§ 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.