3. Вибрация подвижной системы реле рт и рн и способы ее устранения

Контакты реле должны четко работать на замыкание и размыкание цепи в схеме защиты или автоматики, обеспечивая надежность цепи и отсутствие дуги между подвижным мостиком и неподвижными контактами. Надежность работы контактов определяется четким однократным срабатыванием и возвратом промежуточного реле или реле времени, на которое действуют эти контакты в схеме.

Рис.4. Кривые изменения магнитного потока и силы притяжения якоря при включении обмотки реле в цепь переменного тока. Fпр – противодействующее усилие пружины при втянутом под полюсы якоре, Fэл – электромагнитная сила, t - время

Рис.5. Схемы внутренних соединений реле РТ40 и РН50 а – реле РТ40, б –реле РН53, РН54, РН60Д

У реле РТ, обмотки которого включаются непосредственно в цепь переменного тока, электромагнитная сила притяжения якоря имеет по значению переменный характер, т.к.:

I = I_m ∙ sin ωt,

то

F_эл = k ∙ I²_m ∙ sin² ωt.

Учитывая, что sin² ωt = (1 – cos 2ωt)/2, получим

F_эл = k ∙ (I²_m - I²_m ∙ cos 2ωt)/2,

Где первое слагаемое характеризует постоянную составляющую силы, а второе – переменную.

В то же время противодействующая сила пружины имеет неизменное значение.

Из рис. 4 видно, что в течение одного периода якоря стремится 2 раза притянуться и 2 раза отпасть, т. е. при 50-периодном токе якорь может иметь 100 колебаний в секунду. Эти колебания, если не принять специальных мер, могли бы привести к вибрации контактов. В качестве устройств, снижающих вибрацию контактной системы реле, применяют различные механические демпферы и/или выпрямители переменного тока, см. рис. 5.

4. Конструкция и основные данные репе рт и рн

Токовые реле РТ40 и реле напряжения РН50 по конструкции мало отличаются друг от друга. На рис. 5,а показан общий вид реле PT40. Реле состоит из следующих основных элементов: П-образного стального сердечника 1 с установленными на нем катушками тока (или напряжения для РН50) 2; подвижной системы, состоящей из якоря 3, подвижного контакта 5 и гасителя колебаний 22 (для РТ40); алюминиевой стойки 23, упоров левого 6 и правого (на рис. 9,а не, показан), изоляционной колодки 9 с расположенными на ней двумя парами неподвижных контактов (рис. 5,б); левыми 8 и правыми 7; регулировочного узла (рис. 5,в), состоящего из пружинодержателя 10, фасонного винта 11 с насаженной на него разрезной шестигранной втулкой 12 и противодействующей спиральной пружиной 4; шкалы уставок 13 и указателя уставки 14.

Реле смонтировано в корпусе, состоящем из пластмассового цоколя и кожуха из прозрачного материала.

Алюминиевая стойка 23 крепится к пластмассовому цоколю двумя винтами М4. Пластмассовый цоколь имеет восемь зажимов – по четыре с каждой стороны. На левую сторону (вид спереди) выводятся замыкающие контакты (зажимы 5 – 7) и размыкающие контакты (зажимы 9 – 11), на правую сторону цоколя выводятся обмотки каждой катушки: на зажимы 6 – 10 верхняя обмотка, на зажимы 8 – 12 нижняя.

На алюминиевой стойке с помощью трех винтов М3 укреплен П-образный сердечник 1. Для снижения потерь в стали, возникающих из-за вихревых токов, сердечник набирается из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга. Отверстия в сердечнике под крепящие винты имеют диаметр несколько больший, чем диаметр винтов, что позволяет перемещать сердечник на 1 – 1,2 мм, приближая либо удаляя его от якоря. На сердечнике располагаются пластмассовые каркасы, заполненные обмоточным проводом.

Спереди на алюминиевой стойке расположена пластмассовая колодка 9, несущая па себе одну пару замыкающих и одну пару размыкающих контактов (см. рис. 5,б). Колодка имеет возможность перемещаться в горизонтальной плоскости в пределах 2 мм. Это перемещение позволяет изменять в сравнительно небольших пределах расстояние между контактами, совместный ход (провал) контактов, а также угол подхода подвижного контакта по отношению к неподвижным.

Каждый неподвижный контакт вместе с передним и задним упорами представляет собой контактный узел (рис. 5,г), собранный воедино. Неподвижный контакт представляет собой бронзовую пружинящую пластинку 19, на одном из концов которой приварена серебряная полоска длиной 6 и шириной 2,2 мм.

Передний упор 20 необходим для предупреждения раскачивания контактной пластинки при вибрации панели или щита, на котором установлено данное реле. Задний гибкий упор 21 служит для увеличения жесткости контактной пластинки в конце совместного хода подвижного и неподвижных контактов.

При необходимости контактный узел может перемещаться в пазу пластмассовой колодки на расстояние около 1,5 мм.

Подвижная система реле опирается на верхнюю полуось 15, нижняя полуось является направляющей. Обе полуоси крепятся стопорными винтами в алюминиевой стойке. Полуось представляет собой латунный цилиндр высотой 9 и диаметром 3 мм, в который запрессована стальная шпилька диаметром 1 мм. Конец стальной шпильки заправлен на полусферу, боковая поверхность ее отполирована.

Якорь 3 подвижной системы представляет собой Г-образную стальную пластинку, укрепленную путем сварки на П-образной скобе. К верхней части П-образной скобы, являющейся верхним подпятником подвижной системы, приклепан пластмассовый барабанчик 22 с алюминиевой крышкой. Нижняя часть П-образной скобы имеет отверстие под нижнюю полуось и хвостовик 16, к которому припаивается наружный конец спиральной пружины 4. Пластмассовый барабанчик, наполненный чистым просеянным песком, является гасителем колебаний (вибрации) подвижной системы.

К якорю жестко прикреплена изоляционная фасонная колодочка с подвижными контактами 5 мостикового типа. Серебряные мостики свободно поворачиваются вокруг своей оси па угол 5 – 8°. Угол поворота серебряного мостика определяется упорами, имеющимися на подвижном контакте, и может изменяться посредством отгибания упоров. Осевой люфт мостика состав 0,1 – 0,15 мм.

Поворот якоря ограничивается упорами: левым упором 6 определяется начальное положение якоря, правым – конечное. Упор представляет собой латунную шпильку диаметром 3 мм, конец которой имеет форму конуса.

Для фиксации левого упора используется пружинящее свойство бронзовой фасонной пластинки 17. Правый упор, определяющий конечное положение якоря, фиксируется гайкой М3, так как он воспринимает усилия вибрирующего под действием электромагнитного момента якоря.

Противодействующая спиральная пружина 4 своим внутренним концом закреплена в шестигранной разрезной втулке 12, которая с достаточным трением посажена на фасонный винт 11 диаметром М5 (см. рис. 5,в). На фасонном винте между пружинящей шайбой и гайкой крепится указатель уставки 14. Пружинящая шайба 18 обеспечивает перемещение указателя по шкале с достаточным трением.

В отличие от реле РТ40 в конструкции реле РН50 отсутствует механический гаситель вибрации подвижной системы. Соединенные последовательно катушки реле выводятся на зажимы 6, 8, 12 через выпрямительный мост, состоящий из диодов, и добавочные резисторы. Изоляционная пластина с диодами и сопротивлениями крепится с правой стороны стойки 23. В реле РН50 правый и левый упоры фиксируются бронзовыми фасонными пластинками.

Шкалы реле, кроме значений уставок, содержат обозначения типов реле. Число, находящееся под дробью в обозначении типа реле, указывает на максимально возможный ток срабатывания при параллельно соединенных катушках реле PT40. Максимально возможное напряжение срабатывания для реле РН50 можно определить по числу у правой крайней отметки на шкале уставок.

Номинальный ток реле РТ40 или номинальное напряжение реле РН50, указанные на шкале, соответствуют току (напряжению), длительно допустимому для данного реле.

На шкале нанесена принципиальная схема реле и уставки, соответствующие току (напряжению) срабатывания, указанному возле каждой уставки. Шкала реле РТ40 проградуирована при последовательно соединенных катушках. Шкала реле РН50 проградуирована при включении в цепь катушек только одного добавочного сопротивления (при подаче напряжения на зажимы 8, 12).

Для того чтобы получить шкалу уставок, увеличенную вдвое, необходимо установить перемычки на зажимах реле PТ40 так, как это указано справа на шкале, а для реле РН50 необходимо напряжение подвести к зажимам 6, 12.

Разрывная мощность контактов реле РТ и РН всех типов в цепи постоянного тока с индуктивной нагрузкой, постоянная времени которой не более 0,005 с, составляет 60 Вт при напряжении до 220 В и токе до 2А.

В цепи переменного тока разрывная мощность контактов до 300 В∙А при напряжении до 220 В и токе до 2 А.