Реле с электромагнитным замедлением (выдержкой)

а) Устройство реле и влияние различных факторов на его работу. Конструкция реле с электромагнитным замедлением типа РЭВ-800 изображена на рис. 1.

Рис. 1. Реле с электромаг­нитным замедлением

 Магнитная цепь реле состоит из магнитопровода 1, якоря 2 и немагнитной прокладки 3. Магнитопровод укрепляется на плите 4 с помощью литого алюминиевого цоколя 5. Этот же цо­коль служит для крепления контактной системы 6.

На ярме прямоугольного сечения магнитопровода устанавливается короткозамкнутая обмотка в виде сплюснутой гильзы 8. Намагничивающая обмотка 7 устанавливается на цилиндрическом сердечнике. Якорь вращается относительно стержня / на призме. Усилие, развиваемое пружиной 9, изменяется с помощью корон­чатой гайки 10, которая фиксируется после регулировки с помощью шплинта.

Магнитопровод реле выполняется из стали ЭАА. Сердечник катушки имеет круглое сечение, что позволяет применять катушку цилиндрической формы, удобную в производстве. Стержень 1 имеет сечение вытянутого пря­моугольника, что увеличива­ет длину линии касания яко­ря с торцом ярма и повыша­ет механическую износостой­кость реле.

Для получения большо­го времени при отпускании необходимо иметь высокую магнитную проводимость рабочего и паразитного за­зоров в замкнутом состоя­нии магнитной системы. С этой целью торцы ярма и сердечника и прилегающая к ним поверх­ность якоря тщательно шли­фуются.

Литое основание из алю­миния создает дополнительный короткозамкнутый виток, увеличивающий выдержку времени (в схеме замещения все короткозамкнутые обмотки заменяются одним вит­ком с суммарной электрической проводимостью).

В некоторых типах реле снижение напряжения на 50% не вызывает заметного изменения выдержки времени. В схемах автоматики напряжение на питающую ка­тушку может подаваться кратковременно. Для того что­бы выдержка времени при отпускании была стабильной, необходимо, чтобы длительность приложения напряже­ния к питающей катушке была достаточная для дости­жения потоком установившегося значения. Это время называется временем подготовки или зарядки реле. Если длительность приложения напряжения мень­ше времени подготовки, то выдержка времени умень­шается. В реле РЭВ-800 время зарядки составляет при­мерно 1 с.

Схемы включения реле. Время срабатывания ре­ле при подаче напряжения очень мало, так как м. д. с. трогания значительно меньше установившегося значе­ния. Для реле с короткозамкнутьм витком это время равно 0,05—0,2 с. При отсутствии короткозамкнутого витка это время составляет всего 0,02—0,05 с. Таким об­разом, возможности реле с электромагнитным замедле­нием при срабатывании очень ограничены. Если необхо­димо при замыкании управляющих контактов иметь большие выдержки времени, то целесообразно приме­нить схему с промежуточным реле РП (рис. 2,а). Об­мотка реле времени РВ находится под напряжением, все время питаясь через размыкающий контакт реле РП. При подаче напряжения на обмотку РП последнее раз­мыкает свой контакт и обесточивает реле РВ. Якорь РВ отпадает, создавая необходимую выдержку времени. Реле РВ в этой схеме должно обязательно иметь коротко-замкнутый виток.

В некоторых схемах реле времени может не иметь короткозамкнутого витка. Роль этого витка играет са­ма намагничивающая обмотка, замкнутая накоротко (рис. 2б).

Рис. 2. Схемы включения реле с электромагнитным замедлением.

Обмотка РВ питается через резистор Rя- Величина напряжения на РВ должна быть достаточной для достижения потока насыщения в замкнутом состоянии магнитной цепи. При замыкании управляю­щего контакта К обмотка реле закорачивается, обеспе­чивая медленный спад потока в магнитной цепи. Отсут­ствие короткозамкнутой обмотки позволяет все окно магнитной системы занять намагничивающей обмоткой и создать большой запас в м. д. с. При этом выдержка времени не уменьшается даже в том случае, когда пи­тающее напряжение на обмотке составляет 0,5 Uн. Такая схема широко применяется в электроприводе. Реле включается параллельно ступени пускового резистора в цепи якоря. При закорачивании этой ступени обмотка ,реле времени замыкается и с выдержкой это реле про­изводит включение контактора, шунтирующего следую­щую ступень пускового резистора.

Применение полупроводникового вентиля также поз­воляет использовать реле без короткозамкнутого витка (рис. 2 в). При включении питающей обмотки ток че­рез вентиль практически равен нулю, так как он вклю­чен в непроводящем направлении. При отключении кон­такта К поток в магнитной цепи спадает, при этом на зажимах обмотки появляется э.д. с. с полярностью, указанной на рис. 2в. При этом через вентиль про­текает ток, определяемый этой э. д. с, активным сопро­тивлением обмотки и вентиля и индуктивностью обмотки.

Для того чтобы прямое сопротивление вентиля не приводило к уменьшению выдержки времени (растет ак­тивное сопротивление короткозамкнутой цепи), это со­противление должно быть на один-два порядка ниже сопротивления намагничивающей обмотки реле.

При любых схемах питание намагничивающей обмот­ки реле должно производиться либо от источника посто­янного тока, либо от источника переменного тока с при­менением мостовой схемы, на полупроводниковых вен­тилях.

Регулирование времени работы реле. Время сра­батывания реле можно плавно регулировать с помощью возвратной пружины 9 (рис. 1). С увеличением сжа­тия этой пружины увеличивается сила, необходимая для трогания якоря. Эта сила определяется потоком в маг­нитной цепи. При большем натяге пружины поток тро­гания возрастает. Следовательно, возрастает время тро­гания. Ввиду того что в разомкнутом положении магнит­ной, цепи постоянная времени мала, максимальные выдержки времени также незначительны (около 0,2 с). Выдержка времени может быть значительно увеличена, если поток трогания приблизить к установившемуся по­току. Однако в этом случае реле работает на пологой час­ти кривой Ф , при этом наблюдаются большие разбро­сы времени срабатывания. В некоторых случаях якорь может вообще не притянуться к сердечнику.

В том случае, когда необходимо иметь время вы­держки около 1 с и более, необходимо использовать ре­ле при отпускании якоря.

Регулировка выдержки реле при отпускании может производиться плавно и скачком.

Плавное регулирование выдержки времени произво­дится изменением силы, развиваемой пружиной 11 (рис. 1). Эта пружина верхним концом упирается в шайбу 14, которая удерживается шпилькой 15, ввер­нутой в якорь реле. Нижний конец пружины посредст­вом специальной пластины 16 передает силу на два ла­тунных штифта 12, которые могут свободно перемещать­ся в отверстиях якоря. Оси латунных штифтов 12 сме­щены относительно оси пружины. В притянутом положении якоря 2 штифты 12 перемещаются вверх и пружи­на 11 дополнительно сжимается.

Пружина 11 создает основную силу, отрывающую якорь от сердечника. Начальное сжатие пружины изме­няется с помощью гайки 13.

С увеличением силы пружины 11 сила, при которой происходит отрыв якоря, увеличивается, следовательно, возрастает и поток отпускания Ф. При этом время от-

пускания уменьшается. Чем меньше сила пружины, тем больше выдержка времени. Возвратная пружина 9 регулируется таким образом, чтобы обеспечить необходимое нажатие размыкающих контактов реле и четкий возврат якоря в положение, ука­занное на рис.1 (после того как якорь оторвется от сердечника).

Грубо выдержка времени в реле может регулировать­ся толщиной немагнитной прокладки. Поскольку магнит­ная цепь в замкнутом положении насыщена, то толщина немагнитной прокладки мало сказывается на величине установившегося потока. При уменьшении толщины не­магнитной прокладки возрастает индуктивность катушки

в ненасыщенном состоянии сердечника и уменьшается скорость спада потока. В результате при неизменной си­ле возвратной пружины выдержка времени увеличивает­ся. Минимальную толщину немагнитной про­кладки не рекомендуется брать менее 0,1 мм. В повтор­но-кратковременном режиме работы якорь расклепыва­ет немагнитную прокладку, при этом толщина ее падает, что ведет к изменению выдержки времени. В заключение следует отметить, что электромагнит­ные реле времени имеют простой механизм, который не боится ударов и вибраций, обладающий большой изно­состойкостью. Допустимое число включений в час рав­но 600.

Реле описанного типа могут использоваться в схемах автоматики электропривода как реле тока, напряжения и промежуточные реле. Коэффициент возврата этих ре­ле низок и составляет всего 0,1—0,3. Короткозамкнутые витки создают замедление как при притяжении, так и при отпускании якоря. Поэтому токовые реле с коротко-замкнутым витком не реагируют на кратковременные перегрузки. При кратковременных перегрузках магнито­движущая сила основной обмотки будет пропорциональ­на этим перегрузкам. Однако из-за демпфирующего дей­ствия короткозамкнутого витка поток не достигает зна­чения срабатывания. В результате при кратковременных пиковых перегрузках, безопасных для двигателя, реле не производит отключения двигателя.

В том случае, когда требуется быстрое срабатывание реле, короткозамкнутые витки снимаются с магнитной системы.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает большое число модификаций реле с электро­магнитным замедлением, обеспечивающим выдержки времени при отпускании от 0,3 до 5 с. Реле, выпускаемые в последние годы, имеют контакты в виде унифицирован­ных блок-контактных узлов БКМ. Реле может иметь один или два таких узла. Каждый узел имеет один замы­кающий и один размыкающий контакты с общей точкой. Постоянный ток включения контактов 10 А при 110 В и 5 А при 220 В. Ток отключения для индуктивной цепи (катушки реле, контакторов) составляет 0,2 А, для ак­тивной — 0,5 А.