Реле электромагнитное. Нейтральное электромагнитное реле. Какие бывают реле.

Комментариев: 0

Какие бывают реле. Про реле в подробностях.

Так как я немного разбираюсь в электромагнитном реле и знаю некоторые подробности про реле, я решил в разделе информация написать статью, "Реле электромагнитное", а так же про нейтральное электромагнитное реле, надеюсь те кто чинит поезда, электрички, вагоны метро, эта статья разнообразит их кругозор или напомнит, то что можно было забыть. В статье, я вас ознакомлю с некоторыми видами реле которые бывают, например таких как: реле индукционные, индукционные двухэлементные секторные реле типа ДСШ, электропневматическое реле, электропневматическое реле, поляризованное электромагнитное реле, комбинированное электромагнитное реле. Как всегда на последок видео, о электромагнитных реле, так сказать немного истории.

Что такое реле.

Что такое реле-Реле называется элемент автоматики и телемеханики у которого при плавном изменении входной величины X выходная величина Y изменяется скачкообразно.

Особенности реле. какие бывают.

Под это определение подпадает очень широкий класс различных приборов, у которых могут быть самые разнообразные входные и выходные величины. Например: входная величина звуковое давление, выходная – световое излучение; входная температура, выходная давление сжатого воздуха; входная – механическое перемещение, выходная – электрический ток и т.д. Самыми распространенными, естественно, являются реле электрические, то есть реле у которых и входная и выходная величина являются величинами электрическими (сила электрического тока, напряжение электрического тока, проводимость, сопротивление и т.д.). Кроме того, в системах ЖАТ нашли применение термоэлектрические реле (термоконтакты), у которых в качестве входной величины выступает температура, а в качестве выходной проводимость между контактами. В локомотивных устройствах безопасности используется электропневматическое реле электропневматический клапан, у которого входной величиной является ток, протекающий по его обмотке, а выходной давление сжатого воздуха в тормозной магистрали поезда.

Про конструкции и принципу действия электрические реле, применяемые в устройствах ЖАТ, подразделяются на реле индукционные и электромагнитные, электромагнитные реле в свою очередь подразделяются на реле нейтральные, поляризованные и комбинированные. Индукционные двухэлементные секторные реле типа ДСШ широко применяются в фазочувствительных станционных (а в метрополитене и перегонных) рельсовых цепях в качестве путевого реле. Принцип действия этих реле основан на взаимодействии вихревых токов индуцируемых в алюминиевом секторе магнитным потоком одной катушки (элемента) с магнитным потоком второй катушки (элемента). Он аналогичен принципу действия электрического счетчика, с той лишь разницей, что диск счетчика может вращаться в горизонтальной плоскости, сектор же реле ДСШ поворачивается в вертикальной плоскости на угол ограниченный упорными роликами и составляющий примерно 40 º.

Нейтральное электромагнитное реле.

Простейшим по конструкции среди электромагнитных реле является, нейтральное реле электромагнитное. Любое электромагнитное реле состоит из двух основных частей: магнитной и контактной системы. Магнитная система в свою очередь состоит из следующих деталей: сердечник, обмотка, ярмо, подвижный якорь. С помощью контактной тяги магнитная система соединяется с контактной системой. В контактную систему реле входит несколько (как правило от 1 до 8) групп контактов, состоящих из двух неподвижных контактов: фронтового (Ф) и тылового (Т) и подвижного общего контакта (О).

Принцип действия нейтрального электромагнитного реле. В исходном состоянии (пока ток в обмотке отсутствует) горизонтальное плечо якоря опускается под действием собственного веса – Q на ярмо, а вертикальное плечо якоря отходит от сердечника. При этом контактная тяга воздействует на общий контакт, изгибает его вниз и замыкает с тыловым контактом. Через общий и тыловой контакты реле замыкается цепь горения красной лампы на приведенной в качестве примера внешней схеме схеме “светофора”. При протекании по обмотке реле тока прямой полярности (плюс на левом выводе обмотки, минус на правом) вокруг проводников с током возникает магнитное поле, большая часть которого (основной магнитный поток Φо) замыкается через стальные детали магнитной системы т.к. магнитная проницаемость стали во много раз выше магнитной проницаемости воздуха. Незначительная часть магнитного поля создаваемого обмоткой реле замыкается через воздух (магнитный поток рассеяния Фр ). Силовые линии основного магнитного потока выходят из якоря, и образуют северный полюс электромагнита (N), и входят в полюсной наконечник сердечника южный полюс электромагнита (S). Два разноименных полюса электромагнита естественно притягиваются друг к другу. Якорь поворачивается относительно своей оси (вертикальное плечо прижимается к сердечнику, горизонтальное поднимается над ярмом). Контактная тяга воздействует на общий контакт, изгибает его вверх, размыкает с тыловым контактом и замыкает с фронтовым. Во внешней схеме ток перестает протекать через красную лампу и начинает протекать по цепи: плюсовой полюс батареи (П) замкнутые общий и фронтовой контакты зеленая лампа минусовой полюс батареи (М). “Светофор” открывается. Если ток от обмотки реле отключить то магнитное поле исчезает, якорь опускается в исходное состояние, контактная тяга изгибает общий контакт вниз, размыкает его с фронтовым контактом и замыкает с тыловым. Реле возвращается в исходное выключенное состояние. При подаче на обмотку реле тока обратной полярности (минус на левом выводе обмотки, плюс – на правом) изменится на противоположное направление силовых линий основного магнитного потока, поменяются местами северный и южный полюса электромагнита, но все равно на якоре и сердечнике образуются два разноименных полюса, которые притягиваются друг к другу. Якорь притягивается к сердечнику, общий и фронтовой контакты замыкаются.

Электрические параметры электромагнитных реле.

Таким образом, работа нейтрального реле не зависит от полярности тока, протекающего по его обмотке, но она зависит от силы этого тока. Входом реле является его обмотка, соответственно в качестве входной величины взята сила тока протекающего по этой обмотке (Iобм). Выходом реле являются его контакты и в качестве выходной величины взята проводимость между общим и фронтовым контактами (Gо-ф). В исходном состоянии, когда ток по обмотке не протекает, якорь отпущен от сердечника, общий и фронтовой контакты разомкнуты, следовательно, проводимость между ними практически равна нулю (определяется сопротивлением воздуха, которое достаточно велико).

Если силу тока обмотки постепенно увеличивать (например, с помощью реостата), то якорь будет оставаться отпущенным до того времени, пока она не достигнет минимальной величины, называемой током срабатывания (Iср). Только при этом токе усилие создаваемое электромагнитом превысит силу тяжести якоря и силу упругости контактов. Якорь притянется к сердечнику, общий и фронтовой контакты замкнутся, проводимость между ними скачкообразно увеличится сразу до своего максимального значения – Gmax, определяемого переходным сопротивлением контактов. При дальнейшем увеличении силы тока протекающего по обмотке проводимость меняться не будет, т.к. якорь уже прижат к сердечнику, а контакты замкнуты.

Ток обмотки, превышающий Iср, расходуется исключительно на нагрев обмотки реле и никакой полезной работы не совершает. Поэтому в реальных схемах сила тока обмотки ограничивается величиной тока рабочего Iр, при котором якорь надежно притягивается к сердечнику, но не происходит перегрева обмотки.

Если силу тока обмотки постепенно уменьшать от величины Iр до нуля, то состояние реле не изменится, пока она не уменьшится до максимальной величины, при которой якорь отходит от сердечника и называемой током отпускания Iотп. При этом общий и фронтовой контакты размыкаются, проводимость между ними падает практически до нуля, и при дальнейшем уменьшении тока обмотки меняться уже не будет.

Iср, Iр и Iотп связаны между собой двумя коэффициентами:

Iотп

коэффициент возврата: Кв = ── < 1,

Iср

Iр

и коэффициент надежности: Кн = ── > 1 .

Iср

Поляризованное электромагнитное реле.

Точно также, как и реле нейтральное, поляризованное реле состоит из магнитной и контактной системы. Магнитная система состоит из двух сердечников, намотанных на них обмоток, ярма, якоря, контактной тяги и постоянного магнита. Контактная система также включает в себя несколько групп контактов (до 4-х) состоящих из подвижного общего контакта (О) и неподвижных нормального (Н) и переведенного (П).

Принцип действия поляризованного реле. В исходном состоянии, когда тока в обмотках нет, в магнитной системе поляризованного реле уже присутствует магнитный поток постоянного магнита (Фм), силовые линии которого замыкаются по двум контурам: постоянный магнит ярмо левый сердечник якорь постоянный магнит и постоянный магнит ярмо правый сердечник якорь постоянный магнит. При этом между левым сердечником и якорем воздушный промежуток практически отсутствует, между же правым сердечником и якорем имеется значительный воздушный промежуток. Т.к. магнитное сопротивление воздуха велико магнитный поток постоянного магнита в правом контуре будет в несколько раз меньше чем в левом. Соответственно якорь будет удерживаться притянутым к левому сердечнику под действием большего магнитного потока в левом контуре.

При подаче на обмотки поляризованного реле тока прямой полярности (плюс на левый вывод обмотки, минус на правый), в магнитной системе реле возникает магнитное поле электромагнита (Фэ), силовые линии которого замыкаются через левый сердечник, ярмо, правый сердечник и якорь минуя постоянный магнит. Как видно из рисунка, векторы магнитных потоков Фм и Фэ в правом сердечнике сонаправлены и, следовательно, результирующий магнитный поток Фп = Фм + Фэ , в левом сердечнике эти векторы противонаправлены и результирующий магнитный поток Фл = Фм – Фэ. Под действием большего магнитного потока Фп якорь притягивается к правому сердечнику, поворачивается относительно своей оси, и занимает нормальное положение. Контактная тяга изгибает общий контакт вверх и замыкает его с нормальным контактом. После отключения тока от обмотки якорь останется в нормальном положении, и будет удерживаться в нем магнитным полем постоянного магнита.

При подаче на обмотку тока обратной полярности (минус – на левый вывод обмотки, плюс на правый), изменится на противоположное направление силовых линий магнитного поля электромагнита и теперь уже в левом сердечнике магнитные потоки будут суммироваться, а в правом вычитаться. Под действием большего магнитного потока Фл якорь притягивается к левому сердечнику и занимает переведенное положение. Контактная тяга изгибает общий контакт вниз и замыкает его с переведенным контактом. После отключения тока от обмотки якорь останется в переведенном положении, и будет удерживаться в нем магнитным полем постоянного магнита.

Таким образом, поляризованное реле запоминает полярность тока, протекавшего по его обмоткам, и следовательно может использоваться в качестве элемента памяти.

Комбинированное электромагнитное реле.

В отличие от остальных типов реле, реле комбинированное имеет в своем составе два якоря: поляризованный и нейтральный. Поляризованный якорь комбинированного реле связан контактной тягой с контактной группой состоящей из общего, нормального и переведенного контактов, и работает точно также как и якорь поляризованного реле. Нейтральный якорь комбинированного реле притягивается к сердечнику при протекании по обмоткам тока любой полярности и отпускается при отсутствии тока. С нейтральным якорем связана контактная группа, состоящая из общего, фронтового и тылового контактов.

Временные параметры электромагнитных реле.

Поскольку изменение магнитных потоков в магнитных системах реле не может происходить мгновенно, а также из-за того, что массивный якорь реле обладает значительным моментом инерции, срабатывание и выключение реле происходит в течение определенного времени. Временной интервал от момента подачи тока на обмотку реле до начала движения якоря и размыкания тыловых контактов называется временем трогания при срабатывании tтрср. В течение этого времени происходит нарастание магнитного потока в магнитной системе реле и страгивание якоря с места. При движении якоря происходит перелет общего контакта от тылового к фронтовому, поэтому временной интервал от момента размыкания тыловых контактов до момента замыкания фронтовых называется временем перелета при срабатывании tперср. В сумме время трогания и время перелета составляют полное время срабатывания реле tср = tтрср + tперср. После отключения тока от обмотки магнитный поток постепенно спадает, но до тех пор пока усилие создаваемое электромагнитом не станет меньше веса якоря, якорь будет удерживаться притянутым к сердечнику. Временной интервал от момента отключения тока от обмотки до момента начала движения якоря и размыкания фронтовых контактов называется временем трогания при отпускании tтротп. Далее общий контакт перелетает от фронтового к тыловому. Сумма времени трогания и времени перелета образует время отпускания tотп = tтротп + tперотп.

В зависимости от величины временных параметров, реле ЖАТ подразделяются на реле быстродействующие (импульсные) (tср ≤ 0,03 с), нормальнодействующие (tср ≤ 0,3 с), медленнодействующие (tср ≤ 1,5 с) и реле выдержки времени (tср ≥ 1,5 с). Нормально.

В качестве деталей, замедляющих работу реле, чаще всего используются медные шайбы или медные гильзы, одеваемые на сердечник реле. Медная шайба (гильза) представляет из себя короткозамкнутый виток, в котором при включении или выключении реле наводятся вихревые токи, противодействующие изменению основного магнитного потока Φо.

В качестве быстродействующих импульсных реле обычно используются поляризованные реле (быстродействие которых выше чем у реле нейтральных) имеющие якорь, совмещенный с общим контактом единственной контактной группы, и выполненный в виде одной детали минимального веса.

Реле ЖАТ подразделяются по надежности на три класса: I, II и III.

В схемах обеспечивающих безопасность движения поездов должны применяться только реле I класса надежности. Из этого правила существует множество исключений, когда в схемах обеспечивающих безопасность движения поездов используются реле низших классов надежности, бесконтактные элементы, микропроцессорная техника и пр. Тем не менее большинство этих схем строится таким образом, что на выходе небезопасной схемы устанавливается одно или несколько реле I класса надежности которое срабатывает только при условии исправности и правильной работы всей предыдущей схемы. Например дешифраторная ячейка (ДЯ) числовой кодовой автоблокировки построена на реле III класса надежности, но на ее выходе установлены два сигнальных реле Ж и З I класса, которые контролируют правильную импульсную работу реле входящих в состав ДЯ. Исправность же и правильность работы самих реле I класса надежности, как правило, ничем не контролируется. Непосредственно контактами этих реле включаются лампы светофоров, двигатели стрелочных электроприводов и т.д. Поэтому к реле I класса надежности предъявляется ряд специфических требований:

- Возврат якоря в исходное положение должен происходить исключительно под действием его собственного веса. Применение каких либо возвратных пружин, либо использование упругости контактов недопустимо.

- Для исключения магнитного залипания сердечника и прижатого к нему якоря между ними должен оставаться зазор толщиной не менее 0,2 мм. Для обеспечения этого требования на внутренней стороне якоря устанавливается штифт из немагнитного материала (латуни).

- Сваривание контактов исключается путем изготовления фронтового контакта из материала неподдающегося плавлению (графит).

- Контакт должен происходить по линии или по плоскости. Не допускается применение точечных контактов.

- Все реле I класса надежности закрываются пылевлагозащитными пластиковыми или металлическими кожухами с уплотнительными прокладками, предотвращающими попадание посторонних предметов внутрь реле.

Кроме того, у реле I класса надежности нормируются, периодически проверяются и при необходимости регулируются механические, электрические и временные характеристики, перечисленные выше, а также расстояние между разомкнутыми контактами, люфт якоря, контактное давление, одновременность размыкания и замыкания одноименных контактов во всех контактных группах, переходное сопротивление контактов и пр. К реле I класса относятся реле типов НМШ, ПМШ, КМШ, НР, КР, НШ, КШ, РЭЛ, ПЛ, ДСШ, ДСР и др.

Реле у которых выполняется лишь часть из перечисленных выше требований относятся ко II классу (ИВГ, ИМШ, ИМВШ, АШ, А2 и др.).

Остальные реле ЖАТ принадлежат к III классу надежности (КДР, КДРШ, РЭМ, РКН, РЭС, и др.). Вот и пришло время для просмотра видео о электромагнитном реле.