Герконы

 

1)   Преимущества геркона по сравнению с обычным контактом.

2)   С какой целью в реле ИВГ применен геркон (рис. 4.33)?

3)   Недостаток реле ИВГ.

4)   Принадлежность герконовых реле к I классу надежности.

4.12. Реле пл3

 

Поляризованные электромагнитные реле ПЛ3 имеют поляри­зующую и рабочую обмотки. Поляризующая обмотка непосредст­венно подключена к источнику питания постоянного тока и вы­полняет роль постоянного магнита; рабочая обмотка для воз­буждения реле подключается к источнику питания определенной полярности (рис. 4.35, а). За счет замкнутой системы проис­ходит взаимодействие двух магнитных потоков. Если направле­ние тока в обеих обмотках и создаваемые им магнитные потоки совпадают по направлению, они замыкаются внутри сердечника, якорь реле не притягивается. При противоположном включении тока в рабочей обмотке и достаточном его значении магнитные силовые линии «выталкиваются» и замыкаются через воздушный зазор и якорь 2 (рис. 4.35, б), последний притягивается, за­мыкая фронтовые контакты 1. Таким образом, при сохранении принципов работы нейтральных реле I класса надежности (от­пускание якоря за счет собственного веса) это реле приоб­ретает свойства полярночувствительного.

Рис. 4.35. Реле типа ПЛ3

В зависимости от по­лярности тока в поляризующей обмотке, постоянно подключен­ной к источнику питания, реле ПЛ3 реагирует на ток опреде­ленной (одной) полярности в рабочей обмотке. Это реле может применяться вместо поляризованного или комбинированного ре­ле в ответственных схемах, отвечающих требованиям I класса надежности. Комбинированные реле в части надежности ра­боты поляризованного якоря этим требованиям не отвечают. Вместо одного комбинированного реле устанавливают два реле ПЛ3, одно из которых возбуждается от тока прямой полярности, а другое — от тока обратной полярности в цепи управления.

Медленнодействующие на отпускание якоря реле имеют в обо­значении букву М. Например, ПЛ3М-600/1300 обозначает поляри­зованное реле с замедлением на отпускание якоря; сопротивле­ние рабочей обмотки равно 600 Ом, поляризирующей —1300 Ом.

Конструктивно реле размещены в унифицированном корпусе размером 55х87х105 мм, масса реле не более 1,1 кг. Реле имеет плату избирательности, исключающую возможность непра­вильного подключения.

 

Вопросы для самоконтроля по пункту:

 

Реле плз

 

1)   Назначение реле ПЛ3.

2)   Конструкция реле ПЛ3 (рис. 4.35).

3)   Преимущество реле ПЛ3 по сравнению с обычными нейтральными реле.

Глава 4. Реле

4.13. Реле переменного тока дсш

Двухэлементные штепсельные реле переменного тока ДСШ и нештепсельные ДСР широко применяют как путевые реле в рельсовых цепях переменного тока 50 и 25 Гц. Реле ДСШ и ДСР - I класса надежности являются индукционными, работающими только от переменного тока.

Электромагнитная система реле ДСШ (рис. 4.36, а) имеет два элемента — местный и путевой:

• Местный элемент состоит из сердечника 1 и катушки 2.

• На сердечнике путевого элемента 3 помещена катушка 4.

Между полюсами сердечников расположен алюминиевый сектор 5.

Ток, проходящий по местной обмотке, об­разует совпадающий с ним по фазе магнитный поток Фм, который индуцирует в секторе токи i_m, отстающие по фазе от потока Фм на угол 90° (рис. 4.36, б).

Ток путевого элемента создает магнитный поток Фп, индуцирующий в секторе токи i_п.

Рис. 4.36. Принципиальная схема реле ДСШ

 Принцип действия: переменный магнитный поток Фп путевого элемента взаимодействует с индуцированным токов i_м (током, индуцируемым в подвижном секторе переменным магнитным потоком местного элемента),

переменный магнитный поток Фм путевого элемента взаимодействует с индуцированным токов i_п (током, индуцируемым в подвижном секторе переменным магнитным потоком путевого элемента) .

Взаимодействие тока i_м в секторе с магнитным потоком Фп создает вращающий момент M1, а тока i_п с магнитным потоком Фм — вращающий момент М2.: в соответствии с законом электромагнитной индукции на проводник с током (сектор), помещенный в магнит­ное поле, действует сила, приводящая его в движение.

Под действием суммарного вращаю­щего момента М=М2+М1 сектор реле поворачивается перемещается вверх и переключает контакты (замыкает фронтовые контакты).

Сила, действующая на сектор, пропорциональна произведению токов местного и путевого элементов и зависит от угла сдвига фаз между ними.

,

где φ — угол сдвига фаз Iп и Iм.

При выключении тока в путевой или местной обмотке сектор возвращается в исходное положение (вниз) под дей­ствием собственного веса. Поворот сектора ограничивается сверху и снизу роликами, которые для смягчения ударов могут перемещаться в направляющих их держателях.

Положительный вращающий момент и движение сектора вверх возможны только при определенном соотношении фаз между то­ками (напряжениями) путевого и местного элементов.

Наибольший вращающий момент реализуется при угле сдвига фаз между токами путевого и местного элементов, равном 90°. Таким образом, токи и совпадающие с ними потоки путевого и местного элементов должны быть сдвинуты на угол 90°. Если бы катушки и сердечники путевого и мест­ного элементов были одинаковы, то и опе­режающие ток напряжения Un и Uм также были бы сдвинуты между собой на угол 90°. Однако из-за некоторого отличия характеристик катушек и сердечников пу­тевого и местного элементов напряжения Uм и Un сдвинуты по фазе не на 90°, а на 97°.

Практически для индукционных реле ДСШ и ДСР обычно задается такой угол сдвига фаз между напряжением местного элемента и током путевого элемента, при котором реализуется максимальный вращаю­щий момент.

Для реле ДСШ и ДСР при частотах сигнального тока 50 и 25 Гц для реализации максимального вращающего момента необходимо, чтобы напряжение местной обмотки опережало ток путевой обмотки на угол (162 ± 5)°. Этот угол называется идеальным углом сдвига фаз. Напомним, что угол сдвига фаз между токами и магнитными по­токами путевого и местного элементов составляет при этом 90°.

Для нормальной работы реле ДСШ и ДСР необходимо питание путевой и местной обмоток осуществлять от одной и той же фазы. Сдвиг фазы напряжения на путевой обмотке на 90—97° по отношению к напряжению на местной обмотке достигается в рельсо­вых цепях 50 Гц схемой питающего или релейного конца (включе­нием фазосдвигающего конденсатора), а в рельсовых цепях 25 Гц— путем начального жесткого смещения фаз напряжения на 90° преоб­разователей, питающих путевые и местные обмотки фазочувствительных рельсовых цепей с реле ДСШ и ДСР.

К местным обмоткам реле (кроме реле ДСШ-2) при частоте 50 Гц подводится напряжение 220 В, а при частоте 25 Гц—110 В. К местной обмотке реле ДСШ-2 подводится напряжение 110 В перемен­ного тока частотой 50 Гц.

Фазочувствительные индукционные реле ДСШ и ДСР могут работать и при более высоких частотах сигнального тока. С увели­чением частоты сигнального тока индуктивное сопротивление Z обмо­ток возрастает пропорционально частоте. Для сохранения мощности срабатывания S_cp=U²/Z необходимо при увеличении частоты повышать напряжения на обмотках реле.

На графике зависимости напряжения путевой обмотки реле ДСШ-12 от частоты сигнального тока и неизменном напряжении (220 В) на местной обмотке (рис. 4.38) изменение частоты тока от 0 до 275 Гц вызывает возрастание напряжения на путевой обмотке примерно пропорционально частоте. При дальнейшем увеличении частоты нап­ряжение на путевой обмотке, необходимое для срабатывания реле, изменяется более резко. Это связано с более резким возрастанием потерь в сердечниках путевого и местного элементов. Учитывая, что напряжение на путевом элементе в нормальных условиях эксплу­атации по условиям техники безопасности и допустимым напряжени­ям на приборах не должно превышать 250 В, можно считать, что реле ДСШ-12 может работать при частотах сигнального тока до 375 Гц.

Рис. 4.38 График напряжения на путевой обмотке реле ДСШ-12

 

Контактная система ДСШ-2— 4 фт, 2 ф, 2 т (четыре тройника, два фронтовых и два тыловых контакта) (рис. 4.39).

С целью повыше­ния чувствительности (снижения мощности срабатывания) у реле ДСШ-12, ДСШ-13 и ДСШ-13А уменьшено число контактных групп. Эти реле имеют только два фронтовых 2 ф и два тыловых 2 т контакта. Фронтовые и тыловые контакты выполнены из графита с серебряным наполнением, общие (подвижные) — из серебра. Каждый контакт рассчитан на 100000 переключений электрических цепей переменно­го тока 1 А при напряжении 110 В с индуктивной нагрузкой. Масса реле без штепсельной розетки—6,14 кг (реле ДСШ-2) и 6,05 кг (реле ДСШ-12 и ДСШ-13).

Рис. 4.39. Контактная система реле ДСШ

 

Двухэлементное секторное реле ДСР-12 с контактно-болтовым соединением является устаревшим, однако его применяют в условиях эксплуатации. При модернизации устройств это реле заменяют реле ДСШ.

Реле ДСР-12 имеет четыре полных тройника (4 фт) (рис. 4.40). Местный элемент имеет две катушки, обмотки которых при напряже­нии 220 В, 50 Гц включают последовательно, а при напряжении 110 В—параллельно.

При частоте тока 25 Гц обмотки включают последовательно и на них подается напряжение 110 В; масса реле ДСР-12— 15 кг.

Рис. 4.40. Схема соединения обмоток и нумерация контактов реле типа ДСР-12

 

Значения напряжения и тока отпускания сектора у всех типов реле ДСШ и ДСР должны быть не менее 50% фактически изме­ренных значений полного подъема, т. е. kв 0,5.

Основным достоинством реле ДСШ и ДСР является надежная фазовая селективность (избирательность), поэтому эти реле, а также рельсовые цепи, в которых они использованы, называют фазочувствительными. Это свойство позволяет надежно исключить ложное срабатывание фазочувствительного путевого реле от источника тока смежной рельсовой цепи при замыкании изолирующих стыков.

Для этого в смежных рельсовых цепях переменного тока делают чередо­вание фаз (мгновенных полярностей) тока, а путевые обмотки реле включают так, что положительный вращающий момент и подъем сектора вверх происходят от тока своей рельсовой цепи. При замы­кании изолирующих стыков и попадании в путевой элемент тока смежной цепи сектор будет стремиться повернуться вниз.

В процессе эксплуатации не допускается менять местами провода, подходящие к обмотке местного элемента, так как в этом случае путевое реле от тока собственной цепи работать не будет, а при замыкании изолирующих стыков может ложно возбудиться от тока смежной, рельсовой цепи, чем создается угроза безопасности движения поездов.

Поэтому при всех переключениях при замене реле ДСР (при замене реле ДСШ провода не отсоединяют) следует обязательно после окончания работы проверить правильность чередо­вания фаз в смежных рельсовых цепях.

Достоинством фазочувствительных реле является также их на­дежная защита от влияния помех тягового тока, отличающихся по частоте от тока сигнальной частоты всего на несколько герц. Реле срабатывает от тока такой частоты, что и частота тока в обмотке местного элемента при определенных фазовых соотношениях между ними.

При питании местной обмотки током частотой _м, а путевой— _п. Положение сектора при различных значениях разностной частоты _м— _п будет следующим. 

Разность частот тока путе­вой и местной обмоток	Положение сектора
Частота тока в обмот­ках совпадает, сдвиг фаз на реле соответству­ет нормативному	Верхнее
Разность частот тока, Гц:
0,3	Движется, занимая ниж­нее и верхнее положения (в верхнем положении находится не более 2—3 с)
1	Быстро движется (в верх­нем положении находится менее 0,5 с)
3	То среднее, то нижнее не доходя до верхнего ролика
4—30	Вибрирует в нижнем по­ложении
Более 30	Нижнее

 

При разностной частоте 5 Гц и более наблюдается значительное дребезжание сектора, однако фронтовые контакты при этом не замы­каются. Поэтому нужно считать, что реле надежно защищено от токов помех, если последние отличаются по частоте от сигнального тока на +5 Гц и более независимо от абсолютных значений частот сигнала и помехи. Такая относительно высокая частотная селективность реле наряду с его фазовой селективностью придает ему преимущества, благодаря которым реле ДСШ и ДСР получили широкое распространение, несмотря на их громоздкость и большое потребление энергии по сравнению с реле других типов.

При применении рельсовых цепей с фазочувствительными реле предъявляют более жесткие требования к источникам питания. Для обеспечения определенных фазовых соотношений и выполнения чередования мгновенных полярностей в смежных рельсовых цепях (сдвига фазы на 180°) путевые и местные обмотки реле всех рельсо­вых цепей на станции должны быть включены в одну фазу от одного и того же центрального источника питания. Эти же требования предъявляют и к резервному источнику питания. Если рельсовые цепи получают питание от автономных источников, то должна применяться специальная схема фазирования источников питания.

 

Вопросы для самоконтроля по пункту: