РГР В12. Елементи та пристрої систем автоматики і управління / РГР В12. Елементи та пристрої систем автоматики і управління / 7. Задание 3

3 Побудова тягової характеристики та розрахунок часових параметрів швидкодіючого електромагнітного реле постійного струму

3.1 Побудова тягової характеристики електромагнітного реле

Тяговою характеристикою реле називається залежність сили притягання якоря реле, від величини повітряного простору між якорем та полюсним наконечником при сталій магніторушійній силі.

Таблиця 3.1 - Вихідні дані електричних і конструктивних параметрів:

W,вит	R,Ом	S, см2	max, мм	H, мм	Кз
1400	22	2,0	1,2	0,19	1,9

Тягова характеристика розраховується за наступною формулою:

(3.1)

де I - струм в обмотці реле, А;

W - кількість витків обмотки;

₀=410^-7 Гн/м – магнітна проникність вакууму (повітря);

S - площа перетину сердечника магнітопроводам²;

 - повітряний зазор, м;

К_з - коефіціент запасу електромагнітного реле.

Для розрахунку сили тяги електромагніту по формулі (3.1) необхідно

визначити величину струму в обмотці реле I, при якому тягова характеристика F_е=f() при IW=const для всіх значень повітряного зазору  у діапазоні буде розташована вище за механічну характеристику або стосуватися її в деяких місцях, тобто F_е F_м. Для виконання цієї умови доцільно розглянути крайні значення діапазону зміни : =h – повітряний зазор визначається висотою антимагнітного штифта реле h, при цьому якір реле притягнутий; =_max – повітряний зазор максимальний, тобто в реле якір відпущений. Відповідно до формули (3.1) визначуваний струм спрацьовування реле I_спр при =_max та струм відпускання реле I_відп при =h. При цьому для =h сила тяги F_э прирівнюється силі механічного опору F_м, яка відповідно до рис.3.1 дорівнює F_м=40Н, а при =_max -F_м=1,5Н.

Робочий струм Iр в обмотці реле визначається з врахуванням заданої величини коефіцієнта запасу, який дорівнює відношенню робочого струму до струму спрацьовування:

К_з= (3.2)

Виходячи з формули (3.2) І_р знаходиться:

Для визначення І_відп підставляється δ=H:

Для побудови тягової характеристики необхідно порахувати значення F_е для h≤ δ ≤ δ_max використовуючи формулу:

_{Таблиця 3.2 – Розрахунок тягової характеристики реле}

,мм	0,19	0,26	0,37	0,45	0,53	0,67	0,79	0,97	1,2
Fе, Г	216	115,3	56,9	38,5	27,7	17,3	12,4	8,2	5,4
Fм, Г	40	28	18	13	10	7.5	5	2.5	1.5

Рисунок 3.1 - Тягова та механічна характеристики реле.

Проаналізувавши отриманий графік, видно що F_е>F_м при будь-якому δ, отже, реле працює надійно.

3.2 Розрахунок часових параметрів швидкодіючого електромагнітного реле постійного струму

Часові параметри реле розраховуються за формулами:

t_пр=t_тр+t_дв,

t_тр=,

t_дв=(0,10,3)t_тр ,

=,

L_p=.

В момент ввімкнення реле при δ= δ_max:

=

В момент відпускання:

Отримані дані часових параметрів реле заносяться до таблиці.

Таблиця 3.3 - Часові параметри електромагнітного реле

tпр, с	tтр, с	tдв, с	, с	Lр, Гн	tот, с	tтр/, с	tдв/, с	/, с	Lр/, с
0,0182	0,014	0,0042	0,019	0,411	0,104	0,099	0,0049	0,118	2,593