Глава 7. Реле переменного ток а

7.1. Реле с выпрямителями

Реле переменного тока по сути это реле постоянного тока, вклю­ченное через выпрямитель. Реле с выпрямителями используют в качестве путевых, огневых и аварийных в цепях переменного тока. При этом реле НМШ или РЭЛ снабжают специальными платами, которые размещают внутри корпуса над контактной системой и на которых смонтированы выпрямители (диоды Д242, Д7Г у реле НМШ или КД206А, КД105В, КД2052 у реле РЭЛ).

Первый способ включения выпрямителей (рис. 7.1, а) состоит во включении обмотки реле через диодный мост. Этот способ использу­ют в аварийных реле, которые предназначены для контроля наличия переменного тока от источника питания и для автоматического включения резервного источника при прекращении подачи питания от основного. Аварийные реле имеют усиленные металлокерамические контакты и увеличенный межконтактный зазор. На основе реле НМШ выпускаются аварийные реле АШ12, АСШ2-24, АСШ2-220, на основе реле РЭЛ — А2-220, БА2-220. Последнее число указывает значение контролируемого напряжения.

Второй способ (рис. 7.1, б) включения диодов применен вдвухобмоточных огневых реле для контроля горения ламп станционных светофоров. Одна обмотка реле ОМШ2-40 включена последователь-

но с первичной обмоткой w1 сигнального трансформатора СТ_, со вторичной обмотки w2 которого снимается напряжения 12 В для питания светофорнои лампы EL мощностью 15или25 Вт. Якорь реле притягивается благодаря постоянной составляющей напряжения которое индуцируется во второй обмотке реле (выводы 13—73) зам­кнутой на диод. При перегорании нити лампы EL резко уменьшает­ся ток в обмотке 1—4 до значения тока холостого хода трансформа­тора, и реле отпускает якорь, чем и контролируется неисправность светофорной лампы.

Для контроля светофорных ламп у перегонных сигналов авто­блокировки используют реле А0Ш2-180/0,45. На основе реле РЭЛ созданы огневые реле, имеющие обозначения 02-0,7/150; БО2-0,7/150 (для лампы мощностью 15 Вт) и 02-0,33/150; БО2-0.33/150 (для лампы мощностью 25 Вт).

7.2. Реле непосредственного действия

Реле переменного тока непосредственного действия по сравне­нию с реле постоянного тока имеют две особенности. Во-первых, для уменьшения потерь на вихревые токи и перемагничивание, магнитопровод выполняют из листовой стали с высоким удельным элект­рическим сопротивлением. Поэтому магнитопровод имеет обычно квадратное или прямоугольное сечение. Во-вторых, у реле перемен­ного тока существует вибрация якоря, так как магнитный поток и тяговое усилие периодически становятся равными нулю, и реле "стремится" отпустить якорь.

Для построения тяговой характеристики реле переменного тока используем формулу (4.16). Пренебрегая падением МДС в стали, будем считать lw_B = Iw = iw. Тогда

………………….

Поскольку у реле R< wL, то z =wL. Применяя формулы (5.1) и (4.3), получим

………………. (7.1)

Подставив выражение(7.1) В (4.16), получим

……………….

Из уравнения (7.2) следует, что в с отличие от реле постоянного тока тяговое усилие у реле переменноного тока является функцией

времени и не зависит от воздушного зазора б. Сила f_э имеет посто-

янную составляющую f_э = U_m/{4w w mqS) и переменную

fэ = — f₃cos2wt, которая изменяется с двойной частотой по сравне­нию с частотой питающего напряжения.

Тяговая характеристика построена как график функции (7.2) (рис. 7.2). Сила f_э всегда положительна, но периодически становится равной нулю при и = 0. Если f_м — минимальное усилие, необходи­мое для удержания якоря в притянутом положении, то в моменты времени (заштрихованные области), когда f_э < f_м, якорь будет отпу­щен. Вибрация якоря приводит к преждевременному механическо­му износу осей его крепления и нарушает надежность замыкания контактов.

22

Для борьбы с вибрацией якорь делают тяжелым массивным относительно всей конструкции реле. В результате момент инерции якоря возрастает, реле не успевает отпустить якорь за время, когда f_э < f_м Это, однако, увеличивает МДС притяжения реле и не устра­няет причину вибрации. Причину можно устранить, если создать в магнитной цепи реле два потока со сдвигом по фазе. Они создают два тяговых усилия f_э1 и f_э2 со сдвигом по фазе ч (рис. 7.3, а) такие что суммарное усилие f_э = f_э1 + f_э2 всегда больше f_м Причем f_э1 + f_э2=max при ч = 90°.

Два магнитных потока со сдвигом по фазе получают в результч-те экранирования части сердечника медным кольцом (рис. 7.3, , ) или короткозамкнутой обмоткой. Поток электромагнита расщепля­ется на две части Ф₁, и Ф₂. Переменный поток Ф₂ наводит в медном кольце ЭДС е_к и ток i_K. Магнитный поток Ф_к тока i_K препятствует изменению потока Ф₂. Если, например, поток Ф₂ в данный момент времени возрастает, то поток Ф_к направлен навстречу ему, но сов­падает по направлению с потоком Ф₁,. Как следует из векторной диаграммы (рис. 7.3, в), суммарный поток под неэкранированной частью сердечника Ф_ь опережает суммарный поток под экраниро­ванной частью сердечника Ф_a на угол ф. При построении векторной диаграммы предполагается, что векторы Ф_к и I_к совпадает по фазе с вектором е_к (пренебрегая индуктивностью медного кольца), кото­рый отстает от вектора Ф₂ на 90°. Такой способ обеспечивает угол ч = 50%80°.

23