Реле РПН имеет простую конструкцию, почти все детали его штампованные. Оно примерно в два раза дешевле маломощных реле других типов при одинако вых чувствительности и коммутационных возможностях. Реле РПН выпускают одно-,двух- и трехобмоточными, а для использования в цепях переменного тока— с селеновым выпрямителем РПСВ.
Другим распространенным типом реле является реле с круглым точеным
сердечником |
РКН (реле круглое нормальное). Реле, |
выполненное по схеме |
рис. 14.6, а, |
имеет значительно меньшую массу якоря |
и большую жесткость |
возвратной пружины, чем РПН, что позволяет применять его на подвижных объектах при вибрации мест крепления с частотой 30 гц и ускорениях до 1,8g.
Контактная система реле РКН состоит из одной или двух контактных групп; каждая группа может иметь до девяти контактных пружин и аналогична пло скому реле.
Замедление реле РКН осуществляется массивными медными втулками раз личной длины, помещенными на сердечниках. Для регулировки постоянной вре мени Ткя отл якорь снабжают регулируемым штифтом отлипания в виде винта. Габариты реле РКН: 95X56, 6X25,6 мм3. Некоторые параметры реле РКН при ведены в табл. 14.5.
Реле РКН имеет ряд модификаций. Модификация РКМ-1 (реле круглое ма логабаритное) предназначена для работы в переносной и подвижной аппаратуре автоматики. По конструкции оно похоже на реле РКН, но отличается меньши ми габаритами (75X37X22 мм3). Реле РКН и РКМ-1 могут работать в условиях колебаний температуры ±40° С и относительной влажности до 98% при 20° С.
Реле РКМП предназначено для эксплуатации в передвижных |
установках |
в условиях колебаний температуры —60 -г +70° С, повышенной |
влажности |
/воздуха до 98% при температуре 15—40° С, вибрации мест крепления с частотой '20—70 гц при ускорениях 5g, центробежных ускорений до 10g и атмосферного давления до 150 мм pm. cm. Реле выдерживает ударную тряску с ускорением до
75g (2000 ударов).
Реле РПН и РКН представляют собой многоконтактные реле с достаточной , чувствительностью (мощность срабатывания до 1 вт), но с относительно неболь- ! шой мощностью переключаемых цепей (до 12 вт постоянного тока).
Для переключения цепей большей мощности при работе в стационарных условиях служат реле МКУ-48 (многоконтактное унифицированное). Реле пред-
. назначены для работы при температуре окружающей среды 10—35° С и относи- 'тельной влажности воздуха 60—70% , но могут работать и в более тяжелых усло виях, Обмотка реле может питаться от сети как постоянного, так и переменного
Рис. 14.15, Конструкция миниатюрного реле РЗС10
тока напряжением 12, 24, 36, 60, 110, 127, 220 и 380 в. Потребляемая катушкой мощность не более 3 вот на постоянном и не более 7,5 ва на переменном токе. Раз рывная мощность контактов этих реле в цепях постоянного тока 50 вот, а в цепях переменного тока 500 ва.
Модификация реле МКУ-48С рассчитана на работу при температуре среды до 50° С и повышенном до 110% от номинального напряжения сети. Реле вы пускают с различными наборами контактов (KP, КЗ, КП), допускающими ком мутацию 4—8 цепей. Реле МКУ-48 изготавливают в пластмассовом корпуса с габаритами 129X113X54,5 мм3.
Другим типом реле повышенной мощности являются реле КДР (кодовые диспетчерские реле), получившие свое название от устройств железнодорожной диспетчерской централизации, в которых они впервые были применены. Реле КДР также относятся к разряду стационарных. По сравнению с реле РПН, РКН и МКУ они имеют большее число контактных групп (до 5) и могут одновременно коммутировать до 15 цепей с разрывной мощностью до 120 вот постоянного тока. По конструкции реле КДР напоминает РКН, но несколько больше его по габаритам (115X75X54). Мощность срабатывания КДР также увеличена и до стигает 5 вот (см. табл. 14.5, где приведен ряд параметров реле).
Кодовые реле имеют ряд модификаций. В модификации КМР за счет мас сивных медных втулок и более совершенной магнитной системы достигается за медление при отпускании до 7—10 сек. Модификация КДРМБ имеет магнитную блокировку, при которой якорь остается в замкнутом состоянии за счет остаточ ного магнетизма сердечника после отключения тока в обмотке. Для этого сер дечник выполнен из хромистой стали. Отпускание якоря происходит при подаче на реле импульса обратной полярности.
12* 355
Модификация КДРТР предназначена для работы во влажном тропическом климате. С этой целью в реле используют такие материалы, как стеклоткань, про вод в изоляции винифлекс ПЭВ, негорючие полихлорвиниловые трубки,изоля ционные кремний-органические лаки, латунный крепеж вместо железного и т. и. Модификация КДРШ выполнена со штепсельным включением реле в схему, позволяющим быстро заменять его, не прибегая к пайке.
Для применения в аппаратуре подвижных объектов создан ряд малога баритных реле, которые не теряют работоспособности при колебаниях темпера туры — 60 Ч-+850 С (РМУ, РЭС-6, РСМ), в условиях относительной влажности до 98%, атмосферном давлении до 15 мм pm. cm. (РМУ, РМУГ), вибрации мест крепления с частотой 16—300 гц при ускорении .до 10g, центробежных ускоре ниях до 25 g. Реле выпускают в герметичном исполнении (РМУГ) с запайкой трубки внутреннего объема.
Одно из наиболее миниатюрных реле с одним переключающим контактом РЭС10 имеет габариты (рис. 14.15) 19X16X10,6 мм3 и весит всего 7 г. Реле за ключено в алюминиевый чехол и залито со стороны основания специальной смо лой. При таких размерах мощность срабатывания РЭС10 не превышает 0,34 вт, а разрывная мощность доведена до 60—75 вт. Реле рассчитано на работу при температуре окружающей среды — 60-f-+125° С, условиях вибрации 10—1500 гц, центробежных ускорениях до 80 g и атмосферном давлении до 5 мм pm. cm. Реле выдерживает 1000 ударов с ускорением 100 g.
В каталогах марки реле обычно расположены в порядке сопро тивления обмоток и сгруппированы по модификациям (нормальные реле, замедленные реле, напряжение питания и т. и.) внутри различ ных типов, что облегчает их выбор по исходным данным (сопротивле ние обмотки, ток срабатывания, а также необходимое число и вид контактных групп).
Г л а в а XV
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
ИДРУГИЕ ТИПЫ РЕЛЕ
§15.1. ТЯГОВЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ
Вряде случаев исполнительное устройство систем автоматики должно перемещаться на расстояние порядка нескольких миллимет ров с усилием в несколько десятков ньютонов. К таким устройствам относятся различные клапаны, защелки, мощные выключатели (кон такторы). Для привода подобных устройств вместо громоздких и до рогих электродвигателей с редукторами успешно применяют тяговые электромагниты.
Вотличие от магнитных систем реле электромагниты чаще вы полняют броневого типа (рис. 15.1). Обмотка 1, как броней, защищена корпусом 4, который служит одновременно ярмом электромагнита. Конструкция электромагнита выполнена так, чтобы сечение магнито провода по всей длине магнитной линии оставалось приблизительно постоянным. Якорь 6 электромагнита для уменьшения трения и пред отвращения залипания перемещается внутри тонкостенной латунной трубки 7. Для снижения и. с. паразитного воздушного (немагнитного) зазора, равного толщине трубки 7, передняя крышка электромагнита
имеет «воротничок» 5. Увеличенная площадь «воротничка» позволяет магнитному потоку пройти паразитный зазор со значительно меньшей индукцией, чем в остальной части магнитопровода, и, следовательно,
смалой потерей н. с. обмотки.
Внормальном (обесточенном) состоянии якорь 6 отводится воз вратной пружиной 3 в крайнее правое положение. При достижении
током значения / сраб якорь притягивается |
к сердечнику 2, |
приводя |
в движение связанное с ним устройство. |
|
|
|
(14.12) |
Электромагнитное усилие |
определяется выражениями |
или (14.13), тяговая характеристика имеет вид рис. |
14.4, |
г. |
Рассчи |
тывать ее удобно методом Б. |
С. Сотскова |
(см. § 14.2), |
Рассеяние |
можно учесть по выражению |
(14.20), где |
магнитная |
проводимость |
определяется для формы магнитопровода, показанной в п. 3 |
табл. 14.1. |
Рис. 15.1. Электромагнит броневого |
Рис. 15.2. Конический якорь |
(а) |
и |
срав- |
типа |
пение тяговых |
характерстик |
(б) |
элек |
|
тромагнитов с |
плоским (/) |
и |
кониче |
|
ским |
(2) якорем |
|
|
|
Однако плоский якорь, как на рис. 15.1, дает тяговую характе ристику, слишком круто идущую вверх. Для «выравнивания» ха рактеристики применяют конический якорь.
Проводимость воздушного зазора G& в электромагните с кони ческим якорем (рис. 15.2, а) определяется фактическим воздушным зазором
и фактическим сечением, равным боковой поверхности конуса:
|
sGt|> |
|
cos Y |
|
(15.2) |
|
|
|
|
Из (15.1) и (15.2) следует: |
|
|
|
|
Gö |
sa<t> |
= |
s6 |
Po- |
( 15.3) |
бф 0 |
|
б cos2 у |
|
Подставляя производную dG&/dö от (15.3) в (14.10), получаем |
Рэ.тп’ w |
(Iw)б 4я-10— 7 |
б2 |
(15.4) |
|
2 cos2 у |
|
|
|
|
Из сравнения равенства (15.4) с выражением для |
усилия при |
плоском якоре (14.12) очевидно, что |
|
|
/ ,8.кои = |
- ^ |
- |
( 1 5 .5 ) |
|
cos2 |
7 |
|
Казалось бы, судя по (15.5), |
что при одинаковых |
сечениях se |
и зазорах б, измеренных вдоль оси, тяговая характеристика кони
ческого якоря |
должна идти выше, чем плоского, так как cos2y < 1. |
Однако это наблюдается лишь |
при относительно |
больших зазорах |
(рис. 15.2, б), |
когда магнитная |
система далека от |
насыщения. При |
малых зазорах (левее точки А) система насыщается, причем у конус ного якоря более сильно вследствие меньшего общего сопротивления магнитной цепи за счет уменьшенного фактического сопротивления зазора. Поэтому у конического якоря часть и. с. обмотки, приходя щаяся на зазор (Iw)е, уменьшается скорее, чем у плоского, и тяговая характеристика конического якоря 2 в области малых зазоров прохо дит ниже характеристики плоского якоря 1.
Время срабатывания электромагнитов, |
как правило, |
от 20 до |
100 мсек и может быть изменено способами, |
изложенными |
в § 14.5. |
Методы расчета обмоток электромагнитов аналогичны методам расчета обмоток реле.
§152. ОСОБЕННОСТИ РЕЛЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Всистемах автоматики, где основным источником энергии яв ляется сеть переменного тока, целесообразно применение реле, об мотки которых рассчитаны на питание переменным током.
Из выражения для электромагнитного усилия (14.10), зависяще го от квадрата тока, следует, что тяговое усилие не зависит от на правления тока, а значит в оба полупериода усилие направлено в сто рону уменьшения зазора. Среднее значение этого усилия пропор
ционально квадрату действующего значения тока, протекающего по обмотке.
Работа реле переменного тока имеет ряд особенностей, обусло вивших его конструкцию.
Первая особенность заключается в том, что в стали магнито провода проходит переменный поток и создаются потери на вихревые токи и гистерезис. Для снижения этих потерь магнитопровод наби рают из листовой электротехнической стали подобно трансформато рам. Величину потерь в стали определяют по известной формуле
|
РСТ, em=:pf1-3 BJn GCT, |
где Rm — амплитудное значение |
индукции, тл\ |
G,T— масса |
магнитопровода, |
кг\ |
Р — удельные потери в стали данных марки и толщины при |
Вт = |
1 тл и соответствующей частоте /, вт/кг. |
Вторая особенность реле переменного тока заключается в зави- . |
симости тяговых |
характеристик от способа включения обмотки. |
Если обмотку реле включают последовательно с каким-либо ап паратом или балластным активным сопротивлением, определяющим ток в обмотке, то можно считать, что при любом значении воздушного зазора ток в обмотке останется неизменным. Подставляя действующее значение тока в выражение (14.12) при плоском зазоре, получаем для тяговой характеристики такое же выражение, как для реле постоян ного тока:
|
э.ср’ |
(Iw)24я-10— 7 |
(15.6) |
|
62 |
|
|
Однако чаще встречается случай, когда обмотку включают не посредственно под неизменное напряжение сети. Тогда
где L — индуктивность обмотки реле, так как активное сопротивле ние R обмотки значительно меньше ее индуктивного сопротивления.
Если сталь далека от насыщения, то можно считать, что магнит ное сопротивление магнитопровода равно сопротивлению зазора. В этом случае индуктивность обмотки можно считать обратно пропор-, циональной величине зазора:
W2 Sa |С0
Ü5.8)
6 ’
а ток в обмотке [если подставить (15.8) в (15.7)1 — пропорциональным зазору:
Подставив в выражение (15.6) значение тока из (15.9), устанавли ваем, что электромагнитное усилие реле переменного тока остается постоянным, не зависящим от зазора, если его обмотка включена под неизменное напряжение сети:
_fe |
Vs |
62 |
= const. |
2и)2ш2 sö но |
Это надо учитывать при использовании реле в схемах.
В действительности усилие несколько возрастает с уменьшением зазора, но не в такой степени, как это происходит у реле, работаю щего в режиме / = const (рис. 15.3, а). Отличие зависимости Ря (6) от теоретической Рд = const объясняется снижением падений напря жения в активном сопротивлении IR и индуктивном сопротивлении рассеяния /7Храс по мере уменьшения тока в обмотке, что приводит
