Лабораторна робота №5 Електромагнітні реле і контактори

Мета роботи:знайомство з електромагнітними реле і контакторами, їх характеристиками і роботою в електричних колах.

Короткі відомості з теорії

Електромагнітні реле і контактори– це електротехнічні пристрої дискретної дії, в яких приймаючим елементом є електромагніт, для перетворення керуючої напруги в переміщення рухомої частини якоря. Виконавча частина – контакти при цьому замикаються і в керуючому колі з’являється струм або розмикаються.

Реле використовуються в колах керування із струмом менше 1 А. Контактори призначені для вмикання і вимикання силових кіл (електродвигунів та інших потужних споживачів електроенергії). Конструктивно контактори схожі з реле великого струму, але відрізняються наявністю потужних контактів та дугогасильних пристроїв. Окрім потужних контактів, є допоміжні та блокуючі контакти. Реле і контактори бувають постійного та змінного струму.

Для електромагнітних реле вводяться ряд коефіцієнтів. Якщо реле розглядається як нелінійний елемент автоматики, то зв'язок між струмом I_вих кола керування і напругою U_вх на вході реле можна представити статичною характеристикою керування (рис. 1).

Для цієї характеристики можна ввести коефіцієнт оберту К_об, як відношення напруги відпускання U_вп до напруги спрацювання

Малий коефіцієнт оберту мають реле з малим ходом якоря, зменшеним тертям та при використанні феромагнітних матеріалів з вузькою петлею гістерезису.

Рис. 1. Статична характеристика реле

Другим показником є потужність спрацювання

Реле, для яких Р_сп  10 мВт, відносяться до категорії високочутливих. При Р_сп = 10…20 Вт реле відносять до низькочутливих.

Контактори як пускорегулюючі апарати дистанційної дії використовуються для керування електроприводами потужністю до 20кВт. Характерна відміна контакторів від реле – допустимість частих включень та відключень при пуску, гальмуванні і регулюванні частоти обертання; у сучасних електроприводах досягає 1500 спрацювань за годину. Електричні суміщені схеми реле і контактора показані на рис. 2 і 3 відповідно.

Рис. 2. схема електромагнітного реле постійного струму

Рис. 3. Схема контактора змінного струму

Порядок виконання роботи

Визначення характеристик електромагнітних реле. На передній панелі лабораторного стенда показані схеми включення електромагнітних реле постійного («опыт» 1) та змінного струмів («опыт» 2).

Рис. 4. Схема включення реле

1. Обидві схеми відрізняються тільки знаком напруги, яка подається на вхід. Таким чином, схеми (без знака поданої напруги) однакові для реле постійного та змінного струмів і можуть бути показані на одному рис. 4.

2. Підключити міліамперметр РА і вольтметр PV до відповідних гнізд схеми («опыт»1) та встановити регулятор потенціометра R₁ в крайнє ліве положення. Потім ввімкнути перемикач джерела живлення і, обертаючи регулятор R₁ вправо, домогтися спрацювання реле. Момент спрацювання визначається спалахуванням світлодіодів у колі символу обмотки реле. Напругу спрацювання U_сп та струм I_сп занести до табл. 1. Обертаючи регулятор R₁ ліворуч, стежити за зменшенням напруги і струму. Як тільки світлодіод погасне, зафіксувати напругу U_вп (відпускання) і струм I_вп при поверненні реле. Результати занести до табл. 1.

3. Підключити вольтметр PV і міліамперметр РА до схеми реле змінного струму («опыт» 2) при лівому положенні регулятора R₁.Увімкнувши перемикач джерела живлення, добитися спрацювання реле (режим стійкого палання світлодіода), фіксуючи напругу і струм у табл. 1.

Таблиця 1

Тип реле	Uср, В	Іср, mА	Uвп, В	Івп, А	Рср, Вт	Кп
Постійного струму
Змінного струму

Оскільки реле змінного струму не має короткозамкнутого витка, то при збільшенні напруги до спрацювання та її зменшенні потім, якір реле вібрує з високою частотою. Після спрацювання якір не вібрує, але струм в обмотці реле декілька зменшується. Це потрібно урахувати при записі результатів. Після завершення випробування по спрацюванню реле потрібно зменшувати напругу, щоб реле виконало повернення (при цьому горіння світлодіода не спостерігається). По закінченні вимірів потрібно розрахувати потужність спрацювання Р_сп та коефіцієнт повернення К_п згідно з формулами:

Результати розрахунків занести до табл. 1.

4. Для побудови вольт-амперних характеристик реле I = f (U) потрібно підключити до схеми вольтметр PV та міліамперметр РА і поставити регулятор напруги R₁ на позицію «0». Показання вольтметра і міліамперметра занести до табл. 2. Потім повернути регулятор R₁ в позицію «1» і т.д. Кожного разу, не звертаючи увагу на момент спрацювання реле, записувати до табл. 2 напругу U і струм I.

Таблиця 2

Тип реле	Виміряна величина	Положення регулятора R1
		0	1	2	3	4	5	6	7	8
Постійного струму	U, B
	I, mA
Змінного струму	U, B
	I, mA

Випробування зробити для реле постійного та змінного струмів. За даними табл. 2 побудувати вольт-амперну характеристику I=f (U) для двох реле в одних координатних осях.

5. Вивчити контактор постійного струму, визначивши його головні та допоміжні контакти, обмотку, якір та дугогасильні пристрої. Потім скласти схему контактора, користуючись зразком схеми рис. 3.

6. Підключити контактор до джерела живлення постійного струму і підвищувати напругу до тих пір, поки контактор не спрацює. Відмітити зміну стану контактів. Зменшити напругу до здійснення контактором вертання і знову відмітити зміну стану контактів. Результати роботи контактора оформити у вигляді табл. 3 стану контактів, приклад якої наводиться нижче.

Таблиця 3

Контакти	Стан до моменту спрацювання	Стан після моменту спрацювання
Головний	Розімкнутий	Замкнутий
Допоміжний	Розімкнутий	Замкнутий

7. Зробити висновок за результатами, отриманими в роботі.