Б) Схемы включения реле

Время срабатывания реле с электромагнитным замедлением очень мало, так как постоянная времени мала из-за большого начального ра­бочего зазора, и трогание реле происходит при малом зна­чении МДС обмотки. МДС трогания значительно меньше установившегося значения. Это время составляет 0,05— 0,2 с при наличии короткозамкнутого витка и 0,02—0,05 с при его отсутствии. Таким образом, возможности электромагнитного замедления при срабатывании весьма ограни­чены. Поэтому используются специальные схемы включения электромагнитных реле (рис.14.12).

Если необходима большая выдержка времени при замыкании контактов, то целесообразна схема с промежуточным реле К (рис. 6, а). Обмотка реле времени КТ все время подключена к напряжению через размыкающий контакт реле К. При подаче напряжения на обмотку К последнее размыкает свой контакт и обесточивает реле КТ. Якорь КТ отпадает, и его размыкающие контакты срабатывают с необходимой выдержкой времени, обусловленной временем срабатыва­ния реле К и временем отпускания реле КТ.

В схеме рис. 6, б роль короткозамкнутого витка играет сама намагничивающая обмотка, которая питается через резистор . Напряжение, приложенное к обмотке, должно быть достаточным для насыщения магнитной цепи при притяну­том якоре. При замыкании управляющего контакта S об­мотка реле закорачивается и обеспечивается медленный спад потока в магнитной цепи. Отсутствие специальной короткозамкнутой обмотки позволяет все окно магнитопровода занять намагничивающей обмоткой и создать боль­шой запас по МДС. При этом выдержка времени неизмен­на при снижении питающего напряжения на обмотке до . Такая схема широко применяется в электроприво­де. Обмотка реле включается параллельно ступени пуско­вого реостата в цепи якоря. При закорачивании этой сту­пени обмотка реле замыкается, а его контакты с выдерж­кой времени включают контактор, шунтирующий следующую ступень пускового реостата.

Применение полупроводникового вентиля также позво­ляет использовать реле без короткозамкнутого витка (рис. 6,в). При включении обмотки ток через вентиль прак­тически равен нулю. При отключении управляющего кон­такта S поток в магнитной цепи спадает и в обмотке на­водится ЭДС с полярностью, указанной на рис. 6, в. При этом через вентиль протекает ток, определяемый этой ЭДС, активным сопротивлением обмотки и вентиля и ин­дуктивностью обмотки.

Для того чтобы прямое сопротивление вентиля не при­водило к уменьшению выдержки времени (растет актив­ное сопротивление короткозамкнутой цепи), оно должно быть на один-два порядка ниже сопротивления обмотки.

При любых схемах обмотки реле питаются от источни­ка либо постоянного, либо переменного тока с мостовой схемой выпрямления.

Рис. 14.12. Схемы включения реле с выдержкой време­ни

в) Регулирование выдержки времени.

Время срабатывания реле можно плавно регулировать с помощью воз­вратной пружины 9 (рис. 14.12). 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.

При разомкнутой магнитной цепи постоянная времени обмотки мала и максимальная выдержка времени также незначительна (около 0,2 с). Выдержка времени значи­тельно увеличивается, если поток трогания близок к уста­новившемуся значению. Однако в этом случае реле рабо­тает на пологой части кривой что вызывает большие разбросы времени срабатывания.

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

Плавное регулирование выдержки времени производит­ся изменением усилия пружины 11 (рис.14.12). Эта пружи­на верхним концом упирается в шайбу 14, которая удер­живается шпилькой 15, ввернутой в якорь реле. Нижний конец пружины посредством специальной пластины 16 пе­редает силу через два латунных штифта 12, которые могут свободно перемещаться в отверстиях якоря. Оси латунных штифтов 12 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 При этом время отпускания уменьшается (рис. 7). Чем меньше сила пружины, тем больше выдержка времени. Следует отме­тить, что при близком к , якорь реле вообще мо­жет не отпадать от сердечника.

Возвратная пружина 9 регулируется так, чтобы обес­печить необходимое нажатие размыкающих контактов ре­ле и четкий возврат якоря.

Грубое регулирование выдержки времени осуществля­ется изменением толщины немагнитной прокладки . По­скольку при притянутом якоре магнитная цепь насыщена, толщина немагнитной прокладки мало сказывается на установившемся потоке. С уменьшением толщины немагнит­ной прокладки растет индуктивность катушки при ненасыщенном магнитопроводе и уменьшается скорость спадания магнитного потока. В результате при неизменном усилии пружины 11 (рис.14.12) выдержка времени увели­чивается. Толщину немагнитной прокладки не рекомендуется брать менее 0,1 мм. В противном случае при повторно-кратковременном режиме работы якорь раскле­пывает немагнитную прокладку и толщина ее уменьшает­ся, что ведет к изменению выдержки времени. При толщине прокладки мм этим явлением можно пренебречь.

Следует отметить, что электромеханические реле вре­мени достаточно просты по конструкции и обладают боль­шой ударо-, вибро- и износостойкостью. Допустимое чис­ло включений достигает 600 в час. Они могут использо­ваться в схемах автоматики и электропривода как реле тока, напряжения и промежуточные. Коэффициент возвра­та их низок и составляет 0,1—0,3. Короткозамкнутые вит­ки создают электромагнитное замедление как при притя­жении, так и при отпускании якоря. Поэтому токовые реле с короткозамкнутым витком не реагируют на кратковре­менные перегрузки. При кратковременных перегрузках МДС обмотки пропорциональна этим перегрузкам.

Поток в магнитопроводе нарастает с постоянной време­ни ,определяемой параметрами короткозамкнутого вит­ка . Если перегрузка кратковременна и ее длитель­ность , то поток к моменту не достигнет значе­ния потока срабатывания и якорь останется неподвижным. Если , то реле сработает. Таким образом, предотвращается отключение нагрузки (двигателя) при боль­ших, но кратковременных токовых перегрузках, не опасных для двигателя.

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

Рис.14.13. Регулирование времени отпускания с помощью пружины и регулирование времени отпускания изменением немагнит­ного зазора

Современные реле имеют один или два унифицированных контактных узла. Каждый узел имеет один замыкающий и один размыкаю­щий контакты с общей точкой. Постоянный ток включения контактов составляет 10 А при напряжении 110 В и 5 А при 220 В. Ток отключения для индуктивной нагрузки (ка­тушки реле, контакторов) составляет 0,2, для активной 0,5 А.

Реле с электромагнитным замедлением выполняют только на постоянном токе путем замедления вре­мени нарастания магнитного потока при срабатывании реле и времени спадания тока при отпускании.