5.2. Способы замедления и ускорения работы реле

В процессе эксплуатации иногда возникает необходимость изме­нить временные параметры реле. Например, замедление на сраба­тывание реле используют для исключения критических состояний или для сохранения состояния реле или кратковременном исчезно­вении питающего напряжения. Применяют электрические (изменя­ют τ реле), схемные (изменяют τ схемы включения реле), механиче­ские (изменяют время движения якоря) способы воздействия на временные параметры.

Электрический способ состоит в применении короткозамкнутого витка в виде медной гильзы (рис. 5.2, а), шайбы или медного кар­каса катушки, что дает замедление на притяжение и отпускание якоря реле. Этот эффект объясняется тем, что при изменении маг­нитного потока в момент срабатывания или обесточивания реле в медной гильзе индуцируются вихревые токи. Их магнитный поток препятствует изменению основного потока, в результате чего об­щий поток изменяется медленнее и соответственно реле работает медленнее.

Наличие медной гильзы увеличивает постоянную времени реле τ_р = τ_об + τ_г, где τ_г = L_г/R_г. Рассматривая гильзу как одновитковую обмотку и учитывая выражения (5.1) и (4.3), имеем: L_г=w²G_в=μ₀S/δ. Чтобы определить сопротивление гильзы вих­ревому току R_г, рассмотрим элементарную трубку толщиной dx на расстоянии х от центра (рис. 5.2, б). Для вихревого тока она является проводником длиной 2πх и сечением ldx (заштрихованная область).

Тогда

Полная проводимость гильзы

а постоянная времени

(5.7)

Из выражения (5.7) следует, что время замедления увеличивает­ся с возрастанием массы гильзы (длины l и толщины D/d), а также с уменьшением удельного сопротивления материала гильзы q (поэ­тому используют медь); время на отпускание якоря реле больше, чем на его притяжение. Последнее вытекает из того, что в выражении (5.7) все величины постоянные, кроме б. Поэтому τ_г = с/б, где с = const. Физически это объясняется различной магнитной прово­димостью при притянутом и отпущенном якоре: G_{в прит} >G_{в отп} . Поэтому магнитный поток вихревых токов при обесточивании реле больше, чем при его срабатывании. Реле с медной гильзой, применя­емые на железнодорожном транспорте, называют медленнодейст­вующими. Они имеют в обозначении букву М (НМШМ, РЭЛ 1М). Время отпускания якоря таких реле возрастает в 5-10 раз, а время притяжения — в 2-4 раза.

В схеме (рис. 5.3), воздействующей на временные параметры реле, включение конденсатора С параллельно обмотке реле (рис. 5.3, а) дает замедление на притяжение и отпускание якоря. При сраба­тывании реле сначала заряжается конденсатор С. Когда напряже­ние и_с на конденсаторе достигнет значения U_пр реле притянет якорь. Во время обесточивания реле конденсатор С разряжается на обмотку реле. Когда напряжение и_с, на конденсаторе достигнет значения U_отп, реле отпускает якорь. Чем больше емкость конденсатора С, тем больше замедление. Схему используют, когда необходимо пол­учить большое замедление на отпускание якоря (несколько секунд) При этом емкость конденсатора С = 1000 2000 мкф. Недостаток данной схемы — большой зарядный ток конденсатора.

Включение резистора параллельно обмотке реле (рис. 5.3, б) дает замедление на притяжение и отпускание якоря. Замедление возникает из-за увеличения постоянной времени схемы по сравне­нию с τ_p:

Когда реле обесточивается, через резистор протекает экстраток размыкания, который удерживает некоторое время якорь реле притянутым. Чем меньше R, тем больше замедление. Недостаток схемы — уменьшение общего сопротивления нагрузки.

Схема (рис. 5.3, в) не имеет недостатков схем (см. рис. 5.3, а и б). Схема (рис. 5.3, г) по сравнению со схемой (см. рис. 5.3, б) дает замедление только на притяжение. Самой распространенной явля­ется схема (рис. 5.3, д), в которой замедление на отпускание якоря осуществляется вследствие протекания через диод экстратока раз­мыкания.

Схема (рис. 5.3, е) обеспечивает ускорение на притяжение якоря. На реле подается большее напряжение питания чем необходимое рабочее напряжение. Поэтому при срабатывании реле через него протекает ток перегрузки, в 2—4 раза больший, чем рабочий ток І_р что согласно выражению (5.4) уменьшает τ_пр. Длительную перегруз­ку исключают включением в цепь фронтового контакта реле А рези­стора R.

Изменять временные параметры реле можно, используя вторую обмотку реле (рис.5.3,ж). Обмотки І и ІІ включены согласно, причем Іw_І > Іw_пр, a Іw_ІІ < Іw_пр. Основной является обмотка І, а обмотка ІІ нормально отключена монтажной перемычкой П. Если эту пере­мычку установить, то в магнитной цепи реле постоянно действует магнитный поток Ф_ІІ < Ф_пр, что обеспечивает ускорение на притя­жение и замедление на отпускание якоря. При встречном включе­нии обмоток І и ІІ (рис. 5.3, з) осуществляется замедление на притя­жение и ускорение на отпускание якоря.

Механические способы замедления используют для получения больших выдержек времени (до нескольких десятков секунд). При этом увеличивается время движения якоря вследствие присоедине­ния его к демпфирующему устройству, создающему тормозное усилие, пропорциональное скорости перемещения. Демпфирующие ус­тройства бывают механические (анкерные, часовые), гидравличе­ские и пневматические.