Сельсины.

У сельсина одиночная первичная обмотка ротора поворачивается вместе с перемещением измеряемого объекта.

Три статорные вторичные обмотки, расположенные друг к другу под углом 120 град, формируют выходную обмотку.

Переменный ток возбуждает ротор (этот ток называют опорной частотой) и индуцирует выходной сигнал на трех вторичных обмотках. Соотношение между выходами соответствует положению ротора.

Обычно сельсинные системы для измерения перемещений имеют в своем составе два идентичных узла: передавающий сельсин (т. н. Сельсин-датчик) и сельсин приемник (сельсин-трансформатор или трансформатор для питания цепей управления). Оба сельсина соединяются так, чтобы перемещение ротора сельсина-датчика вызвало поворот ротора сельсина-приемника на один и тот же угол.

Поэтому сельсин-приемник м.б. Использован как база для индикаторных приборов- положение его ротора отображает угловое перемещение объекта измерений . Кроме того он выполняется для выполнения некоторой механической работы. В этом случае сельсин-приемник называется сельсином крутящего момента.

Реле.

Электромагнитное реле появилось во второй половине XIX века после изобретения электромагнита.

Само слово реле ( relais ) означает с франц. (пункт перегрузки, место смены лошадей ). Выбор такого термина отражает то , что реле- элемент, переключающий внешние цепи нагрузки.

Основным отличием реле и приборов релейного действия от других элементов А и Т является скачкообразное изменение выходной величины y при плавном изменении входной величины x (см. рис). Это и есть определение реле.

Рис – статистическая характеристика реле

Особенностью характеристики реле является наличие 2^x прямолинейных участков. Участок АВ удовлетворяет условию dx/dy=0, участок ВС – условию dx/dy=∞.

Если скачкообразное изменение тока в выходной цепи обеспечивается не линейным, лавинообразным изменением ( внутреннего сопротивления, индуктивности, проводимости) прибора без физического разрыва цепи, то такое устройство называется прибором релейного действия (рис.б) .

При этом характеристика изменяется

• углы в точках А,В и С округляются и появляется участок холостого хода ОД.

Реле имеет два состояния. Состоянию «выкл.» соотв. Значение y=y_выкл, а состоянию “вкл” соотв. значению y=y_вкл .

Если x=0 , то реле обесточено и y=y_выкл . С увеличением значения х выходная величина у до определенного предела не изменяется. Если х=х_ср – реле срабатывает и величина у, изменяясь скачкообразно, принимает значение у_вкл. При дальнейшем увеличении х значение у не изменяется.

В случае уменьшения величины х и достижения х=х_от происходит обратный скачок, реле обесточивается и у=у_выкл.

Т.обр. реле является двоичным элементом, обладающим свойством гистерезиса, т.к.

Реле коммутируют электрические цепи по сигналу извне. Они превращают непрерывный маломощный сигнал датчиков или элементов управления в прерываемый сигнал значительной мощности.

Реле является преобразователем и одновременно усилителем сигналов.

Параметры реле:

1. Мощность срабатывания

мощность на выходе реле, при которой оно замыкает управляемую цепь;

Входная велич. – U,I подаваемые в обмотку.

Выходная – замыкание/ размыкание контактов (двоичный сигнал «0» «1»)

2. Время срабатывания t_ср(t_пр)

Интервал времени от момента подачи на вход реле управляющего воздействия до начала коммутации управляемой цепи

t_cp=t_трср+t_перср

t_{трогания}^ср – время с момента включения цепи реле до момента размыкания тыловых контактов;

t_{перелета}^ср – время с момента размыкания тылового контактов до момента замыкания фронтового.

3. Время отпускания (t_отп ).

Интервал времени от момента прекращения управляющего воздействия на входе реле до начала размыкания управляемой цепи.

t_отп=t_тр.отп+t_{пер.отп}

t_тр.отп – время с момента выключения цепи реле до момента размыкания фронтового контакта;

t_{пер.отп} – время с момента размыкания фронтового контакта до момента замыкания тылового контакта.

4. Мощность управления – электрическая мощность цепи (или тока коммутации).

5. Ток притяжения (срабатывания)

I_пр(I_ср) – линейный ток в обмотке реле, при котором реле отпускает якорь и замыкаются фронтовые контакты.

6. Ток отпускания I_отп – максимальный ток в обмотке реле, при котором реле отпускает якорь и замыкаются тыловые контакты.

7. Рабочий ток I_р – ток перегрузки, при котором обеспечивается надежное притягивание якоря I_р>I_ср.

8. Коэффициент возврата

Чем больше К_В, надежнее работа реле на отпускание, поэтому этот коэффициент называется еще коэффициентом безопасности. Чем ближе К_В к 1 ,тем лучше. Обычно К_В=0,3÷0,5.

9. Коэффициент запаса

К_З=I_Р/I_СР>1

Чем больше К_З, тем надежнее работа реле на притяжение, но больше энергия, потребляемая реле;

Обычно К_З=1,4÷4

реле I_кл.над К_З=1,5÷4

реле промышл. автомат. К_З=1,1÷2

Классификация реле.

Каждое реле независимо от его конструкции состоит из трех основных частей: воспринимающей (управляющей) части, которая реагирует на изменение физического фактора, положенного в основу устройства данного реле; промежуточной и исполнительной частей. Причем, исполнительная часть представляет собой контакты, осуществляющие непосредственное переключение управляемых электрических цепей.

Реле классифицируются по различным признакам, таким как: вид энергии (физический фактор) на которую реагирует воспринимающая часть реле, - электрическая, тепловая, оптическая, акустическая и механическая; явления взаимодействия, возникающее в реле так же, как и в электрических измерительных приборах: электромагнитные, магнитоэлектрические, индукционные и т.п.; рабочие параметры, характеризующие реле (такими параметрами у электрических реле является ток, напряжение, частота, сдвиг фаз; у оптических реле – яркость, освещенность, длина волны (цвет)).

Наибольшее распространение нашли электрические реле, среди которых наиболее часто используемыми являются электромагнитные нейтральные, электромагнитные поляризованные, индукционные, магнитоэлектрические, электронные (бесконтактные), термические и т.д. В зависимости от управляющего тока, протекающего по обмотке, различают реле постоянного и переменного тока.

В зависимости от мощности, необходимо для их притяжения реле бывают:

• Маломощными W_пр=1±3 Вт;

• Средней мощности W_пр=3±10 Вт;

• Маломощные W_пр>10 Вт.

По времени срабатывания якоря реле делят на:

• Нормального действия t_ср=0.03±0.4 с;

• Медленнодействующие t_ср= 0.6±1.2 с;

• Быстродействующие t_ср=0.07±0.03 с (для устройств связи t_ср=0.001±0.02 с)

Электромагнитное реле постоянного тока (с угловым перемещением тока)

Состоит из электромагнита и контактной системы

Обмотка 6 используется для создания магнитного потока Ф и располагается на сердечнике 1. Путь для магнитного потока (магнитопровод) образуют сердечник 1, ярмо2, якорь 4 и воздушный зазор 5. На ярме крепятся контактная система 3 и якорь. Якорь является подвижной частью магнитопровода и служит для механического воздействия на контакты. Контактная система переключающая внешние цепи (нагрузки R_н1² и R_н2³) состоит из 3-х упругих пружин с укрепленными на них контактами. Пружина 0 общего контакта механически связана с якорем. Нижний контакт Т называется тыловым. Он замкнут, если реле обесточено. Через тыловой контакт включается нагрузка R_н2, которая нормально должна быть включена. Верхний контакт Ф называется фронтовым. Он разомкнут если реле обесточено. Через фронтовой контакт включается нагрузка R_н1, которая нормально должна быть выключена. Принцип действия данного реле – это принцип действия электромагнита. При замыкании ключа S к выводам обмотки подключается источник питания, по обмотке начинает течь ток и создается магнитный поток Ф. В результате этого якорь притягивается к сердечнику и перемещает вверх пружину О (общий контакт). Размыкается тыловой контакт и замыкается фронтовой. Нагрузка R_н2 выключается, а нагрузка R_н1 включается.

При размыкании ключа S и отключении обмотки реле от источника питания якорь возвращается в исходное (отпущенное) состояние под действием силы со стороны упругих пружин Ф и О; размыкается фронтовой контакт и замыкается тыловой. Нагрузка R_н2 выключена а R_н1 – включена.