Файл: Миловзоров, В. П. Электромагнитные устройства автоматики учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 105

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Управление контактами можно производить приближением к кон­ цам пластин постоянного магнита, под действием поля которого пла­ стины замыкаются, однако чаще МК управляются обмотками с током. Возможны реле с одним или несколькими МК (рис. 15.11),'замыкаю­ щимися при токе срабатывания и размыкающимися при токе отпуска­ ния.

Процессы срабатывания реле с МК отличаются от процессов обыч­

ных электромагнитных

реле [3.7].

В обычном реле движение якоря

начинается только после того, как

будут достигнуты (Iw)cpaG, при

которых

электромагнитное уси­

 

лие превзойдет

механическое

 

в точке наибольшего воздушно­

 

го зазора 60 (см. § 14.1).

В МК

 

движение

пластин

начинается

 

сразу с появлением тока в обмот­

 

ке. По мере роста н.с. обмотки

 

воздушный зазор

(рис. 15.12, а)

 

проходит положения

8Ь б2,...,

 

в которых механическая харак­

 

теристика

контактных

пластин

 

пересекается с тяговыми харак­

 

теристиками, соответствующими

Рис. 15.12. Механическая и тяговые

н. с. Іа\,

lw2, ....

При

дости­

характеристики магнмтоуправляемого

жении током (н.

с.)

критичес­

контакта

кого значения, при котором тяговая характеристика касается механической, а зазор равен б„р,

предварительное сближение пластин заканчивается.

Для зазоров, меньших критического, тяговая характеристика ле­ жит выше механической, а, значит, пластины будут энергично сбли­ жаться под действием разности сил Рэ Рм даже при неизменном токе в обмотке, создающем IwKp.

Электромагнитное усилие МК, как и любого электромагнитного

механизма, определяется формулой

 

 

 

 

(!ш)г

АЗМ

(15.27)

 

2

' ~~db

'

 

 

Здесь 6’м — полная проводимость магнитной цепи реле с МК

 

 

О« ö

 

 

 

GМ

о ст

 

(15.28)

Од 4- G

 

 

 

 

где G6 и 0СТ— магнитные проводимости

соответственно зазора меж­

ду пластинами и остальной части магнитной цепи, включающей пла­ стины, зазоры между пластинами и торцевыми крышками, сами крыш­ ки и наружный корпус. Эта суммарная проводимость соединена по­ следовательно с проводимостью зазора Gâ.

373


Для многоконтактного реле проводимость зазора (если считать поле между пластинами плоскопараллельным)

п\і0

Об « /гр0 —- =

 

б

' и 6

где b — ширина пластин

перекрытие пластин (рис.

п — число МК в реле.

Считая G0T = const, согласно (15.28)

 

dGM_

Ост

dGö

dб

(°6 + ° с г ) 2

а продифференцировав (15.29), получим

(15.29)

15.12, 6);

(15.30)

/?р0

(15.31)

d&

б2

Подставив (15.30) и (15.31) в выражение усилия, развиваемого каждой парой контактов реле с несколькими МК,

р . = —

ж»

2л2 dö ’

где Iw — полная н. с. обмотки, получим

Л ,

(Iw)’-

 

Gt т

Йо б3

(15.32)

2п

(°в

G

 

 

С1>

 

 

Для определения н. с. срабатывания получим аналитическое вы­ ражение механической характеристики. Если рассматривать контакт­ ную пластину как балку, заделанную одним концом, жесткость пла­ стины

 

3EJ

2Ebh3

 

OQ.

 

с = ■

(2/-Д )3

 

(15.33)

 

L3

 

 

где

момент

инерции сечения

пластины,

 

J , м4

Ь№'

 

 

 

 

І2 ’

 

 

Ь и h

- ширина и толщина пластины, м\

L = l — l t j4

плечо приложения

силы,

м;

I

длина электрода, м;

 

Е

модуль

упругости,

н/м2.

 

Перемещение конца пластины

 

 

/ =

(б0 — ö) Асим,

(15.34)

где

б0 — длина начального

воздушного зазора, м

— коэф-

фициент симметрии, равный 0,5 для симметричной формы

МК по

рис.

15.10, а и 1,0

для несимметричной формы МК по рис. 15.10, б

На основании

(15.33) и (15.34) имеем

 

 

 

 

с (б0 — б) к,си м •

(15.35)

374


Так как, срабатыванію МК происходит при

Р0 = Рм, то, прирав­

няв (15.32) II (15.35), получим выражение для н. с. срабатывания ней­

трального реле с замыкающими МК

 

 

С^')срэб> а — Ж

G 6 кр 4* g CT

2пс(6і)

б ц р ) і^счм

 

(15.36)

кр

иаС Т

 

 

где 6t?t) — критическая длина рабочего зазора, м\ G6ltp — магнитная проводимость критического рабочего зазора, гн.

В табл. 15.3 приведены некоторые параметры МК, а в табл. 15.4— реле с МК.

Московский трансформаторный завод выпускает серию реле с магнитоуправляемыми контактами (герконами), унифицированную по размерам с бес­ контактными элементами серии «Логика». Реле, являясь связующим звеном между полупроводниковыми элементами этой серии и сильноточными коммути­ рующими аппаратами, предназначены для устройств автоматики и управления. В серию входят реле промежуточные, с магнитной памятью, напряжения, вре­ мени, тока и блок токовой приставки к реле напряжения.

Обозначение реле состоит из букв, означающих серию, например РПГ —

реле промежуточное на герконах, и

цифр, означающих:

первая цифра — реле

без штепсельного разъема (0) или с разъемом (1), вторая — тип

геркона (1 —

КЭМ-1; 2 — КЭМ-2; 3 — КЭМ-3;

4 — МКВ-1),

третья и четвертая — коли­

чество герконов в реле, пятая — количество обмоток в катушке

(одна или две),

шестая — количество реле в одном

корпусе (одно

или два), седьмая — кате­

горию размещения. Реле выпускают для эксплуатации

в районах с умеренным

климатом («У» при категории размещения 3) и с тропическим климатом («Т» при категории размещения 4) по ГОСТ 15150—69 и ГСІСТ 15543—70.

Реле промежуточные на герконах (РПГ) предназначены для схем с напря­ жением 12 и 24 в постоянного тока, выпрямленного трехфазного тока с частотой пульсации не менее 300 гц без применения фильтра, а также выпрямленного тока с фильтром, обеспечивающим пульсацию не более 6%. В табл. 15.4 приведены основные типы реле и некоторые технические данные. Двухобмоточные катушки в реле применяют для получения размыкающего контакта. Время отпускания реле всех типов не более 2 мсек.

Реле с магнитной памятью РМГ-0203220 управляется импульсами напря­ жения 12 и 24 s постоянного или выпрямленного тока длительностью не менее 10 мсек и обеспечивает за счет встроенных в реле постоянных магнитов сохране­ ние переключенного состояния контактов в течение до 1000 ч. Каждое из двух реле, объединенных в одном кожухе, имеет две встречно намотанные обмотки, что позволяет при различных вариантах их соединения получать такие сочета­ ния контактов: 6 замыкающих, 3 размыкающих плюс 3 размыкающих, 6 размы­ кающих. Время срабатывания реле не более 5 мсек, время отпускания не более

2 мсек.

Реле напряжения РНГ-0401110 предназначены для схем с напряжением 12, 24 и 48 в постоянного или выпрямленного тока и имеют диапазон напряжения уставки ^уст = (0,5 0,9)(У[1ОмВремя срабатывания реле при напряжении, равном 1,2 Uуо., не более 35 мсек. Коэффициент возврата реле не менее 0,8.

Реле времени РВГ-0201110 рассчитаны на схемы с напряжением 12 и 24 в по­ стоянного тока с выдержкой времени на включение и отключение. Реле состоит из полупроводникового узла выдержки времени и выходного малогабаритного реле с одним герконом. Диапазон регулирования выдержки времени от 0,2 до

0,7 сек.

Блок токовой приставки ПТ-І предназначен для схем автоматики совместно с реле напряжения, работающих в цепях переменного тока, и представляет собой трансформатор с выпрямителем.

Габариты реле напряжения, реле времени и токовой приставки одинаковы—

39X56X90 мм3.

375


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и и а

15.3

 

 

 

 

 

 

КЭМ-1

КЭМ-2

кэм-з

МКВ-1

МК-17

«Кристалл-1»

МК-10-3

«Южаншг»

 

 

 

 

 

 

Миниатюрный

Переклю­

Миниатюрный

Высокоча­

Измеритель­

Сверхмини­

Высоко­

 

 

 

 

 

 

 

чающий

стотный

ный (мощный)

атюрный

вольтный

Длина и диаметр стек­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лянной колбочки,

мм

 

52x5,4

20x3,0

18X4,0

23X4,4

20X3,1

 

50X5,4

10X2,3

52X5,4

Максимальная

комму­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тируемая мощность,

вт

15

7,5

 

7,5

 

6,0

 

5,0

 

 

15

 

 

0,6

 

15

Диапазон коммутируе­

5 .10 -з_ о ,5 5-10-3—0,25 5-10-3—0,25

5.10-3—0,2

5-ІО-“ —

О

 

Гсло

5-10-9—

10-«-

мых токов,

а ................

 

Диапазон

коммутируе­

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

15-Ю-з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,25

 

о

N

 

0

5-10-3

мых напряжений,

в . .

5.10-2—220 5-10-2—180

5. Ю-2—180

5.10-2—36

80

CVJ

 

5.10-2—36

3000

Пробивное

напряже­

1 1

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние, в

(эфф.) ................

500

250

 

250

 

150

 

180

 

 

500

 

 

60—100

6000

(по

Контактное

сопротив­

0,08

0,15

 

0,15

 

0,2

 

0,2

 

0,05

 

 

0,3

тока)

ление.

о м ........................

 

 

 

 

 

 

0,15

Межконтактная

 

ем­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кость, п ф ........................

1,0

0,4

 

2,5

 

2,0

 

0,6

 

1,0

 

 

3.0

Минимальное

сопро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тивление изоляции, ом .

10я

10s

 

5 .10s

 

10s

 

ІО9

 

юн

 

 

10я

10я

Максимальное

время

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

срабатывания,

мсек . .

3,0

1.0

 

1,5

 

1,0

 

1,5

 

2,0

 

 

0,8

3.0

Максимальное

время

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

До2.0

отпускания,

мсек . . .

0,8

0,3

 

2,0

 

 

0,3

 

2,0

 

 

0,3

Намагничивающая си­

55—110

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ла срабатывания,

ав . .

23—64

35—95

70—120

30—80

Не

более

80

10—40

 

200

Намагничивающая

си­

 

 

 

Не менее 10 Не менее 15

Не менее 6 Не менее 25 Не менее

 

Коэффициент

 

 

ла отпускания,

ав

.

. . Не менее 25

20

возврата

Не

менее

Срок

службы

(число

ІО7 (при

10е (при /=

10е (при I— 5- ІО5 (при

107 (при

 

5-10е

 

0,4—0,9

50

 

 

10е (при

ІО6

(при

срабатываний)................

/= 0 ,5 а,

=0,25

а,

=0,25

а,

/ = 0 ,2

а,

максималь­

(при 1 =

максималь­

номиналь­

 

 

 

 

 

 

17=30 в)

17=30

в)

'17=30

в)

17=30

в)

ной нагруз­

= 0 ,5

а,

ной нагруз­ ной нагруз­

 

 

 

 

 

 

ІО8 (при /=

10s (при

/=

ІО7 (при / =

ІО8 (при

/ =

ке)

17=30

в)

ке) ІО8 (без

ке)

 

 

 

 

 

 

=5-10-3 а, =5- ІО-3

=5- ІО-3 а,

=5- ІО“3 а,

 

 

 

 

 

 

нагрузки)

 

 

- Материалы контактно­

17=5 .1 0 -3в) 17=5-ІО-2 в) 17=5-ІО-2 в) 17=5-10~2 б)

Золото-ни-

 

 

 

 

 

Золото-

 

 

Золото

Золото

Родий

Золото

 

Родий

 

Вольфрам

го покрытия . . . . . .

кель-кобальт

 

 

родий


Таблица 15.4

 

Потребляемая мощ­

Время срабатывания,

Тип реле

ность,

вт

мсек

 

Габариты,

 

 

 

 

мм3

 

12 в

24 ѳ

12 е

 

 

24

в

РПГ-0110ЛУЗ ...................

1,9

2,4

6

5

29X56X90

РПГ-010611УЗ ...................

1,5

2,4

5

5

29X56X90

РПГ-0І04ПУЗ ...................

1,0

2,0

5

3

19X56X90

РПГ-010421УЗ ...................

1,3

2,2

5

4

29X 56X 90

РПГ-010212УЗ ...................

0,8

1,5

4

3

19X56X90

РПГ-010222УЗ ...................

0,9

1,6

4

4

29X56X90

Реле тока РТГ

выполнены на базе геркона КЭМ-1 и предназначены для схем

с напряжением 500

в постоянного или выпрямленного тока с частотой пульсации

не менее 300 гц. Реле различают по виду элемента управления (обмотка для токов

от 1,6 до 160а или шина для токов от 250 до 1000 а) и пределам регулировки уставок (от 70 до 300% / иом для реле максимального тока и от 20 до 70% / ном для реле минимального тока). Время срабатывания реле не более 8 мсек при токе 1,2 / усх и не более 5 мсек при токе 3 /уст.

Ф е р р и д представляет собой магнитный элемент релейного дей­ ствия, в конструкции которого (рис. 15.13, а) магнитоуправляемые контакты 1 и 2 объединены с магнитопроводом из ферромагнитного материала 3, обладающего прямоугольной петлей гистерезиса.

В исходном положении контакты разомкнуты. В отличие от МК реле для замыкания МК феррида в обмотку 4 достаточно подать ко­ роткий импульс тока, после окончания которого контакты остаются замкнутыми за счет остаточного магнитного потока ферромагнетика. Для отпускания необходимо подать в обмотку импульс тока противо­ положного направления, чтобы размагнитить магнитную систему. Величина обратного импульса тока не должна, однако, создавать на­ пряженность, превышающую коэрцитивную силу, так как в противном случае возможно новое срабатывание элемента от магнитного потока противоположного знака.

Намагничивающие силы срабатывания и отпускания можно найти по тяговым и механическим характеристикам. Для определения тяго­ вой характеристики надо рассчитать и построить петлю гистерезиса магнитопровода феррида без учета воздушного зазора между контак­ тами (рис. 15.13, б). Рабочая точка, характеризующая состояние фер­ рида, перемещается за полный цикл работы по частному циклу, по­ казанному пунктиром. Для определения тяговой характеристики при некотором значении н. с. обмотки надо из точки 1, соответствую­ щей этой н. с., провести ряд лучей под углами (ср. рис. 14.4, е)

Ѳ- arctg Ge

ІПф

где- m,w и гпф — масштабы по соответствующим осям.

В точках пересечения лучей с восходящей ветвью частного цикла определяют величину магнитного потока для каждого из зазоров. За-

377