книги из ГПНТБ / Скрипкин В.В. Электрооборудование изотермического подвижного состава учебник

Наиболее распространенными материалами, применяемыми для изготовления контактов, являются медь и ее сплавы — латунь и брон­ за. Медь обладает малым удельным коэффициентом сопротивления

единений; для подвижных контактов используют вольфрам, облада­

при этом окисная пленка увеличивает переходное сопротивление. Кроме того, металл контактов размягчается и может произойти оп­ лавление и приваривание их друг к другу. Серебро имеет окисную'пленку такого же удельного сопротивления, как и сам металл. На платине вообще не образуется окисная пленка.

Температура нагрева контактов резко повышается при коротких замыканиях. Допустимая кратковременная температура при коротком замыкании для контактов из меди 200—300° С, а из алюминия 150—

200° С.

Поверхность контактов должна быть ровной, чисто обработанной и защищенной от коррозии. Контакты реле, работающих во влажной среде, а также в присутствии едких паров или газов, подвергаются коррозии — материал контактов разрушается, поверхность становится пористой, отчего резко возрастает их удельное сопротивление и, сле­ довательно, ухудшается проводимость.

Чтобы защитить от коррозии, контакты из алюминия цинкуют, из стали — кадмируют или хромируют, из меди — подвергают луже­

171.

Подвижные контакты, работающие в режиме частых включений и вы­ ключений, в защите от коррозии не нуждаются, так как зачищаются сами в процессе замыкания.

Размеры контактной поверхности должны соответствовать токовой нагрузке: чем больше нагрузка, тем больше поверхность соприкосно­ вения контактов.

Устойчивость контактов против термического действия дуги, образующейся при размыкании контактов, зависит как от материала контактов, так и от силы нажатия на контакты в замкнутом поло­ жении.

Прижатие подвижных контактов обеспечивается преимущественно пружинами. Сила давления, обеспечивающая нормальное переходное

Для уменьшения новообразования во время размыкания контак­ тов применяют специальные гасящие устройства, шунтирующие ин­ дуктивность управляемой цепи или контакта. Энергия, накопленная в индуктивности, расходуется в каком-то дополнительном элементе электрической цепи.

На рис. 130 изображены схемы устройств для дугогашення раз­ личными способами. В схеме а индуктивность L шунтируется резисто­ ром R m, величина которого для снижения расхода энергии должна быть в 5—10 раз выше сопротивления основной цепи. Недостаток этого способа — прохождение дополнительного тока через контакт.

Для уменьшения расхода энергии последовательно с сопротивле­ нием R m включается конденсатор С (схема б). Чтобы исключить возмож-

шунтом переменного тока

172

6

' L l —

Рис. 131. Электро­ магнитное реле ти­ па МКУ-48 и схе­ ма его контактной группы

ность возникновения колебания в контуре R —L—С, должно быть соблюдено условие

где L — индуктивность нагрузки.

Чтобы уменьшить электрическую дугу и получить искробезопасную схему, в качестве шунта применяют полупроводниковый выпрямитель Д (схема в), имеющий высокое сопротивление в одном направлении и малое — в обратном. Шунт подключают таким образом, чтобы при протекании тока через нагрузку через него ток не проходил. При раз­ мыкании цепи катушка индуктивности становится источником допол­ нительной энергии, которая направляется в цепь полупроводникового шунта, так как полярность катушки индуктивности будет противопо­ ложна источнику тока.

Искрогасящее действие детекторных шунтов наиболее эффектив­ но, так как катушка индуктивности, шунтируется небольшим сопро­ тивлением только в.момент, когда происходит размыкание контактов В цепях переменного тока для уменьшения искрообразования при­ меняют полупроводниковые шунты, состоящие из двух вентилей, включенных навстречу друг другу. На схемах а, д и е показа­ но, что для гашения дуги может быть применено шунтирование кон­

тактов.

чиков температуры, ртутных контактных термометров рассчитаны на сравнительно небольшой ток. Исполнительные приборы, потребляю­ щие большой ток, могут включаться от таких датчиков только через промежуточные реле. К ним относятся реле типов РПТ-100, МКУ-48,

.РКН и др., которые используются в цепях сигнализации и контроля

173

Реле типа РКН имеет Г-образное ярмо 2 (рис. 132) и цилиндри­ ческий сердечник 1. Чтобы уменьшить потери магнитодвижущей силы (м. д. с.), якорь крепят на призматическом (ножевидном) выступе 3 ярма; это намного снижает магнитное сопротивление нерабочего зазора.

Сердечник может комплектоваться с наконечником, диаметр кото­ рого превышает диаметр самого сердечника; это уменьшает магнитное сопротивление рабочего зазора в 2,5—3 раза. В результате для сраба­ тывания реле этого типа требуется всего около 60 ва (при одной паре пружин).

Контактная система включает в себя две группы пружин (не боль­ ше девяти в каждой группе). Пружины сделаны из нейзильбера, кон­ такты двойные полусферической формы — из серебра. На контактах можно коммутировать мощность порядка 10—15 вт. Катушка реле наматывается на сердечник, от которого изолируется лакотканью. Щетки катушек из текстолита напрессованы также непосредственно на сердечник, имеющий в местах напрессовки накатку для более на­ дежного крепления.

У большинства реле магнитная система снабжена медной пластин­ кой, являющейся короткозамкнутым витком и служащей для устране­ ния вибрации контактов при отпускании якоря. Концы обмоток вы­ ведены через штифты, запрессованные в каркас катушки.

3. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЛЕ (ТЕРМОРЕГУЛЯТОРЫ)

Для автоматического поддержания температуры в грузовых ва­ гонах, в системе жидкостного отопления вагона дизель-электростан­ ции и служебного аагона, а также в дизелях, холодильной установке и других объектах применяют различные температурные реле,

174

Рис. 133. Терморегулятор RT:

а — общий вид; б — разрез

Т е р м о р е г у л я т о р т и п а RT фирмы «Данфосс» исполь­ зуется в грузовых вагонах 21-вагонного поезда, 12- и 5-вагонных

лирования температуры в вагоне при охлаждении (терморегулятор охлаждения), второй-— при отоплении (терморегулятор отопления). Конструктивно датчики выполнены одинаково, внешне они отлича­ ются шкалой. Датчик типа RT-14 имеет предел регулирования темпе­ ратуры от —5 до +30° С, а датчик типа RT-3 — от —25 до +15° С.

Каждый датчик состоит из чувствительного термобаллона 11 (рис. 133, б), капиллярной трубки 12 и сильфона 10. Термобаллон частично заполнен легкокипящей жидкостью. Сильфон размещен в ко­ жухе 9 и через шток перемещает гайку 8 настройки дифференциала. Контактная группа 5 включена в цепь управления холодильными установками или электропечами. Провод цепи управления подводится к клеммам 4 через сальник 3. При понижении температуры рабочей жидкости в термобаллоне 11 давление в его герметичном объеме по­ нижается и гайка 8 с муфтой 14 под действием пружины 2 опускается вниз, растягивая сильфон 10. Контактная планка 6 под действием заплечика муфты 14 преодолевает силу притяжения к постоянному магниту 7 и разрывает контакты 5.

175

Дифференциал прибора, т. е. температурный диапазон нечувстви­ тельности прибора, определяется зазором между муфтами 13 и 14 и ре­ гулируется гайкой 8. Настройку на температуру размыкания произ­ водят по шкале винтом 15, при помощи ручки 1 изменяя натяжение пружины 2. Узел резкого размыкания контактов (рис. 134) предо­ храняет их от обгорания. При использовании постоянного магнита 1 усилие Р, стремящееся разомкнуть контакты 3, должно возрасти настолько, чтобы преодолеть силу притяжения якоря 2 магнитом. Это усилие составляет 2—3 н. При замыкании контактов магнит рез­ ко притянет якорь, когда последний приблизится на достаточное

•расстояние. Узел резкого размыкания контактов позволяет также избежать частого включения и выключения приборов, подключаемых через контакты терморегулятора.

Узел резкого размыкания контактов может выполняться и из штампованной пластины 1 (рис. 135) с двумя язычками 2, которые соединены с полукольцевой пружиной 3. Когда толкатель 6 под действием силы Р от чувствительного элемента реле надавит на левый язычок пластины 1, контакты 4 и 5 резко замкнутся. После прекра­ щения действия толкателя 6 контакты резко разомкнутся. Крайние

положения язычка пластины фиксируются упорами 7 и 8.

Терморегулятор типа RT-102, аналогичный по конструкции с описанным, используется в системе жидкостного отопления вагона-ди- зель-электростанцин и служебного вагона. В табл. 5 приведена техническая характери­

зуется термистор типа ММТ-1 R9 (рис. 136),

1 2 '

4 * . ц

тРис. 134. Магнитный механизм для резкого размы­

кания контактов

176

от требуемого диапазона регулирования температуры, а переменные резисторы R3 и R4 являются датчиками температуры срабатывания и дифференциала.

При отклонении температуры термистора от заданной возникает разбаланс моста. Напряжение разбаланса подается на вход полупро­ водникового усилителя, первые два каскада которого собраны по схеме с общим эмиттером (транзисторы TI, Т2, резисторы R6, R7, RIO, R11, R12, конденсаторы С1 и С2). Так как выходное реле Р должно изме­ нять свое положение при разбалансе моста, в схеме усилителя преду­ смотрено устройство, различающее знаки сигналов. Таким устройст­ вом является второй каскад усилителя на транзисторе Т2.

■При отсутствии сигнала на входе этого каскада ток в коллектор­ ной цепи транзистора Т2 имеет форму однополупериодного выпрямле­ ния (полуволны одного направления). Переменное напряжение раз­ баланса, подаваемое на вход этого транзистора, может увеличить или

177

уменьшить высоту этих полуволн в зависимости от того, какую фазу имеет сигнал. Следовательно, при одном знаке отклонения ток через транзистор Т2 увеличивается, а при другом знаке — уменьшается, т. е. каскад на транзисторе Т2 является фазочувствительным. Рези­ сторы R13 и R14 являются делителями напряжения.

Постоянное напряжение с резистора R14, сглаженное конденсато­ ром СЗ, подается на триггер, собранный на транзисторах ТЗ и Т4. Триггер представляет собой двухкаскадный усилитель постоянного тока с положительной обратной связью, осуществленной за счет общего резистора R15.

При отсутствии сигнала транзистор Т4 открыт, а ТЗ полностью закрыт. Это объясняется тем, что ток нагрузки транзистора Т4 вызывает падение напряжения на резисторе R16. Это падение напряжения за­ пирает ТЗ. Обмотка реле Р находится под током. При появлении на базе транзистора ТЗ отрицательного напряжения достаточной вели­ чины транзистор приоткрывается, что сопровождается уменьшением отрицательного напряжения на коллекторе транзистора ТЗ, а следо­ вательно, и на базе транзистора Т4. Это в свою очередь приводит к уменьшению тока через транзистор Т4, а следовательно, к уменьше­ нию падения напряжения на резисторе R15. Запирающее напряжение на базе транзистора ТЗ уменьшается. Этот процесс приводит к переклю­ чению триггера. В результате реле обесточивается. Уменьшение сиг­ нала вызывает возврат триггера] в исходное состояние.

Контакт Р2 реле используется для управления исполнительным механизмом или сигналом, а контакт Р1 — для создания дифферен­ циала. При замыкании этот контакт шунтирует резистор R4. Таким образом, в моменты срабатывания и отпускания реле его контакт из­ меняет настройку моста. Величина сдвига настройки устанавливается с помощью резистора R4 и является дифференциалом прибора.

Схемы питаются от встроенного в прибор трансформатора, первич­ ная обмотка которого включена в сеть переменного тока напряжением

220 в.

Диоды Д1 и Д2 через сглаживающий фильтр С4—R18—С5 питают первый каскад усилителя, ДЗ и Д4 через цепочку С6—R17 — триггер, а Д5 — второй каскад усилителя.

Датчик прибора R9 заключен в перфорированную оправу. Элект­ ронный блок заключен в пластмассовый корпус, под крышкой кото­ рого находятся ручки датчиков температуры и дифференциала. За­ датчики снабжены шкалами, отградуированными в градусах Цельсия.

Реле ПТР-2-05 имеет предел регулирования температуры от —25 до +15° С. Допустимая погрешность шкалы настройки температуры не превышает + 1°С. Замыкающие контакты прибора срабатывают

178

Термореле КТР-2МТ рассчитано на диапазон температур от —50 до +50° С и имеет нерегулируемый дифференциал разности темпера­ тур не более 0,5° С. Диапазон настройки шкалы разности температур от 0,5 до 10° С.

Это термореле модернизированное, с триггерным выходом состоит из двух реле (температуры и разности температур), смонтированных в общем корпусе, имеющих общий источник питания и воздействующих на общий исполнительный механизм.

В качестве датчиков в приборе КТР-2МТ (рис. 137) использованы терморезисторы R tl —R t3 (Rtl и R t2—терморезисторы типа ТСМ-2МТ

Электрическая схема прибора представляет собой два моста пере­ менного тока, сигнал разбаланса с которых подается на усилители, затем на триггеры.

Резисторы R I, R2, R' 1, R'2 — постоянные сопротивления плеч мостов. Переменные секционированные резисторы R19 и R' 19 являют­ ся задатчиками температуры и разности температур; R3 и R4 — ре­ зисторы для подгонки диапазонов шкалы, включенные в цепи пере­ ключателя В1.

Регулируемый дифференциал реле температуры создается переменным резистором R20, контактом исполнительного реле Р1.

Усилители собраны на транзисторах по схеме с общим эмиттером

(77, Т2, ТЗ, Г 7, Г 2, Т 'З, резисторы R5—R12, R'5— R'12 и конден­ саторы С1—С5, С 1—С'5).

Последние каскады усилителей являются фазочувствительными (диоды Д9, Д'9, конденсаторы С6, С'6), что позволяет различать раз­ баланс мостов при отклонении температуры и разности температур в сторону увеличения или уменьшения от заданной. При разбалансе любого из мостов напряжение на его выходе может различаться по

не проходит, т. е. выходные реле Р1 и Р2 срабатывают только в одном случае.

Выход с фазочувствительных каскадов через делитель напряжения

Т'6 и Тб являются реле Р1 и Р2, контакты которых выведены на клем­ мную колодку Кл.

Усилители питаются от обмотки IX трансформатора Тр, напряже­ ние на которой равно 24 в, через мостовой выпрямитель, собранный на диодах Д5—Д8. Для сглаживания пульсации служит П-образный фильтр, состоящий из резистора R19 и конденсаторов С8, С9.

Триггеры и выходные реле каждого каскада питаются от обмоток II и I I I трансформатора Тр напряжением 38 в через мостовые выпря­ мители, собранные на диодах Д1, Д2, ДЗ, Д4, Д'1, Д'2, Д'З, Д'4.

179