ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ И ШАГОВЫЕ ИСКАТЕЛИ В ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИКЕ

Цель работы: ознакомление с принципом действия, физической картиной процессов, протекающих при работе, и основными техническими характеристиками реле типов МКУ-48, РКН, РП-4 и шагового искателя.

Содержание работы

Принцип действия реле тока и напряжения

Прибор релейного действия, предназначенный производить скачкообразные изменения в цепях служебного характера (управления, сигнализации и связи), называется реле. Основные параметры реле характеризуются временными характеристиками, показывающими работу устройств во времени. Основными параметрами являются: напряжение (ток) срабатывания – U_ср (I_ср); рабочее напряжение (ток) – U_р (I_р); напряжение (ток) отпускания – U_от (I_от). Надёжность работы реле характеризуется коэффициентами:

1. Коэффициенты запаса при срабатывании и отпускании (по напряжению и току):

.

2. Коэффициенты возврата по напряжению и току:

3. Коэффициент управления К_у показывает возможности использования реле в качестве релейного усилителя и равен отношению коммутируемой мощности N_к к мощности срабатывания реле N_ср:

Р е л е т и п а МКУ-48.На рис. 1.(а) показана конструктивная схема этого реле с

одним закрывающимся (1) и одним открывающимся (2) контактами. Контакты 1 и 2 переключаются толкателями 4, закреплёнными на кронштейне 5.

Кронштейн 5 укреплён на ярме 6, шарнирно соединённом с магнитопроводом 7. Возвратная пружина 8, укреплённая на изоляционной колодке 9, стремится повернуть ярмо по часовой стрелке. Это вызывает, при отсутствии напряжения на катушке питания 10, замыкания нормально замкнутого контакта 2 и размыкания нормально разомкнутого контакта 1. Катушка питания надета на сердечник II соединённый с магнитопроводом 7. При подаче питания на катушку 10 ярмо 6 будет притягиваться к сердечнику II и переключит контакты I и 2 из нормального (нерабочего) состояния в рабочее. Упорный фиксатор 12 служит для ограничения хода ярма 6 под действием возвратной пружины 8 при снятии напряжения с катушки и для подстройки параметров срабатывания реле. Настройку параметров срабатывания и отпускания реле осуществляют возвратной пружиной 8 и пружинами 3 контактов I и 2. Сердечник II выполнен в форме полосы и имеет расщепленный полюс. Это делает реле МКУ-48 пригодным и для переменного и для постоянного тока. На рис. I (б) показано условное изображение катушки реле и контактов в схемах автоматики.

Рис.1

Р е л е т и п а РКН. Это нейтральное реле постоянного тока, принцип действия и конструкция которого мало отличается от реле МКУ-48.

Р е л е т и п а РП-4. Это поляризованное реле. Основными элементами конструкции являются (рис. 2): намагничивающая катушка I (катушка управления), создающая в стальном магнитопроводе магнитный поток Ф_у(сплошная линия), и постоянный магнит 3, создающий магнитный поток Ф₀ (пунктирная линия). Поток Ф₀ проходит через стальной подвижной якорь 4 и разветвляется на два потока Ф_л и Ф_п, один из которых совпадает, а другой противоположен по направлению магнитному потоку намагничивающих катушек.

Перемещение якоря ограничивается неподвижными контактами 5. На конце якоря имеется средний контакт 6. При отсутствии тока в управляющей обмотке якорь 4 находится в среднем (нейтральном) положении, а его контакты не замыкают исполнительной цепи. При наличии тока магнитный поток в одной части магнитопровода арифметически складывается с потоком от постоянного магнита, а в другой части эти потоки вычитаются и подвижный якорь 4 переключается.

Рис.2

Принципиальная электрическая схема установки для определения основных параметров реле приведена на рис. 3 (а). Поочерёдное включение в цепь питания реле МКУ-48, РКН, РП-4 производится соответственно тумблерами К_1, К₂, К₃, а изменение полярности тока в управляющей обмотке реле РП-4 переключателем К₄. Момент срабатывания (отпускание) реле фиксируется по загоранию (потуханию) ламп Л₁, Л₂, Л₃, включенных через замыкающие контакты каждого реле в автономную цепь питания  24В (рис. 3б)

Рис. 3

а)

Протокол Испытаний электромагнитных реле и шагового искателя.

Тип реле	Замеренные и расчетные параметры реле (среднеарифметические)												Шаговый искатель
	Ucр В	Iср А	Uр В	Iр А	Uот В	Iот А	Кuср	Кiср	Кuот	Кiот	Квu	Квi	Uр В	число шагов за 15 с	частота переключений 1 Гц
МКУ-50	29	148	50	190	2	9	1,66	1,25	25	21,1	0,06	0,05
	30	150			2	9							35	227	15,13
	31	151			2	8							40	234	15,6
РКН	31	61	50	80	5	10	1,61	1,31	10	8	0,16	0,16
	31	61			5	10							45	234	15,6
	32	62			5	10							50	257	17,13
РП-4	+7	+5	50	41	-7,14	-8,2	-7,14	-8,2	7,14	8,2	-1	-1	55	270	18
	-7	-5											60	266	17,7

; ;

;;

; ;

; ;

; ;

; ;

Принцип действия шагового искателя

Шаговым искателем называется электромагнитный механизм, позволяющий осуществить последовательную цикличную коммутацию электрических цепей или приёмников. Конструктивная схема шагового искателя приведена на рис. 4. По окружности или сектору располагаются один или несколько рядов неподвижных контактов (а-n), по которым перемещается подвижный контакт (щётка) I. Электромагнит 2 получает импульсное питание на рабочую обмотку ОР, притягивая при каждом импульсе свой якорь 3 и с помощью рычага 4 поворачивая храповое колесо подвижного контакта I на следующий неподвижный контакт. После прекращения импульса пружина 6 возвращает якорь 3 в исходное положение, а положение храпового колеса фиксируется стопорной собачкой 7. На якоре 3 укреплён подвижный контакт К, размыкающийся при каждом срабатывании шагового искателя. Включение такого размыкающего контакта последовательно с рабочей обмоткой РО электромагнита в цепь постоянного тока позволяет осуществить «самоходный» режим работы шагового искателя.

В данной установке рабочая обмотка электромагнита питается импульсным напряжением от двухрелейного генератора импульсов.

Рис.4

Вывод: В данной лабораторной ознакомились с принципом действия реле тока и напряжения протекающим при работе с основными техническими характеристиками реле типов МКУ-48, РКН, РП-4 и шагового искателя, с прибором релейного действия, которые производят скачкообразные изменения в цепях управления, а также с параметрами реле характеризуемыми временными характеристиками, которые показывают работу устройства во времени.

Государственный комитет по высшему общему профессиональному образованию РФ

Балаковский Институт Техники Технологии и Управления

Кафедра: УИТ

Факультет: вечерне-заочный

Лабораторная работа

«Электромагнитные реле и шаговые искатели в промышленной автоматике».

Выполнили: студенты группы УИТ-41в

Трехглазов И.В.

Безрукова Е.Н.

Секерина А.Н.

Семенова И.В.

Принял: Токарев А.Н.

Балаково 2002г.