§ 19.5. Реле времени
Для получения больших замедлений при включении и отключении контактов используются реле времени. В этих реле обычно используют электромагнит, который приводит в действие какое-либо механическое устройство, имеющее значительную инерционность, либо включает электродвигатель, перемещающий контакты через понижающий редуктор с большим передаточным отношением.
Рассмотрим в качестве примера несколько типов реле времени.
Маятниковое (часовое) реле времени (рис. 19.5) состоит из электромагнита с втяжным якорем 1, который при подаче входного сигнала перемещает тягу 2 и, сжимая пружину 3, стремится переместить рычаг с зубчатым сектором 4 справа налево. Но спусковое зубчатое колесо 5 со скобой 6 может поворачиваться за каждое качание маятника 7 только на один зуб, благодаря чему скорость перемещения зубчатого сектора ограничивается. После того как все зубцы сектора 4 выйдут из зацепления с храповым колесом 8, сработает микропереключатель 9.
При снятии выходного сигнала с электромагнита 1 сектор 4 быстро возвращается в исходное положение под действием веса якоря электромагнита / и усилия пружины 3. Микропереключатель выключается без задержки времени. Таким образом, обеспечивается задержка времени только при срабатывании реле, но не при отпускании.
§ 19.6. Электротермические реле
Электротермические реле предназначены для автоматического переключения электрических контактов в зависимости от температуры. Задача поддержания необходимой температуры или отключения какого-либо устройства при достижении некоторой температуры очень распространена в технике, причем не только
в промышленной, но и в бытовой. Например, в холодильнике, в электроутюге, в духовке электрической плиты установлены электротермические реле, которые также часто называют тепловыми реле. Потребность в тепловых реле исчисляется миллионами штук в год, поэтому главными требованиями к ним являются простота, дешевизна, надежность.
Наиболее широкое распространение получили биметаллические реле. Элементом, воспринимающим температуру, в таких реле является биметаллическая пластина (рис. 19.8, а). Она состоит из слоев двух металлов с разными температурными коэффициентами линейного расширения. Например, для латуни этот коэффициент почти в 20 раз больше, чем для инвара (сплав стали с никелем и кобальтом). Поэтому при увеличении температуры слой латуни удлиняется значительно больше, чем слой инвара. Эти слои соединены жестко (сваркой или пайкой), и вся биметаллическая пластина при нагреве изгибается в сторону инвара. Поскольку один конец биметаллической пластины закреплен, второй конец перемещается, размыкая одну пару контактов и замыкая другую. С помощью тепловых реле осуществляется и токовая защита различных электроустановок. В электротермических реле для токовой защиты используется тепловое действие электрического тока. Нагрев биметаллической пластины производится с помощью нагревательной спирали, по которой проходит ток. На рис. 19.8, б показана схема реле защиты электродвигателя от перегрева. Через нагревательную спираль 1 проходит ток одной из фаз цепи питания электродвигателя. Если нагрузка электродвигателя возрастает сверх допустимых пределов, ток в спирали / увеличивается, температура растет и биметаллическая пластина 2 изгибается влево, освобождая защелку спускового механизма 3. Это приводит к размыканию контактов 4 реле, которые находятся в цени питания аппаратуры включения электродвигателя. После остановки электродвигателя возврат контактов 4 реле и спускового механизма 3 в исходное положение выполняется вручную нажатием НА кнопку 5 после остывания биметаллической пластины. Но для повторного запуска электродвигатели этого недостаточно, необходима подача специального сигнала на аппаратуру включения электродвигателя. Биметаллические реле обладают большой инерционностью и не реагируют на большие, но кратковременные увеличения тока. Поэтому пусковые токи электродвигателя не приводят к срабатыванию теплового реле.
В некоторых реле используется не косвенный нагрев биметаллической пластины с помощью спирали, а прямой — пропусканием тока непосредственно через пластину. Основным недостатком биметаллических реле является низкая точность. Но благодаря простоте и низкой стоимости они получили преимущественное распространение. Из числа других электротермических реле следует упомянуть электроконтактные термометры, в которых контакты замыкаются столбиком ртути, по уровню которой можно одновременно определить значение истинной температуры. Точность электроконтактных термометров выше, чем у биметаллических. Известны также электротермические реле с расширяющимся газом. В таких реле газ при нагреве вытесняет ртуть, находящуюся на дне баллона, и тем самым разрывает контакт.