Элементы автоматики и системы

жүктеу 0,7 Mb.

бет	7/8
Дата	24.05.2020
өлшемі	0,7 Mb.
	#30643
түрі	Лабораторная работа

1 2 3 4 5 6 7 8

ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И СИСТЕМЫ

Лабораторная работа № 3
ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ
Цель работы: изучение конструкций электромагнитных реле, определение их электрических характеристик и ознакомление с некоторыми релейно-контактными схемами, используемыми в устройствах автоматики.
1. Общие положения
Электромагнитные реле являются наиболее распространенными элементами автоматики. Основными их достоинствами являются высокие электрофизические свойства электрического контакта, возможность одновременной коммутации нескольких электрических цепей, универсальность применения, простота схемного использования.

Конструктивно электромагнитное реле состоит из электромагнита и механически связанной с его якорем (подвижной частью) контактной группы.

По конструктивному исполнению реле подразделяются на реле клапанного типа (с поворотным якорем) и с линейным перемещением якоря.

По роду тока, проходящего по катушке электромагнита, различают реле постоянного и переменного тока. Конструктивно реле переменного тока отличается от реле постоянного тока наличием короткозамкнутого витка для устранения дребезга якоря и связанных с ним контактов, который охватывает одну из половин сердечника электромагнита.

Кроме этого, в реле переменного тока части магнитопровода набираются из отдельных листов электротехнической стали. В большинстве конструкций реле постоянного тока имеют штифт отлипания на якоре во избежание влияния остаточного магнетизма на характеристики срабатывания и отпускания реле. Внешний вид реле постоянного и переменного тока представлен на рис.3.1.

По коммутирующей способности контактов реле подразделяются на слаботочные, средней мощности и сильноточные.

По количеству контактов и контактных групп различают реле с одной, двумя и большим числом групп. Вид контактов обозначается в справочниках буквами русского алфавита:

З – замыкающий, Р – размыкающий, П – переключающий, ПЛ – переходный переключающий (переключения без разрыва цепи).

Например, контактная формула 1З, 1Р, 2П означает, что данное реле

Рис.3.1. Конструкция реле: 1 – обмотка; 2 – магнитопровод; 3– якорь; 4 - контактные пружины; 5 – контакты; 6 - штифт отлипания; 7 - короткозамкнутый виток;

а) реле постоянного тока РЭН18; б) реле переменного тока МКУ-48
имеет 1 замыкающий, 1 размыкающий и 2 переключающих контакта. По времени действия различают реле быстродействующие, нормальные и медленнодействующие.

Основными параметрами реле являются следующие:

Чувствительность.
Ток (напряжение) срабатывания.
Ток (напряжение) отпускания.
Рабочее напряжение.
Сопротивление обмотки.
Временные параметры (время отпускания и время срабатывания).
Коммутационная способность (износостойкость).
Электрическая прочность изоляции.

Чувствительность реле определяется мощностью срабатывания или намагничивающей силой (ампер-витками) срабатывания:
P_ср = I²_ср R_к; Р_ср = I_ср W_к,
где I_ср – ток срабатывания реле, т.е. минимальный ток, при котором происходит срабатывание реле; R_к, W_к – соответственно активное сопротивление и число витков катушки.

Напряжение срабатывания связано с током срабатывания U_ср = R_кI_ср. Ток (напряжение) отпускания – это максимальное значение тока (напряжение), при котором происходит отпускание реле.

U_отп = I_отп R_к.

Отношение называется коэффициентом возврата К_в, который для различных конструкций колеблется от 0,2 до 0,99.

Напряжение, при котором гарантируется работа реле в процессе эксплуатации, называется рабочим напряжением, а ток, который протекает по катушке при рабочем напряжении, – рабочим током. Отношение называется коэффициентом запаса и характеризует надежность срабатывания и удержания реле. Для большинства реле К_з = 1,2...1,4. Коммутирующая способность контактов реле характеризуется величиной мощности, коммутируемой контактами, а износостойкость – числом коммутационных циклов при наиболее тяжелых условиях работы реле. Обычно число гарантируемых циклов составляет 10⁵.

Время срабатывания – промежуток времени с момента подачи напряжения на отметку до замыкания замыкающих или размыкания размыкающих контактов.

Время отпускания – промежуток времени с момента снятия напряжения до размыкания замыкающих или замыкания размыкающих контактов.

Реле может использоваться и как усилитель электрического сигнала (промежуточные реле). Коэффициент усиления реле

где Р_ком – мощность, коммутируемая контактами реле; Р_ср– мощность срабатывания.

К электромагнитным реле относятся также контакторы и магнитные пускатели. Контакторы – это электромагнитные реле, имеющие одну или несколько пар главных контактов, рассчитанных на токи более 10А при напряжениях до нескольких сотен вольт.

Магнитные пускатели – разновидность контакторов, предназначенных для включения трехфазной нагрузки, обычно асинхронных двигателей.

Разновидностью электромагнитных реле постоянного тока является поляризованное реле, в котором перемещение якоря зависит от направления (полярности) тока в обмотке (рис.3.2). Работа реле заключается в следующем. Поток от постоянного магнита 1 на пути от южного полюса S разветвляется на два равных потока и по магнитопроводящим винтам 6 проходит через часть сердечника электромагнита 7. Далее через воздушные зазоры обе части потока Ф_i проникают с противоположных сторон в якорь 2. Из якоря по магнитопроводу 2, лепестку 4 поток возвращается к северному полюсу N магнита 1.

Направление магнитного потока Ф в электромагните зависит от полярности тока в обмотке. Следовательно, в одном из полюсов электромагнита 7 результирующий поток равен сумме потоков Ф+Ф₀, а в другом – разности (рис.3.2, б). Таким образом, якорь реле, поворачиваясь вокруг оси 5, притягивается к тому полюсу электромагнита 7, в котором поток больше (в данном случае правый), и замыкает контактом 3 левый контакт реле 8. Поляризованные реле обладают повышенной по сравнению с вышеописанными (нейтральными) реле чувствительностью (малым I_cp) и быстродействием в связи с малым воздушным зазором между средним контактом 3 на якоре и контактами 8. После снятия напряжения с обмотки 9 специальная возвратная пружина возвращает якорь в среднее положение (трехпозиционное реле), если пружины нет, то якорь остается притянутым, а контакты замкнутыми (двухпозиционное реле), если же зазор между якорем в среднем положении и одним из полюсов электромагнита 7 меньше, то при отсутствии сигнала якорь будет всегда притянут к этому полюсу (двухпозиционное реле с преобладанием).

Рис.3.2. Конструкция поляризованного реле

К электромагнитным механизмам, работающим по принципу реле, относится также и шаговый искатель. Принципиальная его схема показана на рис.3.3.

Принцип его работы следующий. Если кнопкой К включить электромагнит 5, то он притянет якорь 6, который собачкой 3 повернет

Рис.3.3. Схема шагового искателя

храповое колесо 2 на один зуб и, следовательно, переместит щетку 1 на следующую пластину 4. Чтобы щетка совершила еще один шаг, необходимо отпустить кнопку и снова ее нажать. Якорь опять притянется, и щетка 1 переместится на следующую пластину. Шаговые искатели применяются в схемах телеуправления. В этом случае вместо кнопки применяют специальные источники импульсов (например, пульс-пара на электромагнитных реле, см. ниже) или в конструкцию шагового искателя включают дополнительные контакты, обеспечивающие прохождение всех контактных пластин 4 щеткой 1 после кратковременного нажатия кнопки К. С помощью шагового искателя, таким образом, можно передавать за один оборот щетки 1 количество команд, равное количеству пластин 4, что и используется в телеуправлении.

Кроме перечисленных, широко применяются в схемах автоматики реле времени. В случае небольших выдержек (до нескольких секунд) применяют простейшие схемы замедления с реле постоянного тока, для длительных (несколько минут и более) применяют реле с механическим замедлением, в которых якорь электромагнита пускает в ход часовой механизм (реле типа ЭВ) или синхронный микродвигатель, который через редуктор медленно вращает кулачок, замыкающий контакты, через заданное время (реле типа Б-58. РВТ). Для обеспечения высокой точности выдержек времени применяют электромагнитные реле постоянного тока, управляемые специальными электронными схемами (электронные реле времени).

Каждое электромагнитное реле кроме букв и цифр, указывающих его тип, имеют дополнительный индекс (паспорт), по которому в справочнике отыскивают его параметры. Например, реле РКС 3, паспорт Рс 4501200 и т.п.
2. Вопросы для допуска к работе

Расскажите устройство блока питания стенда и порядок подключения схем к блоку.
Укажите основные элементы конструкций реле переменного и постоянного тока.

3. Задание на выполнение работы

Задание на выполнение работы (в полном объеме или изучение отдельных схем) выдается преподавателем в зависимости от специальности студентов и времени, планируемого на ее выполнение.
4. Порядок выполнения работы
Схема 1

Установить переключатель напряжения блока питания в левое положение, а ручку регулятора повернуть до конца против часовой стрелки.
Установить переключатель типов реле в положение, соответствующее исследуемому реле.
Вставить штекер блока питания в гнездо схемы 1.
Включить тумблер "Сеть" блока питания.
Медленно увеличивая напряжение ручкой регулятора блока питания, определить ток срабатывания (в момент включения сигнальной лампы) по амперметру схемы и напряжение срабатывания по вольтметру блока питания.
Медленно уменьшая напряжение, определить ток и напряжение отпускания.
Вычислить коэффициент возврата реле.
Выполнть пп.5...7 для других типов реле.
Данные измерений занести в табл. 3.1.
Выключить блок питания.
Для четырех типов реле построить статическую характеристику

Таблица 3.1

Тип реле

жүктеу 0,7 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8