книги из ГПНТБ / Поне Ю.П. Расчет и конструирование аппаратуры проводной связи учеб. для техникумов

расчет катушки реле, на основе которого определяют параметры всех обмоток. Выполняют проверочный расчет надежности дей­ ствия реле расчетом фактических коэффициентов запаса и рассчи­ тывают фактическое заполнение обмоточного пространства ка­ тушки. По результатам расчета составляют и оформляют паспорт реле.

Контактный пакет. Контактные элементы различных типов реле были указаны на рис..7.6. Один или несколько контактных элементов, расположенных на реле в одном вертикальном ряду, составляют контактную группу. Наименование контактной группы образуется из названий составляющих ее контактных элементов, перечисляемых по порядку их расположения, начиная с якоря. Например, группа зп реле РПН состоит из одного контактного элемента з и одного элемента п.

Одна или несколько контактных групп образуют контактный пакет реле. При определении состава контактного пакета обычно подбирают такие группы, которые позволяют получить мини­ мальное количество контактных пружин для всего пакета и наи­ меньшую разницу в числе пружин для разных групп данного па­ кета. Многопружинные группы применяются, ввиду сложности их регулировки, лишь в случаях крайней необходимости.

Рассмотрим особенности построения контактных групп и па­ кетов.

К о н т а к т н ы й п а к е т р е л е РПН . В табл. 7.9 при­ ведены некоторые из контактных групп реле РПН . Подбор кон­ тактных элементов в эти группы осуществлен с таким расчетом, чтобы ход якоря реле был, по возможности, мал. На реле РПН предусмотрено пять условных мест для размещения контактных

170

групп. Если реле имеет одну контактную группу, то ее разме­ щают в центре •— месте I I I , если две группы — то на местах I и V, если три группы —- то на местах I , I I I и V (рис. 7.11, а).

Реле РПН устанавливается так, чтобы его якорь был слева (если смотреть с лицевой стороны). При этом счет контактных групп

право, начиная от якоря. В соответствии с этим каждой контакт­

табл. 7.10, это реле может иметь контактные группы с определен­ ной очередностью действия контактных элементов. Такая очеред­

полагаются по краям пакета, а с меньшим—в центре (рис. 7.11, б). Если пакет содержит только две группы, то они располагаются на местах I и IV.

171

Стандартные величины рабочего хода якоря реле различных типов были приведены в табл. 7.1, а с влиянием хода якоря на параметры реле можно познакомиться по табл. 7.4.

Каждой контактной группе реле РПН соответствует опреде­ ленный минимальный ход якоря (см. табл. 7.9). Как правило, выбирают минимальный ход якоря, так как увеличение хода якоря приводит к повышению Awcp и AwH, а также к увеличению времени срабатывания реле. Если реле имеет несколько контакт­ ных групп, то ход якоря определяют -по группе, требующей наи­ большего значения этого параметра. Так, при контактном пакете, состоящем из групп з, рп, ззз, ход якоря выбирают равным 1,5 мм.

Для реле РЭС-14 используют якорь с рабочим ходом 1,7 мм, если контактный пакет не содержит контактных элементов уз, ор или бп, и якорь с ходом 2 мм при наличии таких элементов.

Толщина стандартных пластин (штифтов) отлипания была ука­

и Aw0), а также к увеличению времени срабатывания и кзначительномууменьшению времени отпускания. Утолщенные пластины отлипания (>• 0,4 мм) применяются главным образом тогда, когда необходимо повысить надежность отпускания реле или существенно снизить время отпускания (например, у питающих, сигнальных и импульсных реле, действующих через линию). Тонкие пластины отлипания ( < 0 , 2 м м ) применяются для снижения Awcp в тех слу­ чаях, когда реле имеет большую контактную нагрузку, а также если необходимо увеличить время отпускания релеПри малой контактной нагрузке не следует применять тонких пластин, так как это может привести к залипанию якоря реле при отпускании. Применение пластин отлипания толщиной 0,05 мм допускается только в исключительных случаях при большой контактной на­ грузке и для получения значительного времени отпускания.

Магнитопровод реле РПН изготовляют из улучшенной или нормальной электротехнической стали. Сталь марки ЭА с повышен­ ным остаточным намагничиванием (коэрцитивная сила «^79,6 А/м, маркируется знаком**) применяется для реле с пластиной отли­ пания толщиной 0,05 мм при любой контактной нагрузке и с пла­ стиной отлипания толщиной 0,1 мм при небольшой контактной нагрузке, а также для реле с малым коэффициентом надежности срабатывания. Во всех остальных случаях применяют сталь марки Э с нормальным остаточным намагничиванием (маркируется -знаком *).

Методы расчета. Известны три таких метода: а) аналитиче­ ский; б) табличный; в) эквивалентных нагрузок. Рассмотрим их.

А н а л и т и ч е с к и й м е т о д можно использовать для расчета реле любого типа, но он сложен и требует больших затрат времени. Метод базируется на расчетах магнитной цепи и снятии электромеханических характеристик. При разработке аппаратуры

172

проводной связи приходится определять ампер-витки для большого количества реле, пусть даже относящихся к одному типу, но на­ груженных различными контактными группами. Количество та­ ких групп у реле бывает довольно большим. Так, из 15 основных контактных групп реле типа РПН может быть собрано 800 раз­ личных контактных пакетов. Поэтому для массовых расчетов ампер-витков типовых реле аналитический метод неприемлем.

Несравненно проще определять ампер-витки срабатывания, отпускания, удержания и несрабатывания типовых реле, нагру­ женных различными контактными группами, с помощью т а б - . л и ч н о г о м е т о д а . Таблицы ампер-витков составляют экс­ периментальным путем на основании измерений большого коли­ чества образцовых реле, нагруженных различными контактными группами и тщательно отрегулированных. Измерения производят при различных значениях хода якоря и толщины пластины отли­ пания.

Записи ведут по форме табл. 7.11. Численные значения ампервитков для каждого режима работы сводят в особые графы и определяют в зависимости от контактной группы реле, выбранного хода якоря и толщины пластины отлипания. Значения ампервитков срабатывания приводят для реле с нормальным и улуч­ шенным железом; значения рабочих ампер-витков для режимов удержания и отпускания определяют в зависимости от ампервитков предварительного намагничивания. На основе всех этих сведений однозначно определяют значения паспортных ампервитков.

марной эквивалентной нагрузки на реле при определенном между­ железном пространстве. v

Общую эквивалентную нагрузку реле определяют, складывая эквивалентные нагрузки отдельных контактных групп по табл. 7.9. На рис. 7.12—7.14 даны кривые для определения ампер-витков

173

срабатывания, несрабатывания, удержания и отпускания. В ре­ жиме удержания и отпускания рабочие ампер-витки зависят от ампер-витков предварительного намагничивания. Чем больше ампер-витки предварительного намагничивания, тем меньше ра­ бочих ампер-витков требуется для удержания и отпускания.

ммНомера кривых

§ 7.8. Расчет обмоток реле

Выбор провода. Обмотки реле чаще всего выполняют красномедным проводом марки ПЭЛ с эмалевой изоляцией. Для реле спе­ циального исполнения (например, тропического) используют про­ вода марок ПЭВ-1, ПЭВ-2 и ПЭФ-1, которые имеют высокопроч­ ную изоляцию.

При выборе диаметра обмоточного провода следует учитывать, что применение тонких проводов (0,06—0,09 мм) усложняет изго­ товление и эксплуатацию реле; кроме того, стоимость проводов меньшего диаметра гораздо выше стоимости проводов большего диаметра.

В табл. 7.12 для каждого диаметра провода указаны значения

175

Практически же обмотка реле занимает часть обмоточного про­

обходимо от соответствующей строки первой графы перейти к соот­ ветствующей строке третьей графы таблицы. При определении kR по известному kR переходят от первой графы ко второй.

Потери обмоточного пространства вследствие неплотной укладки витков при намотке учитываются с помощью коэффи­ циента полноты обмотки kn 0 . С увеличением диаметра провоза эти потери уменьшаются и значение kn 0 снижается.

Обмотки реле отделяются друг от друга изоляционной про­ кладкой из бумаги или лакоткани, что приводит к потере опре­ деленной части обмоточного пространства. Величина таких потерь

176

по виткам для реле РПН составляет 2,5%, для РЭС-14 она равна 2,7%.

Общая высота намотки должна быть несколько меньше высоты щеки катушки, чтобы можно было заделать концы обмоточного провода, а также оклеить катушку снаружи. Общее заполнение

вает влияние на работу реле дестабилизирующих факторов и опре­ деляется по формуле

где ky — коэффициент, учитывающий возможное изменение на­ пряжения источника питания; kAw— коэффициент, учитывающий изменение регулировки в процессе эксплуатации; kRa — коэффи­ циент, учитывающий изменение сопротивления обмотки в резуль­ тате наличия допусков на диаметр провода намотки; kRT— коэф­ фициент, учитывающий изменение сопротивления обмотки реле вследствие изменения температуры окружающего воздуха и пере­ грева под действием протекающего через нее тока.

В зависимости от режима работы реле наихудшим условием может оказаться увеличение (или уменьшение) того или другого фактора, что показано в табл. 7.14.

пряжении питания 60 В можно написать для режима срабаты­ вания:

Коэффициент kAw зависит от конструкции реле, значений ускорений в процессе работы и интенсивности работы реле. Ве­ личина этого коэффициента, изменяющаяся в довольно широких пределах, может быть принята для расчетов kAw «g 1,3.

Изменение сопротивления обмоток реле обусловлено в первую очередь производственным допуском на отклонение диаметра на­ моточного провода и учитывается коэффициентом который с достаточной точностью определяется выражением

где dj — диаметр провода; Ad x — отклонение диаметра обмоточ­ ного провода. Так как величину Adx для диапазона применяемых диаметров обмоточных проводов можно считать величиной по-

178

стоянной, то коэффициент kRA ^ kn.0 — коэффициенту полноты обмотки и для его определения пользуются данными табл. 7.12. Значения коэффициента kRfK в зависимости от диаметра обмоточ­ ного провода колеблются в пределах от 1,03 до 1,23.

Изменение сопротивления обмоток реле обусловлено во вторую очередь изменением температуры окружающего воздуха и пере­ гревом обмотки под действием протекающего тока и учитывается коэффициентом kRT, определяемым по формуле

где АТВ — превышение температуры окружающего воздуха над температурой Тг; АТП— превышение температуры обмотки над температурой 7\ вследствие нагрева обмотки протекающим током. Нагрев обмотки можно считать пропорциональным мощности рас­ сеяния на обмотке. Например, для реле РПН можно считать, что 1 Вт мощности рассеяния Р вызывает увеличение температуры обмотки на 13° С, т. е.

Например, если принять, что температура окружающего воз­

щаются действующие и вспомогательные обмотки, обмотки сопро­ тивления и конструктивные замедлители.

Д е й с т в у ю щ и е о б м о т к и предназначены для созда­ ния схемных ампер-витков и обеспечивают срабатывание или удер­ жание реле. Поскольку при равных величинах витков и равных нижняя обмотка имеет меньшую среднюю длину витка и, следо­ вательно, меньшее сопротивление, чем верхняя, то обмотку сра­

а) для уменьшения времени срабатывания (или отпускания) реле путем создания дополнительных ампер-витков намагничивания