книги из ГПНТБ / Головин Ю.К. Судовые электрические приводы. Устройство и эксплуатация учебник

Якорь притягивается через систему рычагов 2, 1 и стремится пере­ местить рейку с косыми зубьями 3 в направлении, при котором пружи­ на 5 сжимается. Зубчатая рейка также приводит во вращение шестер­ ню 4, имеющую косые зубья. На одном валу с шестерней 4 находится и шестерня 8, сцепленная с анкерным колесом 7. Скорость перемеще­ ния анкерного колеса зависит от периода колебания маятника 10, кото-

Рис. 78. Реле напряжения постоянного тока типа РЭ-101/1М:

ния маятника вокруг оси соответствует повороту анкерного колеса на один зуб. При выходе зубчатой рейки 3 из зацепления с шестерней 4 переключаются контакты реле 6. Выдержка времени маятникового ре­

ле зависит от положения груза на маятнике, длины хода рейки и на­ тяжения пружины. Величина выдержки времени может быть получена в пределах 1— 10 с.

Возврат контактов в исходное положение осуществляется пружи­ ной 5. Благодаря выполнению рейки 3 и шестерни 4 с косыми зубьями

рейка свободно проскальзывает по зубьям шестерни, поворачиваясь вокруг оси.

140

Рис. 79. Электромагнитные реле времени:

а — маятниковое механическое; б — тина РЭМ-200

Контактная система маятникового реле может иметь контакты, не только действующие с выдержкой времени, но и мгновенно действую­ щие.

Рассмотренное реле работает недостаточно четко, допускает срав­ нительно небольшое число срабатываний из-за довольно быстро­ го износа механических частей. Аналогичными недостатками обладают и другие реле этой группы: с масляным демпфером, пневматическим замедлителем н др. Поэтому в основном реле времени применяют элек­ тромагнитные реле постоянного тока, у которых выдержка времени получается за счет замедленного спадания магнитного потока в магнитопроводе после отключения тока в цепи катушки.

Вцепях переменного тока указанные реле включаются через вы­ прямители.

Восновном в качестве реле времени применяют электромагнитные реле постоянного тока, у которых выдержка времени получается за счет замедленного спадания магнитного потока в магннтопроводе после от­ ключения тока в цепи катушки.

На рис. 79, б изображено современное корабельное электромаг­

нитное реле времени серии РЭМ-200. Его U -образный цилиндрический стальной магнитопровод 3 залит алюминиевым основанием 1 методом

заливки. На обоих кернах магннтопровода находятся электромаг­ нитные демпферы 2 и 13 — толстостенные цилиндры из немагнитного материала (алюминия или латуни). На демпфер 13 надета втягивающая катушка 16. Якорь 8 с закрепленными на нем противовесами 5 отжима­ ется от неподвижного магннтопровода пружиной 4, степень сжатия которой регулируется гайкой 6. Ход якоря ограничен регулируемым упором 7. При притягивании якорь нажимает пластиной 14 на штырь контактного узла 15. Устройство последнего показано отдельно в уве­ личенном масштабе. При нажатии на штырь 17 (рис. 79, б) контактный мостик 18 пригибается и замыкает вместо нижних неподвижных кон­ тактов 20 верхние 19. Для гашения дуги в контактном узле смонтиро­

ваны постоянные магниты. На якоре укреплена тонкая немагнитная прокладка 9, обеспечивающая конечный зазор в магнитной цепи аппа­

рата, который нужен для избежания прилипания якоря. В при­ тянутом положении якоря упор 12 смещается вправо и сжимает пру­ жину упора 10, которая регулируется гайками И .

При подаче напряжения на катушку реле якорь притягивается прак­ тически мгновенно. При отключении тока катушки ее исчезающий маг­ нитный поток индуктирует в демпферах тока. Эти токи вызывают по­ явление дополнительного магнитного потока, замыкающегося по тому же пути, что и основной. Согласно закону Ленца поток демпферов направлен так, что препятствует причине, вызвавшей его, т. е. умень­ шению основного потока. Следовательно, он направлен согласно основ­ ному потоку, и общий поток в магннтопроводе из-за появления этого дополнительного потока снижается замедленно. Аналогичное демп­ фирующее действие оказывает и немагнитное основание реле. Замедле­ нию спадания потока способствуют и потоки от вихревых токов, возни­ кающих в массивном магннтопроводе при изменении основного по­ тока.

142

Кривая 1 изменения магнитного потока реле показана на рис. 80.

Он спадает от начального значения Фи до потока Фсот, обусловленно­ го остаточной индукцией. Якорь реле отпадает от сердечника только тогда, когда поток уменьшится до величины потока отпуска Ф01, при ко­ тором удерживающий момент реле, созданный этим потоком, оказывает­ ся меньше отрывного момента, обусловленного силами отключающей пружины и пружины упора. Время (1спадания потока до этой величины

тянуть пружины, то отрыв якоря произойдет при большем потоке от­ пуска Фо3 п выдержка времени уменьшится: t 3< U. Этим способом

осуществляют тонкую, плавную настройку реле. Реле можно настра­ ивать на нужную уставку только в определенных пределах, обуслов­ ленных параметрами данного типа реле. Например, реле РЭМ-220 с дву­ мя демпферами можно настраивать на 0,5—3 с, а реле РЭМ-210 той же серии, но с одним демпфером, — лишь на 0,3— 1,5 с.

Нельзя ставить слишком тонкую немагнитную прокладку или сильно ослаблять пружины, так как это может привести к прилипа­ нию якоря.

Создать выдержку времени электромагнитного реле постоянного тока можно не только отключив его катушку, но и замкнув ее нако­ ротко (при условии,что это не приведет к короткому замыканию сети). Ток в короткозамкнутой катушке спадает вследствие ее большой ин­ дуктивности постепенно, причем тем дольше, чем больше электромаг­ нитная постоянная времени катушки. Поэтому и поток катушки

143

убывает замедленно, а притянутый якорь реле не отходит от сердечни­ ка до тех пор, пока этот поток не снизится до величины потока отпуска. При наличии электромагнитных демпферов этот способ обеспечивает большие выдержки времени.

Электромагнитные реле времени постоянного тока работают чет­ ко и надежно с большой точностью (+10% ) и стабильностью. Их ши­ роко применяют в схемах управления электроприводами как постоянно­ го, так п переменного тока. В последнем случае для питания катушки реле предусматривают индивидуальный полупроводников!-! выпря­ митель.

§ 35. Эксплуатация электромагнитных реле

В процессе эксплуатации реле должны содержать­ ся чистыми и сухими, контактные и крепежные винтовые соедине­ ния должны быть подтянуты. Необходимо следить за состоянием кон­ тактов и регулярно их осматривать. При появлении на поверхности кон­ тактов копоти их нужно протереть чистой салфеткой, смоченной бензи­ ном или спиртом, а при сильном обгоранпи зачистить чистой стальной щеткой, после чего промыть бензином или спиртом.

Перед осмотром реле необходимо с установки снять напряжение и принять меры, исключающие возможность случайной подачи напряже­ ния как на цепи управления реле, так и на их контакты. Провал кон­ тактов должен быть не ниже нормы. При износе серебряных контакт­ ных напаек, когда их толщина станет меньше 0,5 мм, контакты нужно заменить. В реле времени нужно следить за состоянием немагнитной прокладки и при ее износе произвести замену, взяв прокладку той же толщины, так как в противном случае нарушится выдержка времени. После сборки реле (в случае замены немагнитной прокладки или ка­ тушки) необходимо вновь отрегулировать реле, для чего надо устано­ вить с помощью регулировочного винта необходимый зазор между яко­ рем и сердечником в отключенном положении реле и отрегулировать провал контактов. Основные возможные неисправности реле и спосо­ бы их устранения указаны в табл. 3.

Кроме неисправностей, общих для всех электромагнитных реле, для реле переменного тока характерны неисправности, связанные с по­ ломкой короткозамкнутого витка и с повреждением шлифованных по­ верхностей якоря и сердечника. Эти неисправности проявляются в ви­ де сильного гудения магнитной системы во включенном положении реле.

Ремонт реле сводится к замене частей, вышедших из строя, запасны­ ми. В процессе работы наиболее часто выходят из строя контакты, ка­ тушка, реже —немагнитная прокладка и пружины и еще более редко— детали магнитопровода.

В случае выполнения контактов млн контактных напаек надо сохра­ нять их форму. Пластмассовую колонку, в случае ее поломки, можно изготовить из текстолита. Немагнитные прокладки изготавливаются латунные или бронзовые из фольги или холоднокатаной ленты.

141

При эксплуатации аппаратов автоматического управления электро­ приводами со временем может измениться их настройка. Это означает, что реле срабатывают при значениях контролируемых параметров, от­ личающихся от заданных. Неправильная работа реле защиты может привести к аварии, а нечеткое действие реле управления нарушает нор­ мальный процесс управления электроприводом — пуска, торможения и др. с вытекающими из этого отрицательными последствиями. Поэтому в процессе эксплуатации при профилактических осмотрах, а в особен­ ности после ремонтов нужно проверять уставки реле и, в случае необ­ ходимости, настраивать реле на нужные величины срабатывания.

145

Проверку максимальных реле осуществляют, плавно увеличивая силу тока, протекающего по катушке реле,и замечая по включенному в цепь катушки амперметру величину тока, при котором якорь реле притянулся к сердечнику, т. е. величину тока троганмя. Для проверки и настройки реле постоянного тока используют какой-либо из судовых преобразователей переменно-постоянного тока, например преобразо­ ватель системы Г—Д с противокомпаундным генератором. Воспользо­ ваться последним можно, если ток стоянки генератора больше устав­ ки реле. В противном случае, а также если генератор компаундный, по­ следовательную обмотку генератора отключают, а на параллельную по­

дают ток от другого источни­ ка, превращая ее этим в неза­ висимую. Ток возбуждения регулируют потенциометриче­ ским реостатом, плавно уве­ личивая его от нуля до тех пор, пока реле, подключенное к якорю генератора, не сра­ ботает. При этом генератор не должен испытывать перегру­ зок больших, чем для него до­ пустимо. Схема для указанно­ го случая представлена на рис. 81, а. Кроме обычных судо­

вых генераторов, для провер­ ки можно применить свароч­ ный агрегат постоянного тока.

При проверке реле должно быть отключено от схемы, а от генератора отсоединены подключенные к нему кабели.

Питание от генератора к реле подается по временным проводам. В су­ довых условиях такой метод проверки занимает много времени и часто пользоваться им практически невозможно. Поэтому во многих слу­ чаях максимальные реле проверяют, создавая перегрузки работающе­ го электропривода механическим путем, затормаживая приводимый ме­ ханизм или увеличивая его нагрузку. Например, максимальные реле электропривода брашпиля проверяют, осторожно вводя якорь в клюз при наименьшей скорости выбирания до тех пор, пока он не застрянет. Защита должна при этом выключить электропривод, а ток, при кото­ ром происходит отключение, можно отметить по показаниям ампермет­ ра в момент отключения. При этом надо быть готовым быстро.выклю­ чить электропривод командоаппаратом, если максимальное реле изза неисправности не сработает.

Для проверки максимальных токовых реле переменного тока испольуют специальный нагрузочный трансформатор, схема подключения которого к реле показана на рис. 81, б. Грубую регулировку тока осу­

ществляют изменением коэффициента трансформации трансформатора, используя отпайки от витков вторичной обмотки / / . Точную регулиров-

14G

ку выполняют при помощи потенциометрического реостата, включенного в цепь первичной обмотки /. Минимальные реле тока (постоянно­ го и переменного) можно настраивать такими же способами, как и мак­ симальные, но уменьшая ток в катушке реле, начиная от номинального.

вляют аналогичным образом.

Для постоянного тока наиболее просто настраивать реле при помощи потенциометрического реостата (рис. 82, а). При настройке с исполь­

зованием генератора преобразователя последовательную обмотку воз­ буждения можно не отключать. Напряжение на катушке реле перемен­

рис. 8 8 . В обоих вариантах при включении рубильников (или пакетных выключателей) 1Р и 2Р катушка реле времени РВ получает питание и размыкает (рис. 83, а) или замыкает (рис. 83, б) свой контакт. Катушки электросекундомера ЭС в обоих случаях зашунтнрованы третьим ножом рубильника 1Р. При размыкании этого рубильника катушка РВ обес­ точивается, а катушка ЭС оказывается под напряжением. Секундомер

147

а его малая стрелка поворачивается по меньшей шкале, показывая чис­ ло целых секунд. По истечении выдержки времени реле его контакт либо снова шунтирует катушки секундомера (рис. 83, а), либо обесто­ чивает их (рис. 83, б). В обоих случаях стрелки прибора останавливают­

ся, регистрируя уставку реле. Для сброса показаний прибора на нем есть кнопка, нажав которую, можно возвратить обе стрелки в началь­ ное положение на нули шкал. Менее точные результаты получаются при пользовании обычным ручным секундомером. Малвш выдержки времени, порядка десятых долей секунды, этим прибором проверить невозможно.

Грубую ступенчатую регулировку электромагнитных реле времени осуществляют, заменяя немагнитные прокладки между якорем н сер­ дечником. Чем прокладка толще, тем меньше выдержка времени. Однако этим способом расстраивать реле в процессе эксплуатации не прихо­ дится. Обычно расстроенное реле нуждается лишь в тонкой регулиров­ ке, осуществляемой изменением натяжения возвратной пружины.

§ 36. Таймтакторы и их эксплуатация

Таймтакторы — это силовые контакторы, сра­ батывающие с выдержкой времени. На судах наиболее распространены таймтакторы постоянного тока, у которых выдержка времени созда­ ется так же, как в реле времени, — при помощи электромагнитных демпферов. Такой таймтактор— это комбинация контактора и реле времени. Он имеет меньшие габариты и массу,чем оба таких аппарата, взятые вместе.

У таймтактора (рис. 84) есть две катушки — верхняя втягивающая 2 и нижняя удерживающая 1. На сердечнике 14 удерживающей ка­ тушки находится медная гильза 13 — электромагнитный демпфер.

При отсутствии тока в обеих катушках якорь 5 находится под действием отключающей пружины 7 в нейтральном положении. В этом положении главные контакты 3 и 4 разомкнуты, а специальные (собственные) блокконтакты 12, включенные в цепь втягивающей катушки, замкнуты.

При подаче напряжения на удерживающую катушку якорь притяги­ вается к ее сердечнику, размыкая собственные блок-контакты. Штифт упора 11 утапливается внутрь якоря и сжимает пружину упора 10.

Выдержка времени таймтактора начинается с момента обесточива­ ния удерживающей катушки. Ее магнитный поток спадает замедленно из-за наличия демпфера. Когда момент, созданный этим потоком, сни­ зится настолько, что отрывной момент пружины упора станет больше удерживающего момента, равного сумме моментов от потока катушки и от отключающей пружины, якорь таймтактора отпадет от нижнего сердечника. При этом замкнутся собственные блок-контакты и подадут ток в цепь втягивающей катушки, подготовленную к этому времени другими аппаратами схемы управления. Якорь-таймтактора притя­ нется к верхнему сердечнику, и главные контакты аппарата замкнутся.

148

Настройку таймтактора на определенную уставку осуществляют за­ меной немагнитной прокладки 8 между нижним сердечником и якорем

и изменением натяжения пружины упора и отключающей пружины регулировочной гайкой 9 и винтом 6 соответственно.

В судовых электроприводах находят применение и более современ­ ные таймтакторы серии КУВ с размыкающими главными контактами. Они имеют только одну катушку и устроены наподобие электромагнит­ ных реле времени с U -образным магнитопроводом. При подаче напряже­

жения с удерживающей катушки, связанное с повреждением втягива­ ющей (включающей) катушки или с разрегулировкой собственного блок-контакта таймтактора.

В первом и втором случаях при пуске двигателя будут иметь место чрезмерно большие толчки тока, что может вызвать срабатывание мак­ симальной защиты уставки. В третьем случае двигатель будет плохо разворачиваться и возможно перегорание пускового сопротивления.

Для устранения неисправностей надо в первом случае поставить отсутствующую или заменить поврежденную прокладку либо увеличить нажатие возвратной пружины, во втором случае сменить неисправную

149