Файл: Лебедев, Н. Н. Электротехника и электрооборудование учеб. пособие [для монтаж. и строит. спец. техникумов].pdf

цессами, поддержания установившейся величины тока в цепи или напряжения, а также для введения в действие отдельных элементов, входящих в цепь управления.

Реле различают по принципу действия, по конструктивному уст­ ройству и по назначению. Могут быть реле переменного и постоянного

чается полупроводниковый вентиль (выпрямитель).

В конструкциях реле используют главным образом электромагнит­ ный принцип. Однако имеются и другого рода реле: пневматические, тепловые, электронные и др.-Для получения в работе реле выдержки времени применяются также механические устройства типа часовых механизмов и др.

Реле выполняются с контактами замыкающими и размыкающими. Так как эти контакты включают вспомогательные цепи, контактная часть реле состоит из маломощных элементов, рассчитанных на малые токи; вместе с тем конструкция подвижной системы и контактов обеспечивает высокую точность и быстроту действия аппарата. С более мощными контактами выпускают специальные типы реле, называемые п р о м е ж у т о ч н ы м и . Действие реле может быть мгновенным и с выдержкой времени. Собственное время автоматического действия реле мгновенного действия составляет 0,01—0,05 с. Выдержка време­ ни может быть различной: от долей секунды до минуты и больше.

Из выпускаемого большого количества типов реле здесь рассматри­

имеют широкое применение в качестве реле защиты. Принцип действия электромагнитного реле максимального тока можно проследить по рис. 12.15, на котором схематически представлено устройство токового реле с вращающимся якорем. Это реле имеет замыкающие контакты. Такие реле выпускают под маркой ЭТ-520. Выпускают также реле ука­ занной серии аналогичной конструкции с размыкающими контактами

(типа ЭТ-522).

Реле состоит из электромагнита /, якорь которого Z-образной формы 3 вращается на оси, несущей на себе подвижные контакты в виде мостика 5. Вращение оси задерживается пружинкой 4. Обмотки электромагнита реле 2 могут включаться ими непосредственно в сило­ вую сеть или (при большой силе тока) через трансформатор тока. Если ток, протекающий через обмотки реле, превысит заданную величину, якорь, притягиваясь к сердечнику электромагнита, поворачивается на оси, преодолевая сопротивление пружины, и замыкает при этом кон­ такты реле (подвижные контакты 5 прижимаются к неподвижным кон­ тактам 6). Величина тока, при которой реле действует (срабатывает), регулируется натяжением пружины 4 посредством перестановки ры­ чажка — указателя 7 по шкале уставок тока срабатывания (или тока трогания) реле 8. После исчезновения тока в обмотках реле или умень­ шения его до величины уставки тока трогания пружина 4 возвращает якорь и подвижные контакты в исходное положение.

216

Имеются конструкции токовых реле с качающимся якорем и с якорем прямолинейного хода (якорь втягивается в катушку электро­ магнита).

На рис. 12.16 схематически представлено реле максимального тока с прямолинейным ходом якоря с размыкающими контактами серии Р-4000. Такие реле широко применяют для защиты от перегрузки элек­

Рис. 12.15. Электромагнитное токовое реле серии ЭТ-520

тродвигателей, в частности, в крановых установках. Реле имеет две катушки / электромагнита; которые включаются — каждая отдельно в две фазы силовой цепи электродвигателя. Катушки установлены на латунных трубах 2, внутри которых находится якорь (стальной) электромагнита 3 с штоком 4. Якорь опирается на втулку из немаг­ нитного материала 5, положение которой (выше или ниже) регулирует­ ся винтом 6 с головкой 7. При превышении в катушках реле определен­ ной величины тока якорь втягивается в катушку, поднимаясь кверху, при этом его шток упирается в коромысло 8, поворачивает его около неподвижной оси, разрывая при этом контакты реле 9 и 10, к которым подводится цепь управления пускателя электродвигателя. После отклю­ чения силовой цепи и исчезновения тока в катушках реле якорь под влиянием собственного веса опускается в исходное положение. Ток срабатывания реле регулируется винтом 6 вращением его головки 7: чем ниже будет опущена втулка 5, а с нею и якорь 3, тем больше становится величина тока, который требуется для втягивания якоря. Уставка тока срабатывания при регулировании реле видна на шка­ ле //.О на принимается обычно равной от 200 до 250% номинального тока электродвигателя.

2 1 7

Описанные выше реле имеют мгновенное действие. Существуют так­ же максимальные электромагнитные и неэлектромагнитные реле, ра­ ботающие с выдержкой времени, обратно зависимой от величины тока перегрузки. К ним относится и описанное выше тепловое реле, встроен­

ное в магнитный пускатель.

П р о м е ж у т о ч н ы е р е л е и р е л е в р е м е н и , имеющие самое широкое распространение в электрических схемах управления

тельных цепей управления и потому выполняется с большим числом контактов.

Контакты промежуточного реле выполняют более мощными, чем контакты первичного реле; это делают с целью включения мощных элек­ тромагнитов и выключателей подачей импульса от первичного (глав­ ного) реле через посредство промежуточного, обмотка которого вклю­ чается в сеть контактами первичного реле.

На рис. 12.17 представлено промежуточное реле типа ЭП-41 с че­ тырьмя замыкающими и двумя размыкающими контактами. При пода­ че напряжения на катушку электромагнита 3 якорь 1 притягивается к сердечнику 2; связанный с ним шток 7 передвигается вверх и произ­ водит с помощью закрепленных на нем контактных мостиков замыка­ ние контактов 4 и размыкание контактов 5. После исчезновения тока в катушке реле якорь со штоком и подвижными контактными мости­ ками вращается в исходное положение под действием пружины 6 и соб­ ственного веса.

Реле типа ЭП-41 выпускают с различными сочетаниями числа за­ мыкающих и размыкающих контактов общим их количеством не боль­ ше шести.

Р е л е в р е м е н и служат для обеспечения работы схем автома­ тического управления с соблюдением требуемой последовательности и продолжительности включения и отключения аппаратов. Они сраба­ тывают не мгновенно, а по истечении некоторого времени после воз­ действия импульса. Время от момента подачи импульса на восприни­ мающую систему до срабатывания контактов называется выдержкой времени реле. Контакты реле времени бывают замыкающими Й раз­

218

мыкающими. Принцип их действия различен. Конструируются реле времени как электромагнитные, маятниковые электромагнитные с ча­ совым механизмом, пневматические и др.

Электромагнитные реле времени серии РЭ100 и РЭ180 выпускают для работы на постоянном токе. По конструкции они представляют собой токовое реле с качающимся якорем. Выдержка времени в этих реле — от 0,25 до 1,5 с — достигается при их отключении. Получается

она за счет того, что якорь некоторое время удерживается в притяну­ том к сердечнику электромагнита состоянии после отключения тока (вследствие явлений самоиндукции и замедленного исчезновения маг­ нитного потока в сердечнике особой конструкции).

Реле времени постоянного тока в отдельных случаях применяют при автоматизированном управлении электроприводами строительных ма­ шин (в частности, башенных кранов), с асинхронными электродвигате­ лями. В этом случае в цепь управления, как уже отмечалось, включа­ ют полупроводниковые — селеновые и другие выпрямители (для пи­ тания обмоток реле выпрямительным током).

Маятниковое электромагнитное реле времени с часовым механиз­ мом выпускают для работы в цепях как постоянного, так и переменного тока (рис. 12.18). Маятниковые реле типа РЭ-218 дают выдержку вре­ мени от 0,25 до 9 с. Величина ее регулируется перестановкой грузика на маятнике и с помощью упорного винта 1 (сокращение длины хода рычага 2 уменьшает выдержку времени).

При необходимости получения больших выдержек времени при­ меняют неэлектрические реле: пневматические и двигательные. Пнев­

219

матические реле времени дают выдержку времени от 0,4 с до 3 мин, а двигательные (имеющие в своем составе микроэлектродвигатель) — до 20 мин.

В тех случаях, когда необходимо получать выдержки времени от долей -секунды до нескольких десятков секунд, пользуются электрон­ ными реле времени. Схема включения одного из них приведена на рис. 12.19. Выдержка времени такого реле определяется временем разряда конденсатора С на сопротивление Rc. При отсутствии сигна­ ла о начале действия реле (контакт К замкнут) конденсатор С заря­

- +

жен; отрицательный потенциал на сетке триода, регулируемый поло­ жением движка на реостате R, имеет такую величину, при которой анод­ ный ток триода равен нулю (лампа заперта) и, следовательно, обмотки электромагнитного промежуточного реле РП, включенного в анод­ ную цепь триода, не обтекаются током.

При получении сигнала (размыканием контакта К) конденса­ тор С начинает разряжаться на сопротивление Rc; напряжение на его обкладках постепенно снижается и соответственно уменьшается величина отрицательного потенциала на сетке триода —лампа отпи­ рается. Возникает постепенно возрастающий анодный ток, проходя­ щий через обмотку реле PIT. По достижении этим током некоторой определенной величины реле РП срабатывает (замыкает или размыка­ ет свои контакты). Интервал времени между размыканием контакта К и срабатыванием реле составляет выдержку времени электронного реле. Выдержка времени прямо пропорциональна емкости конденса­ тора С и величине сопротивления Rc.

В приборах автоматики и автоматизированном электроприводе при­ меняют также фотоэлектронные реле. Примером такого реле может служить устройство, схема включения которого приведена на рис. 12.20. В схему входят: фотоэлемент, электронная лампа-триод, сопротивле­ ние R, электромагнитное реле РП, обмотка которого включена в анод­ ную цепь триода, и два источника постоянного тока (аккумуляторные

220

Луч света, освещающий фотоэлемент, пересекается движущейся частью управляемого механизма. Когда фотоэлемент освещен, по левой части схемы (см. рис. 12.20) течет фототок / ф, показанный на схеме стрелкой. Он создает в сопротивлении R падение напряжения, равное / ф/?, в результате на сетке триода поддерживается отрицательный потенциал такой величины, что лампа заперта, анодный ток (в правой части схе­ мы) отсутствует, обмотка реле РП не обтекается током. Как только луч света, освещающий фотокатод, пересекается движущимся пред­ метом (частью механизма), фототок / ф прекращается, с ним вместе исчезает и падение напряжения в сопротивлении R, отрицательный потенциал на сетке триода резко уменьшается (лампа отперта), анод­ ный ток, возникающий в правой части схемы, обтекает обмотку ре­ ле РП, которое, срабатывая (замыкая свои контакты), посылает им­ пульс в цепь управления механизмом. Механизм останавливается. Вместо фотоэлемента в подобных схемах могут применяться фотосопро­ тивления, резко снижающие свое сопротивление под воздействием луча света.

§12.4. Понятие о логических элементах и их применение

вавтоматизированном электроприводе

Релейно-контакторная аппаратура уже во многом не удовлетворяет требованиям автоматизации сложных технологических процессов в от­

ствующими действиями обычных контактных реле в схеме, приведенной на рис. 12.21, а, предусматривающей появление сигнала на выходе лишь в том случае, если поданы все сигналы на входе.

221