Электромеханические реле времени

В схемах защиты и автоматики часто требуется выдержка времени между срабатыванием двух или нескольких аппаратов. При автоматизации технологических процессов также может возникнуть необходимость в определенной временной последовательности операций. Для создания выдержки времени служат электрические аппараты, называемые реле времени.

Конструкция реле времени с электромагнитным замедлением типа РЭВ – 800 показана на рис. 10.5.

Рис. 10.5. Реле времени с электромагнитным замедлением

Реле содержит П-образный магнитопровод 1 и якорь 2 с немагнитной прокладкой 3. Магнитопровод укрепляется на плите 4 с помощью литого алюминиевого цоколя 5, на котором устанавливается контактная система 6.

На магнитопроводе установлена намагничивающая обмотка 7 и короткозамкнутая обмотка в виде гильзы 8. Усилие возвратной пружины 9 регулируется с помощью регулировочной гайки 10, которая фиксируется шплинтом.

Выдержка времени при отпускании для насыщенной магнитной системы с короткозамкнутым витком или обмоткой может быть определена по формуле:

, (10.11)

где w – число витков короткозамкнутой обмотки;

R – ее сопротивление;

Ф_ОТП – значение магнитного потока, при котором происходит отпускание якоря;

Ф_О – установившееся значение магнитного потока в магнитопроводе при включенной намагничивающей обмотке;

i₁w₁ – МДС первичной обмотки.

Время срабатывания реле можно регулировать с помощью возвратной пружины 9. С увеличением сжатия этой пружины увеличивается электромагнитное усилие, необходимое для трогания якоря и определяемое потоком в магнитной цепи. При большем сжатии пружины поток трогания возрастает. Следовательно, возрастает время трогания.

Для получения выдержки времени более 1 с необходимо использовать отпускание якоря. Регулировка выдержки реле при отпускании может производиться плавно и ступенчато (грубо).

Плавное регулирование выдержки времени производится изменением усилия пружины 11, которая верхним концом упирается в шайбу 14, удерживаемую шпилькой 15, ввернутой в якорь реле. Нижний конец пружины посредством специальной пластины 16 предает силу через два латунных штифта 12, которые могут свободно перемещаться в отверстиях якоря. Оси латунных штифтов 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 электромагнитное усилие, при котором происходит отрыв якоря, увеличивается и возрастает поток отпускания Ф_ОТП. При этом время отпускания уменьшается (рис. 10.6). Чем меньше сила пружины, тем больше выдержка времени.

а б

Рис. 10.6. Регулирование времени отпускания с помощью пружины (а)

и изменением немагнитного зазора (б)

Возвратная пружина 9 регулируется так, чтобы обеспечить необходимое нажатие размыкающих контактов реле и четкий возврат якоря в положение, показанное на рис. 10.5, после того как он оторвется от сердечника.

Грубое регулирование выдержки времени осуществляется изменением толщины немагнитной прокладки δ. Поскольку при притянутом якоре магнитная цепь насыщена, то толщина немагнитной прокладки мало сказывается на установившемся потоке. С уменьшением толщины немагнитной прокладки (δ₂ < δ₁) растет индуктивность катушки при ненасыщенном магнитопроводе и уменьшается скорость спадания магнитного потока. В результате при неизменном усилии пружины 11 (рис. 10.6,б) выдержка времени реле увеличивается. Толщину немагнитной прокладки не рекомендуется брать менее 0,1 мм, т.к. в этом случае якорь расклепывает прокладку и ее толщина уменьшается.

Промышленностью выпускаются многочисленные реле с электромагнитным замедлением и выдержкой времени при отпускании 0,3 – 5 с.

Реле с электромагнитным замедлением работают только при питании катушки постоянным напряжением.

Поэтому в цепях переменного тока применяют реле с пневматическим замедлением или с анкерным механизмом (рис. 10.7).

В таких реле электромагнит постоянного или переменного тока воздействует на контактную систему, связанную с замедляющим устройством в виде пневматического демпфера или в виде часового (анкерного) механизма. Выдержка времени меняется путем регулирования замедляющего устройства. Работа реле практически не зависит от величины питающего напряжения, частоты питания, температуры.

Электромагнит переменного тока 1 имеет втяжной якорь 2, двигающийся поступательно. С якорем связана возвратная пружина 3. Пневматическое устройство 4 имеет две полости, разделенных диафрагмой 12, изготовленной из тонкой прорезиненной ткани. Нижняя полость свободно сообщается с атмосферой. Верхняя полость сообщается с атмосферой через регулируемое отверстие – дроссель 9 и выпускной клапан 10. Диафрагма 12 связана с пластмассовой колодкой 5, которая удерживается в верхнем положении упором, который, в свою очередь, связан с якорем электромагнита. Чем меньше сечение отверстия, тем медленнее движется диафрагма, а следовательно, и колодка 5. Когда колодка опустится до своего крайнего нижнего положения, она начинает воздействовать с помощью рычагов на штифт микропереключателя 7, который производит нужные переключения. Регулирование выдержки времени производится иглой 11, которая меняет сечение всасывающего отверстия. Контактная система микропереключателя имеет длительный ток 3 А, ток отключения 0,21 А при напряжении 380 В переменного тока.

Рис. 10.7. Реле времени с пневматическим замедлением

В замедлителях в виде анкерного механизма его пружина заводится под воздействием электромагнита. Контакты реле приходят в движение лишь после того, как связанный с ними анкерный механизм отсчитает определенное время уставки. Выдержка времени у этих реле регулируется в пределах от 7 до 17 с.

Лекция № 11