1.6.6. Механический узел контактной системы реле с размыкающимися контактами

Кинематическая схема механического узла контактной системы электромеханического реле с одной парой размыкающихся контактов представлена на рис. 1.58.

Рис. 1.58. Кинематическая схема реле с размыкающимися контактами.

На схеме приняты следующие обозначения: Пр1– возвратная пружина якоря с предварительным поджатием для отвода якоря при выключенном электромагните;Пр2– пружина, моделирующая упругие свойства контакта1, начальное поджатие соответствует заданному нажатию замкнутых контактов;Пр3– пружина, моделирующая упругие свойства контакта2 (встречное включение), начальное поджатие соответствует заданному нажатию замкнутых контактов, одинаковое по силе сПр2, начальное положение контактов вертикальное;l₁-l₆ – плечи соответствующих элементов.

Приведенный к одной оси вращения граф контактной системы изображен на рис. 1.59.

Рис. 1.59. Приведенный к одной оси вращения граф контактной системы с размыкающимися контактами.

В соответствии с графом составлена эквивалентная схема механического узла в Simscape Mechanicalна рис. 1.60.

Рис. 1.60. Модель контактной системы реле с размыкающимися контактами.

В качестве примеры приведем результаты расчетов статических и динамических характеристик контактной системы со следующими исходными данными:

• начальное положение якоря – в упоре при выключенном электромагните (раскрыт);

• l₁=0.03 м;l₂=0.05 м;l₃=0.025 м;l₄=0.04 м;l₅=0.05 м;l₆=0.06 м;l₇=0.04 м;

• сила поджатия контактов 10 Н;

• жесткости пружин Пр1– 300 Нм;Пр2– 3000 Нм;Пр3– 3000 Нм;

• начальное поджатие Пр2иПр3рассчитывается из равенства на контактах;

• начальная деформация Пр2м;

• начальная деформация Пр3м.

Расчет статической механической характеристики контактной системы рис. 1.61 производится при исключении из схемы инерционных элементов и медленно линейно нарастающем моменте, действующем на якорь.

Рис. 1.61. Статическая механическая характеристика контактной системы реле с размыкающимися контактами и жесткой связью якоря с первым контактом.

Поворот якоря начинается после увеличения прикладываемого момента больше, чем момент предварительно поджатой возвратной пружины якоря. Затем момент увеличивается пропорционально углу поворота якоря с наклоном характеристики, определенным суммарной жесткостью возвратной пружины и контактов. Пружина второго контакта и возвратная пружина создают момент якоря в одном направлении, а второй контакт – в противоположном. После размыкания контактов угол наклона характеристики уменьшается, так как первый контакт перестает влиять на упругие свойства системы. Движение продолжается до достижения упора якоря и далее момент растет при неизменном положении якоря.

Анализ динамики работы контактной системы реле с нормально замкнутыми контактами выполняется при воздействии на якорь прямоугольного импульса момента. На рис. 1.62 приведены осциллограммы импульса момента, углов поворота якоря и контактов, а также расстояния между контактами.

Рис. 1.62. Осциллограммы: импульса момента, угла поворота якоря и первой контактной пластины, угла поворота второй контактной пластины, расстояния между контактами.