1.7. Реле управления

К этой группе аппаратов и устройств относятся:

1. непосредственно реле;

2. поляризованное реле;

3. герконы;

4. шаговые искатели;

5. реле времени.

1. Классификация реле

Рассмотрим классификацию по следующим основным признакам:

1. По роду тока:

а) :

- неполяризованные;

- поляризованные;

б) :

- реле;

- вибропреобразователи.

2. По назначению:

а) в схемах автоматики;

б) для управления электродвигателями;

в) для защиты энергосистем.

3. По способу включения:

а) первичные;

б) вторичные.

4. По величине потребляемой мощности :

а) высокочувствительные = 10 мВт;

б) нормальной чувствительности =(0,1 - 5) Вт.

5. По величине коммутируемой мощности:

а) малой мощности:

, 50 Вт;

, 120 Вт;

б) промежуточные:

, 150 Вт;

, 500 Вт;

в) силовые 600 Вт.

6. По конструктивному исполнению:

а) по габаритам:

- обычные, типа РПН, РКН, РМУГ и др.;

- малогабаритные, серии РЭС: РЭС-9, РЭС-10, ..., РЭС-47 и др.;

б) по количеству контактных групп:

- одна;

- две;

- три и более;

в) по состоянию контактов:

- замыкающие,

- размыкающие;

- переключающие;

г) по степени защищённости контактов:

- открытые, -герметичные.

- закрытые ,

7. По быстродействию ( параметр- время срабатывания ):

а) нормальные, = (10 - 50) мс,

б) быстродействующие, = (1 - 10) мс.

Конструктивные отличия обычных реле управления от контакторов заключаются в следующем:

а) меньшие габариты, так как меньшие коммутируемые мощности;

б) отсутствие дугогасительной камеры и системы магнитного дутья, так как возникающая при размыкании контактов дуга имеет стадию искрового разряда.

2. Поляризованные реле

Предназначены для переключения контактов в зависимости от полярности прикладываемого напряжения. Конструктивная схема приведена на

рис. 1.14.

Поток , создаваемый постоянными магнитами, распадается на два: и, причём . Усилие, создаваемое в левой и правойчастях магнитопровода, определяется

,

где - площадь сечения магнитопровода в зазоре.

За счёт равенства якорь удерживается в нейтральном положении. Тогда достаточно некоторого дополнительного усилия, чтобы вызвать перемещение якоря в одну или другую сторону. Расчёт сводится к определению , обеспечивающему перемещение якоря.

Пусть достаточно для перемещения якоря. Тогда

, ;

, ;

.

Считаем, что сопротивление магнитной цепи определяется сопротивлением зазора, тогда

, ;

, ;

, .

В исходном положении намагничивающие силы в левой и правой частях магнитопровода равны

или ;

; , откуда .

В зависимости от расположения контактов относительно нейтрали различают:

а) двухпозиционные с преобладанием (односторонняя регулировка контактов);

б) двухпозиционные нейтральные (двухсторонняя регулировка контактов);

в) трёхпозиционные.

В двухпозиционных с преобладанием реле для переключения контактов необходимо подать напряжение одной полярности. При снятии его якорь перемещается в исходное положение (РП-7).

В двухпозиционных нейтральных реле якорь занимает положение в зависимости от полярности напряжения (РП-4). При снятии напряжения якорь остается в положении, соответствующем полярности этого напряжения.

В трехпозиционных реле в отличие от двухпозиционных нейтральных при снятии напряжения якорь занимает нейтральное положение (РПБ-5).

1.7.3. Герконы

Магнитоуправляемые или герметизированные контакты коммутируют токи до 5 А, 100 В. Герконы представляют собой пружинные контакты из пермаллоя, впаянные в стеклянную колбу, наполненную азотом или инертным га-

зом (рис.1.15). При воздействии на контакты магнитным полем они деформируются и замыкаются. Достоинствами герконов являются: высокая надежность; большой срок службы 10⁸ - 10⁹ циклов; высокое быстродействие = 2 мс; низкая стоимость и высокая радиационная стойкость. Недостатками гер-

конов являются: малое число контактных групп (одна); дребезг контактов при замыкании и большая намагничивающая сила, так как поток преодолевает несколько магнитных зазоров.

Промышленность выпускает различные типы реле на герконах:

а) реле промежуточные серии РПГ, = 12, 24 В, = 2 мс;

б) реле напряжения серии РНГ =12, 24, 48 В ; работают в цепях по- стоянного и выпрямленного переменного тока. Время срабатывания реле не более 35мс.;

в) реле с магнитной памятью серии РМГ, управляемые импульсным

напряжением = 12, 24 В, = 10 мс;

г) реле времени с выдержкой на включение и отключение серии РВГ;

д) реле тока серии РТГ для схем постоянного тока до 500В.

Обозначение реле состоит из букв, обозначающих серию, например РПГ- реле промежуточное на герконах, и цифр, обозначающих: первая цифра -реле без штепсельного разъема(0) или с разъемом (1), вторая - тип геркона.

Габаритные размеры реле напряжения, реле времени и токовой приставки одинаковы - 39 5690мм.

1.7.4. Реле времени

Различают электромагнитные реле времени и электронные с релейным выходным элементом. Принцип действия электромагнитного реле с замедлением на отпускание основан на введении в магнитную систему дополнительной короткозамкнутой катушки (рис. 1.16).

При размыкании цепи питания катушки поток в магнитной системе начинает убывать. За счёт его изменения в короткозамкнутой катушке наводится ЭДС и создаётся поток , направленный в сторону, препятствующую уменьшению порождающего его потока. В результате на каком-то интервале времени сохраняется суммарное значение, обеспечивающее . Процессы в короткозамкнутой обмотке описываются уравнениями

,

;

.

Проинтегрировав это выражение, получим

,

.

Как правило, время замедления составляет 0,1- 3с.

Работа электронного реле времени основана на использовании времязадающего конденсатора. Ток цепи разряда является током управления (базы) транзистора, в коллекторную цепь которого включена катушка малогабаритного реле (рис.1.17). При переключении конденсатора с цепи заряда на разряд ток разряда убывает по зависимости , где , а ток в цепи коллектора транзистора , где -коэффициент усиления каскада. В моменты переключения конденсатора реле K срабатывает, а при убывании тока в цепи коллектора до значения тока отпускания реле, оно отпускает якорь и размыкает (замыкает) свои контакты. Время срабатывания

определяется постоянной цепи разряда T и регулируется переменным резистором. Диапазон времени срабатывания такого реле может быть достаточно велик (0,01 - 10 с и более).

Время срабатывания определяется

.

В электронных схемах вместо катушки реле в цепь коллектор - эмиттер устанавливается резистор. Далее устанавливается пороговый элемент (нормализатор уровня - транзисторный ключ или триггер Шмитта). Выходной сигнал его (перепад напряжений) и будет выходным сигналом реле времени.