Лабораторна робота № 1
ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЇ І ПРИНЦИПУ ДІЇ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ РЕЛЕ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
Мета роботи. Ознайомлення з основними типами реле, що застосовуються в пристроях автоматики й телемеханіки. Вивчення принципу дії, деталей реле, їхніх умовних позначень і основних параметрів.
Прилади та апаратура
Реле НМШ, ПМШ, КМШ та інші, окремі частини їх конструкції.
1.1. Короткі відомості з теорії
Н
айпоширенішим
елементом автоматики й телемеханіки є
реле. Воно являє собою елемент, у якому
при досягненні відомого значення вхідної
величини Х
вихідна величина Y
змінюється стрибком. Характеристика
реле наведена на рис. 1.1.
При зміні вхідної величини Х від 0 до Х2 вихідна величина залишається постійною, і дорівнює Y1. При досягненні значення Х2 вихідна величина стрибкоподібно міняється від Y1 до Y2. Якщо надалі вихідна величина буде зменшена до Х1, то відбудеться стрибкоподібне зменшення величини Y2 до Y1, що потім не змінюється при зменшенні Х до нуля.
Рис. 1.1. Характеристика реле
Принцип дії електромагнітних реле заснований на притяганні феромагнітного якоря до сердечника електромагніта, під впливом електромагнітного поля, що виникає при проходженні струму по обмотці реле.
Застосовувані в цей час електромагнітні реле діляться за такими ознаками:
За родом струму, що живить обмотку: реле постійного струму, реле змінного струму.
Реле постійного струму діляться на: нейтральні, поляризовані й комбіновані.
Нейтральними реле називають такі, дія яких залежить від величини магнітного поля й не залежить від напрямку струму в обмотці.
Поляризовані реле такі, у яких магнітне поле електромагніта, що виникає при проходженні струму по обмотці, накладається на поле, створюване постійним магнітом, у результаті чого поляризований якір приймає те або інше положення залежно від напрямку струму в обмотці.
Комбіновані (нейтрально-поляризовані) реле являють собою сполучення в одній конструкції двох реле (нейтрального й поляризованого).
2. За часом спрацьовування якоря реле діляться на:
швидкодіючі
(
с);
нормальнодіючі
(
с);
повільнодіючі
(
с).
Для позначення типу реле залізничної автоматики використовують букви і цифри. Перша буква означає наступне: Н – нейтральне реле; И – імпульсне; К – комбінованого; П – поляризоване; О – вогневе; Т – трансмітерне. Друга буква шифру означає: М – малогабаритне. Третя: Ш – штепсельного виконання, В – з випрямним елементом [1, 3]. Цифра після букв указує на кількість контактних груп:
1 – вісім перемикаючих контактів (8фт):
2 – чотири перемикаючі контакти (4фт);
3 – два перемикаючих і два замикаючих (2фт і 2ф);
4 – чотири перемикаючих і чотири замикаючих (4фт, 4ф).
Цифри після тире вказують опір обмоток в Омах, якщо реле має дві обмотки з різним опором, то цифри пишуть у вигляді дробу.
У таблиці 1.1 наведені різні види реле, що відрізняються формою магнітного кола й способом пересування якоря, а також їхні умовні позначки.
Оскільки реле багато й вони виконують різні функції, то в даній лабораторній роботі будемо вивчати три типи реле: нейтральне, поляризоване, комбіноване.
Для здійснення монтажу схем прийняли наступне: контакти нейтрального якоря нумеруються двозначними цифрами (рис. 1.2), а контакти поляризованого якоря – тризначними цифрами.
Рис. 1.2. Нумерація контактів реле
Перші цифри (одиниці) означають тип контакту, а саме загальний (О) нумерують цифрою 1, фронтовий (Ф) – цифрою 2, тиловий (Т) – цифрою 3. Друга номер контактної групи, а третя використовується тільки для нумерації контактів поляризованого реле.
Таблиця 1.1
Нейтральне реле. Принцип дії нейтрального реле заснований на притяганні якоря Я до сердечника котушки під дією магнітного поля Ф, створеного струмом, що протікає в обмотці котушки (рис. 1.3). Якір Я через контактну тягу КТ притискає рухливий (осьовий) контакт до верхнього (фронтовому) контакту.
При вимиканні струму в котушці, якір під дією противаги Q відходить від сердечника, пов’язана з якорем контактна тяга КТ переміщує рухомий (осьовий) контакт униз, і притискає його до нижнього нерухомого (тиловому) контакту.
О
сновними
деталями нейтрального реле постійного
струму типу НМШ, показаного на рис. 1.4,
є: основа – 1; котушки – 2; сердечник –
3; якір – 4; ручка – 5; контакти: тиловий
– 6, загальний – 7, фронтовий – 8; ковпак
– 9; ярмо – 10; штир напрямний – 11; штифт
антимагнітний – 12, що створює повітряний
проміжок між якорем і сердечником (що
виключає можливість прилипання якоря
до сердечника); противага – 13. Для
забезпечення неможливості зварювання
контактних поверхонь при проходженні
великих за значенням струмів верхні
нерухливі частини контактів реле першого
класу надійності типу НМШ, НМ, КМШ
виконуються із графітосріблянного
состава, а рухливі – зі срібла [1, 2].
Рис. 1.3. Структурна схема нейтрального реле
Реле нейтрального типу найбільш широко використовуються в галузі автоматики та телемеханіки, зокрема в схемах керування стрілкою та вхідним світлофором, а також в якості колійного реле.
Поляризоване реле. Основними деталями поляризованого реле постійного струму типу ПМШ, представленого на рис. 1.5, є: постійний магніт – 1, сердечники – 2, дві котушки – 3, якір – 4, контактна система – 5 з рухливими й нерухливими контактами, контактна тяга – 6.
На якір діють два незалежних магнітних потоки: робітник (Ф1) і поляризуючий (Ф0), створюваних відповідно струмом обмотки й постійним магнітом (див. рис. 1.5). Поляризуючий потік у повітряних зазорах має один напрямок і проходить поперек якоря. Робочий потік Ф1 проходить уздовж якоря в повітряних проміжках має різний напрямок. Коли магнітні потоки (рис. 1.5) збігаються по напрямку, то під дією сумарного магнітного потоку якір притягається до лівої котушки, розмикаючи нейтральний і замикаючи поляризований контакт.
За допомогою повітряних зазорів регулюють роботу поляризованого реле постійного струму і одержують реле з перевагою однієї полярності.
|
|
|
Рис. 1.4. Реле постійного струму типу НМШ |
Рис. 1.5. Структурна схема роботи поляризованого реле |
|
|
Імпульсне поляризоване реле. Імпульсне поляризоване реле постійного струму типу ИМШ (рис. 1.6) складається з таких деталей: постійного магніту – 1, магнітопроводу – 2 із чотирма полюсними наконечниками – 6, 7, 8, 9, однієї котушки – 3, якоря – 4, контактної системи – 5 з рухливим і нерухливим контактами Н та П. На відміну від реле типу ПМШ у реле типу ИМШ потоки розподіляються за мостовою схемою. Відповідно до рис. 1.6 магнітні потоки Ф0 та Ф1 збігаються за напрямком і під дією сумарного магнітного потоку якір притягається до полюсних наконечників 6, 8 розмикаючи контакт П замикаючи Н. За допомогою повітряних зазорів регулюють роботу поляризованого реле постійного струму й можна одержати реле з перевагою однієї полярності [2, 3]. |
|
Рис. 1.6. Структурна схема роботи імпульсного поляризованого реле |
||
Реле поляризованого типу використовують ,зокрема для керування і контролю положення стрілки, а також в якості колійного реле.
Комбіноване реле. Основними деталями комбінованого реле постійного струму, зображеного на рис. 1.7, є: постійний магніт – 1, електромагніт – 2, обмотка – 3, поляризований (ПЯ) – 4 і нейтральний (НЯ) – 5 якоря.
К
омбіноване
реле на відміну від нейтральних реле
має три позиції. При вимиканні струму
нейтральний якір відпадає, поляризований
залишається у полюса, до якого був
притягнутий. При вмиканні струму
протилежної полярності перекидається
поляризований і притягається нейтральний
якір
[4].
Поляризований якір комбінованого реле поводиться також як й у поляризованого реле, а нейтральний якір цього реле – також як та у нейтрального реле.
Таким чином, комбіноване реле виконує функції одночасно двох реле: нейтрального й поляризованого.
Реле комбінованого типу використовують, зокрема для керування вогнями прохідних світлофорів.
Рис. 1.7. Принципова конструкція комбінованого реле