Реле постоянного тока

В системах регулирования движения поездов применяются реле, с помощью которых производят различные переключения электрических цепей для осуществления схемных зависимостей между состоянием пути, положением стрелок и показанием сигнала, необходимых для обеспечения безопасности движения поездов.

Реле представляет собой элемент, в котором при плавном изменении входной величины (тока, напряжения) происходит скачкообразное изменение выходной величины (перемещение якоря у контактных реле, изменение внутреннего электрического или

магнитного сопротивления у бесконтактных реле). Большое распространение получили электрические контактные реле, в частности, электромагнитные, у которых скачкообразное изменение тока во входной цепи достигается физическим ее разрывом. Такие реле просты и надежны в работе и обеспечивают независимое переключение большого числа выходных цепей. Реле имеет два устойчивых состояния: рабочее (под током), при котором реле

возбуждено и якорь его притянут, т.е. замкнуты верхние (фронтовые) контакты; нерабочее (без тока), при котором реле обесточено и якорь отпущен, т.е. замкнуты нижние (тыловые) контакты.

По принципу действия реле СЦБ подразделяются на электромагнитные, у которых при протекании электрического тока по обмотке возникает магнитное поле, которое действует на подвижныйякорь, притягивая его к сердечнику и переключая связанные с якорем контакты, и индукционные, которые работают под действиемпеременного магнитного поля, создаваемого одним элементом реле,с током, индуцированным в подвижном секторе магнитным полемдругого элемента.

В зависимости от рода питающего тока реле могут быть постоянного, переменного и постоянно-переменного тока.

Рис.1.2 Устройство реле

Электромагнитное реле постоянного тока (рис. 1.2, а) состоит из катушки 3, надетой на сердечник 4, ярма 5, подвижного якоря 2 и связанных с ним контактов 1. Катушка, или обмотка реле служит для создания магнитного потока, а сердечник — для его усиления.

Ярмо предназначено для получения непрерывного магнитопровода, подвижной частью которого является якорь. При отсутствии тока в катушке реле якорь отпущен, замкнут нижний (тыловой) контакт О—Т. При пропускании тока в катушке создается магнитный

поток, сердечник намагничивается и притягивает к себе якорь, в результате чего размыкается контакт О—Т и замыкается верхний (фронтовой) контакт О—Ф. У такого реле якорь притягивается при прохождении тока по катушке в любом направлении, поэтому это

реле называют нейтральным.

Реле, у которого якорь переключается в зависимости от направления прохождения тока в катушке, называется поляризованным. Поляризованное реле (рис. 1.2, б) состоит из сердечника 1, на который надеты катушки 2 и 6, соединенные последовательно, из постоянного магнита 3, поляризованного якоря 5 и связанных с ним кон- тактов 4. Постоянный магнит обеспечивает переключение якоря при изменении направления тока в обмотке реле и удерживает якорь в заданном положении при отсутствии тока в обмотке.

К конструкции реле предъявляют высокие требования надежности, долговечности и четкости работы, так как от правильной работы реле зависят безопасность движения поездов и бесперебойное действие систем регулирования движения. По надежности действия реле бывают первого (I) и низшего классов надежности. Класс надежности определяется сочетанием следующих основных факторов: наличием гарантии возврата якоря под

действием собственного веса при выключении тока в обмотке реле, степенью несвариваемости фронтовых контактов, состоянием контактной системы — открытая или закрытая.

К реле I класса надежности относятся такие, у которых возврат

якоря при выключении тока в обмотке обеспечивается с максимальной гарантией под действием веса якоря, а для контактных поверхностей применяются несвариваемые материалы, контактная же система закрытая. Такие реле применяются во всех ответственных

схемах, обеспечивающих безопасность движения, без дополнительного схемного контроля отпускания якоря реле.

К реле низших классов надежности относятся такие, у которых отпускание якоря гарантируется в меньшей степени и происходит под действием веса якоря и реакции контактных пружин, и у которых возможно сваривание контактов. Эти реле используют в схемах, непосредственно не связанных с обеспечением безопасности движения поездов (в схемах контроля и индикации). Если такие реле применяют в ответственных цепях, то обязателен схемный контроль притяжения и отпускания якоря реле. По числу рабочих позиций реле делятся на двух- и трехпозиционные. По числу контактных групп реле бывают одноконтактные (с одной контактной группой) и многоконтактные (с двух-, четы-рех-, шести- и восьмиконтактными группами), а также одно-, двух- и многообмоточные. По времени срабатывания реле подразделя-ют на: быстродействующие — с временем срабатывания на притяжение и отпускание якоря до 0,03 с; нормальнодействующие — с

временем срабатывания до 0,2 с; медленнодействующие — с временем срабатывания до 1,5 с; временные — с временем срабатывания свыше 1,5 с. По мощности, необходимой для срабатывания реле (притяжение якоря реле), реле подразделяют на маломощные, у которых мощность срабатывания 1...3 Вт; средней мощности 3...10 Вт; мощные —

более 10 Вт.

В эксплуатируемых системах регулирования движения используются в основном ш т е п с е л ь н ы е р е л е , которые отличаютсяот реле с контактно-болтовым соединением конструкцией и способом включения в схемы.

Реле СЦБ имеют определенное условное обозначение (маркировку), состоящее из букв и цифр, занимающих определенное место в обозначении. Первая буква или сочетание двух первых букв в обозначении указывает на физический принцип действия реле: Н — нейтральное, П — поляризованное, К — комбинированное, СК — самоудерживающее комбинированное, И — импульсное, ДС — двухэлементное секторное (индукционное реле переменного тока). Буква М, стоящая на втором месте в условном обозначении штепсельных реле, указывает на малогабаритное исполнение реле. У реле, предназначенных для использования в автоблокировке, на первом месте стоят две буквы АН: первая буква А указывает на то, что реле автоблокировочное малогабаритное, а вторая буква — на принцип

действия реле. У пусковых реле в условном обозначении имеется буква П, а у реле с выпрямителем — буква В. Штепсельное соединение реле с другими приборами обозначается буквой Ш.

В обозначении медленнодействующих реле присутствует допол-нительная буква: М — обозначает реле с замедлением на отпускание якоря с помощью медной гильзы, Т — реле с замедлением на срабатывание с помощью термоэлемента. После указанных букв ставится цифра, характеризующая число контактных групп (НМШ1, АНШ2, НМПШ3 и т.д.). Второе число, отделенное _______дефисом, обозначает сопротивление обмотки реле постоянному току в омах (НМШМ2—640, НМПШ2—400 и т.д.).

У некоторых типов реле эта система обозначений не выдерживается. Так, в обозначении аварийных и огневых реле (АСШ, ОМШ) первая буква характеризует назначение реле. Наряду с электрическими контактными реле все большее применение получают полупроводниковые приборы релейного действия (бесконтактные реле) и микроэлектронные приборы, использующие интегральные микросхемы и микропроцессорную технику.

Реле постоянного тока по принципу действия являются электромагнитными, а по конструкции подразделяются на следующие типы:

Нейтральные реле НМШ, НШ, АНШ. Это двухпозиционные реле

с одним якорем, который притягивается к полюсам катушек при прохождении через них постоянного тока в любом направлении, т.е. реле нейтральны к полярности постоянного тока. Все эти реле относятся к 1 классу надежности и могут быть нормально- и медленнодействующими. По принципу действия относятся к электромагнитным.

Нейтральное малогабаритное штепсельное реле типа НМШ (рис. 1.3, а) состоит из сердечника 4 с надетыми на него катушками 5и 6, Г-образного ярма 2 и якоря 7 с противовесом 3

Рис. 1.3. Нейтральное реле НМШ

Бронзовый упор 8 на якоре исключает его залипание, так как он препятствует касанию якоря в притянутом положении к полюсу сердечника 4. Якорь двумя тягами 9 управляет контактной системой. Фронтовые контакты Ф-1 изготавливают из угля с серебряным наполнением, а общие О 11 и тыловые Т 10 — из серебра. Такое сочетание материалов исключает сваривание фронтовых контактов с общими при пропускании по ним тока значительной величины. Условное обозначение реле и его контактов, а также нумерация

контактов показаны на рис. 1.3, б.

Реле РЭЛ (рис. 1.4) имеет две независимые обмотки 2, каждая из которых состоит из двух катушек, расположенных на разных сердечниках. Магнитная система реле разветвленная, содержит якорь 5, ярмо 1 и два сердечника 11, на каждом из которых расположено по две катушки. Якорь закреплен на ярме при помощи скобы 6 и может свободно поворачиваться при работе реле. На якоре прикреплена бронзовая пластина 4, которая обеспечивает зазор между якорем и обоими сердечниками. Для утяжеления якоря имеются два груза 3, которые закреплены на якоре изгибом планки 7. Контактная система содержит восемь независимых контактов. Каждый переключающий контакт состоит из фронтового 8, подвижного 9 и тылового 10 контактов. Контактная система выполнена в виде отдельного узла, закрепленного на ярме. Контакты размещены в один ряд. Реле закрыто прозрачным колпаком и запломбировано.

Рис. 1.4. Реле типа РЭЛ

Контактная система содержит восемь независимых контактов. Каждый переключающий контакт состоит из фронтового 8, подвижного 9 и тылового 10 контактов. Контактная система выполнена в виде отдельного узла, закрепленного на ярме. Контакты размещены в один ряд. Реле закрыто прозрачным колпаком и запломбировано.

Поляризованное реле ИМШ. Оно двухпозиционное, имеет в магнитной системе постоянный магнит, под действием которого якорь переключается из одного положения в другое в зависимости от направления тока в обмотке реле. Реле ИМШ быстродействующее и

не относится к реле 1 класса надежности. Оно предназначено для импульсной работы, их магнитная система может выполняться с нейтральной регулировкой якоря и с регулировкой на преобладание, т.е. с возвращением его в исходное положение при выключении тока.

Поляризованные импульсные реле нашли широкое применение в устройствах СЦБ в качестве путевых реле в перегонных рельсовых цепях, так как они обладают высокой чувствительностью и большой скоростью срабатывания от импульсов тока. Импульсные

реле в цепях постоянного тока благодаря регулировке положения якоря в магнитной системе могут работать от токов одного направления или токов разных направлений, т.е. обладают избирательностью к направлению постоянного тока. В устройствах СЦБ наибольшее распространение получили импульсные малогабаритные штепсельные реле типа ИМШ.

Комбинированные реле КМШ, КШ. Они трехпозиционные с нейтрально поляризованной системой, имеющей один нейтральный и один поляризованный якорь. Нейтральный якорь этих реле устроен и работает так же, как и у нейтральных реле, т.е. его переключение не зависит от полярности постоянного тока в обмотке реле.

Переключение поляризованного якоря из одного положения в другое у таких реле происходит в зависимости от направления тока в обмотке реле. При возбуждении комбинированных реле первым срабатывает поляризованный якорь, а затем притягивается нейтральный якорь, а при смене полярности тока в обмотке реле происходит кратковременное отпускание якоря. Комбинированные реле по времени срабатывания относятся к нормально действующим.

Кодовые реле КДРШ — двухпозиционные с одним нейтральным якорем, работающим независимо от направления тока в обмотке реле. Эти реле относятся к низшему классу надежности действия, а по времени срабатывания могут быть нормально- и медленнодействующими.

Кодовые реле КДР, КДРШ представляют собой электромагнитные реле постоянного тока облегченной конструкции. В кодовых реле используются три разновидности магнитной системы: неразветвленная с Г-образным ярмом, разветвленная с П-образным ярмом и усиленная разветвленная в медленнодействующих реле.