Задача 3.

Построить тяговую характеристику и рассчитать временные параметры быстродействующего электромагнитного реле постоянного тока. Исходные данные электрических и конструктивных параметров выбирается по последней цифре шифра студента из табл.4.

Таблица 4 – Электрические и конструктивные параметры реле

Параметры	Вариант (последняя цифра шифра)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
W, вит	1900	1200	2300	1500	1300	2200	1800	1400	1600	2100
R, Ом	30	19	36	24	21	35	28	22	25	33
S, см2	2,2	1,8	2,4	2,1	2,0	2,3	2,5	2,0	2,4	2,1
max, мм	1,9	1,4	1,6	1,5	1,7	1,3	1,8	1,2	1,6	1,5
H, мм	0,30	0,22	0,25	0,24	0,27	0,20	0,28	0,19	0,24	0,23

Коэффициент запаса электромагнитного реле К_з (коэффициент надежности) выбирается по предпоследней цифре шифра из табл.5.

Таблица 5 – Коэффициент надежности

Вариант	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Кз	1,5	1,9	1,8	1,6	1,7	1,9	1,8	1,6	1,7	2,0

Механическая характеристика реле F_м=f() имеет вид, показанный на рис.10.

Рисунок 10 – Механическая характеристика реле

Методические указания к выполнению задачи 3.

1. Тяговой или электромеханической характеристикой называется зависимость силы притяжения якоря реле F_эот величины воздушного зазорамежду якорем и сердечником при постоянной магнитодвижущей силеIW. Тяговая характеристика рассчитывается по следующей формуле

(15)

где I– ток в обмотке реле, А;

W– количество витков обмотки;

₀=410^-7Гн/м – магнитная проницаемость вакуума (воздуха);

S– площадь сечения сердечника магнитопровода, м²;

- воздушный зазор, м.

Для расчета силы тяги электромагнита по формуле (15) необходимо определить величину тока в обмотке реле I, при котором тяговая характеристикаF_э=f()приIW=constдля всех значений воздушного зазорав диапазонебудет расположена выше механической характеристики или касаться ее в некоторых точках, т.е.F_эF_м. Для выполнения этого условия целесообразно рассмотреть крайние значения диапазона изменения:=h– воздушный зазор определяется высотой антимагнитного штифта релеh, при этом якорь реле притянут;=_max– воздушный зазор максимален, т.е. у реле якорь отпущен.

В соответствии с формулой (15) определяем ток срабатывания реле I_ср при=_max и ток отпускания релеI_отпри=h. При этом для=hсила тягиF_эприравнивается силе механического сопротивленияF_м, которая в соответствии с рис.10 равнаF_м=40Н, а при=_max -F_м=1,5Н.

Рабочий ток I_рв обмотке реле определяется с учетом заданной величины коэффициента запаса, который равен отношению рабочего тока к току срабатывания

К_з=(16)

Из формулы (16) получим I_р=К_зI_ср.

Для I=I_рпо формуле (15) в диапазонерассчитать и построить тяговую характеристику реле. Характеристика должна содержать не менее 5 расчетных точек.

Примечание: При расчетах по формуле (15) знак «-» в правой части формулы следует опустить, поскольку он указывает только на то, что сила притяжения якоря F_э направлена не на увеличение, а на уменьшение воздушного зазора  .

2. Для определения временных параметров реле следует воспользоваться следующими соотношениями:

t_пр=t_пр+t_дв,t_от=t_тр^/+t_дв^/; (17)

t_тр=,t_тр^/=; (18)

t_дв=(0,10,3)t_тр,t_дв^/=(0,010,05)t_дв^/; (19)

=,^/=; (20)

L_p=,L_p^/=, (21)

где t_пр, t_тр, t_дв, t_от, t_тр^/, t_дв^/ - соответственно время притяжения, трогания, движения при включении реле и отпускания, обратного трогания, обратного движения при выключении реле, с;

 (^/)– постоянная времени реле при включении (выключении), с;

L_p (L_p^/)– индуктивность обмотки реле в выключенном (включенном) состоянии, Гн;

R_p– активное сопротивление обмотки, Ом.

Результаты расчета представить в табл.6 следующего вида:

Таблица 6 – Результаты расчета

tпр	tтр	tдв		Lр	tот	tтр/	tдв/	/	Lр/