему на другое напряжение. Если транзистор VT1 открыт, то его сопротивление мало по сравнению с R3. Это приводит к повышению потенциала на базе транзистора VT2, транзистор VT2 закрывается и ток по обмотке возбуждения ОВ генератора протекать не будет. Чтобы при запирании транзистора VT2 не было его пробоя, обмотка возбуждения ОВ шунтируется диодом VT2.
На рисунке 1 приведена упрощенная схема электронного регулятора. В реальных регуляторах предусмотрены добавочные устройства, позволяющие уменьшить напряжение генератора при увеличении температуры окружающего воздуха.
С вибрационным регулятором (рисунок 2) генератор работает следующим образом: если напряжение генератора мало, то ток на обмотку возбуждения ОВ идет через нормально замкнутые контакты реле-регулятора. В этом случае магнитный поток в обмотке увеличивается, и напряжение генератора растет. Растет напряжение и на катушке реле. При определенном значении напряжения контакты реле размыкаются и ток на обмотку возбуждения ОВ будет поступать через дополнительное сопротивление R, это приведет к уменьшению тока возбуждения Iв, магнитного потока и напряжения генератора Uген. При номинальном напряжении генератора реле размыкается 50-70 раз в секунду.
Рисунок 2– Принципиальная схема стабилизации напряжения
автомобильного генератора с вибрационным реле
Для принципиальных электрических схем (рисунки 1, 2) можно составить стандартную структурно-функциональную схему, содержащую следущие элементы: ОУ – объект управления; РО – регулирующий орган; РУ – регулирующее устройство; ИУ – измерительное устройство; З – задатчик. Для системы, изображенной на рисунке 1, пример составления структурно-функциональной схемы приведен на рисунке 3.
Рисунок 3 – Структурно-функциональная схема САУ стабилизации
напряжения автомобильного генератора с электронным реле