- •Министерство образования Республики Беларусь
- •Часть 1 Для студентов специальности
- •Минск 2006
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Устройство, классификация и функциональные особенности реле
- •1.2. Функциональные параметры реле
- •1.3. Электромагнитные реле
- •1.3.1. Устройство отдельных систем реле
- •1.5. Герконовые реле
- •2. Описание методик исследования параметров реле
- •2.1. Методика измерения величины и статической нестабильности переходного сопротивления контактов реле
- •2. 2. Методика определения параметров быстродействия реле
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание практической части отчета
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Литература
- •2. Исследование релейных характеристик реле
- •3. Исследование переходного сопротивления контактов реле.
- •4. Исследования частотных характеристик реле
- •Классификация пьезоэлектрических трансформаторов.
- •Обобщенная эквивалентная схема пьезоэлектрического трансформатора
- •Режим работы пьезоэлектрического трансформатора.
- •1.3.1 Режим холостого хода.
- •1.3.2. Режим согласованных нагрузок.
- •1.3.3. Режим максимума кпд.
- •Зависимость резонансной частоты от нагрузки
- •Особенности технологии изделий из керамики
- •Применение пьезотрансформаторов
- •Описание лабораторной установки
- •4. Задание на экспериментальную часть
- •6. Контрольные вопросы
- •1. Теоретические сведения
- •Принцип действия и общие свойства катушек индуктивности
- •Конструктивные особенности катушек индуктивности
- •Расчет параметров катушек индуктивности
- •1.4. Катушки индуктивности с магнитными сердечниками
- •1.5. Экранированные катушки индуктивности
- •2. Лабораторное оборудование и образцы
- •3. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание практической части отчета
- •5. Контрольные вопросы
- •7. Литература
1. Теоретическая часть
1.1. Устройство, классификация и функциональные особенности реле
Упрощённо конструкцию реле можно представить состоящей из воспринимающей, передающей и исполнительной систем, устройство и принцип действия которых определяют функциональные особенности, области применения и классификацию реле по различным признакам.
Принцип действия реле рассмотрим на примере электромагнитного реле. Электрический сигнал управления подаётся на обмотку с электромагнитным сердечником (воспринимающую систему) и преобразуется в энергию магнитного поля, которое притягивает подвижный якорь к сердечнику магнитопровода, создавая тем самым механическую силу. Эта сила посредством системы рычагов, поводков и толкателей (передающая система) передается на контактный блок (исполнительная система) и используется для управления контактами.
По принципу действия воспринимающих систем различают следующие виды реле: электромагнитные, магнитоуправляемые (герконовые), магнитогидродинамичсекие, электростатические, электромагнитострикционные, электротепловые, электронные, оптоэлектронные, магнитные, криотронные. По принципу действия исполнительных систем реле делятся на контактные и бесконтактные. По устройству передающих систем реле обычно не классифицируются.
Независимо от устройства и принципа действия общим для всех реле является вид функциональной связи между выходным сигналом Y и входным X. Она может быть представлена следующим образом:
Ymin(max) при 0 ≤ X ≤ Xср
Y= Ymax(min) при Xср ≤X ≤ Xдоп (1)
Ymin(max) при Xотп ≥ X≥ 0 ,
где Хср и Xотп - значения сигнала управления, соответствующие скачкообразным изменениям параметра Y, т.е. срабатыванию и отпусканию реле; Хдоп - допустимое значение сигнала; Ymax(min) - максимальное (минимальное) значение выходного сигнала.
Характеристики, описываемые приведенными соотношениями, получили название релейных. Основные разновидности их, реализуемые в конкретных конструкциях реле, показаны на рис.1.1.
Слаботочные реле относятся к элементам широкого функционального назначения. Они используются для усиления и преобразования электрических сигналов, запоминания информации и программирования, распределения электрической энергии и управления работой отдельных элементов, устройств, блоков и аппаратуры в целом, функционального и энергетического сопряжения элементов и устройств РЭС, особенно работающих на различных энергетических уровнях или принципах действия, для сигнализации, контроля, зашиты и т.п. Все это определило большое разнообразие выпускаемых реле по конструктивному исполнению и функциональным особенностям.
По способу управления различают нейтральные, поляризованные и реле-переключатели (импульсные реле). По роду коммутируемого тока реле делятся на низкочастотные (постоянного тока) и высокочастотные. По функциональному назначению реле бывают коммутационные, времени и специальные.
Для управления нейтральными реле используются импульсы любой полярности. Полярность выходного сигнала зависит от электрической схемы исполнительной системы и способу ее подключения к источнику питания.
Управление поляризованными реле осуществляется импульсами строго определенной полярности. В сочетании с электрической схемой подключения исполнительной системы к источнику питания реле определяют такие полярность импульсов на выходе.
Реле-переключатели - это разновидность нейтральных или поляризованных реле. Они имеют один или два входа. После подачи на вход кратковременного импульса управления исполнительная система переключается и находится в фиксированном состоянии до поступления следующего импульса. Фиксирование осуществляется с помощью специального устройства - механической, магнитной или электромагнитной блокировки (защелки). С приходом следующего импульса исполнительная система переходит в другое фиксированное состояние и т.д.
Коммутационные возможности по роду и частоте коммутируемого тока зависят от принципа действия, электроизоляционных и ряда других свойств исполнительной системы, таких как индуктивность выводов, емкость между коммутируемыми цепями, коэффициент стоячей волны и т.п.
Рис. 1.1. Релейные характеристики реле различного исполнения:
а) - нейтральное реле; б) - реле, имеющее два устойчивых состояния; в) - однопозиционное реле с механическим самовозвратом; г) - трехпозиционное реле с нейтральным положением якоря в исходном состоянии
Низкочастотные реле (частота коммутируемого тока до 10 кГц) и реле постоянного тока обычно относятся к одной группе. Однако существуют реле, которые могут коммутировать цепи только постоянного или переменного тока.
К коммутационным отнесены быстродействующие реле, обеспечивающие большое число коммутаций - 10000 и более.
Реле времени предназначены для выдержки (задержки) времени срабатывания исполнительной системы по отношению ко времени поступления и (или) прекращения действия сигнала на входе реле. Значение и точность выдержки времени зависят от принципа действия воспринимающей и передающей систем и других факторов, учитываемых при реализации и эксплуатации реле.
В группу специальных относят реле, имеющие повышенные показатели по определенным параметрам: сопротивлению изоляции, коэффициенту возврата, коммутируемому напряжению и т.п. К ним такие относят реле, предназначенные для выполнения узкоцелевых задач, например, реагирования на заданный ток или напряжение (разового действия, индикаторные и т.д.).