Омский Государственный технический университет

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ

Методические указания к СРС

Составители:

cт. препод. Гудинов В.Н.

ассистенты: Корнейчук А.П.

Омск 2005

При построении различных систем автоматического управления часто используют релейно-контактную аппаратуру и, в частности, электромагнитные реле, основными достоинствами которых является низкая стоимость, универсальность, простота схемотехнического использования [1].

Цель самостоятельной работы - изучение конструкций и принципа действия малогабаритных электромагнитных реле, изучение и расчет их основных статических и динамических характеристик и параметров.

Теоретическая часть

Реле - это дискретное устройство автоматики, в котором при плавном изменении входного (управляющего) сигнала X_вх. Осуществляется скачкообразное изменение (переключение) выходного сигнала X_вых. (рис.3,а,б). В зависимости от того, на какое физическое явление реагирует входная воспринимающая система, реле подразделяются на электромеханические, тепловые, оптические, химические, радиационные, пневматические, гидравлические и др. По принципу действия выходной исполнительной системы реле делят на контактные и бесконтактные. Контактные реле коммутируют электрическую выходную цепь путем механического замыкания или размыкания контактов. В бесконтактных реле роль контактов выполняет активное, индуктивное или емкостное сопротивление, величина которого скачкообразно изменяется в заданных пределах при воздействии входного сигнала [2].

Каждая из перечисленных групп реле в свою очередь подразделяется по ряду признаков: принципу действия воспринимающей системы, коммутируемой мощности, чувствительности, быстродействию, конструктивному исполнению, функциональному назначению, устойчивости к внешним воздействиям и т.п.

Наибольшее распространение в системах автоматизации технологических процессов и производств получили электромеханические реле, среди которых различают следующие типы:

Электромагнитные реле постоянного и переменного тока - принцип действия их основан на взаимодействии между ферромагнитным подвижным якорем и магнитным полем обмотки катушки управления.

Магнитоэлектрические - принцип действия основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита с током, протекающим в поворотной рамке.

Электродинамические - принцип действия основан на взаимодействии двух катушек с током, т.е. двух магнитных полей, создаваемых этими катушками.

Индукционные - принцип действия основан на взаимодействии переменных магнитных потоков с вихревыми токами, индуцированными этими потоками.

Среди электромеханических реле наиболее применимы электромагнитные реле постоянного тока, поэтому изучению и исследованию именно их посвящена данная лабораторная работа.

Рис. 1 Рис. 2

Рис. 3

Конструкция и принцип действия электромагнитных реле

Простейшую конструкцию имеет реле клапанного типа (рис.1). Оно состоит из входной электромагнитной системы: катушки 1,размещенной на неподвижном сердечнике 2, ярма 3 и подвижного якоря 4, немагнитный штифт отлипания 5 служит для ускорения отпускания реле; и выходной контактной системы 6, приводимой в движение от якоря 4 через шток 7 и тем самым, обеспечивая коммутацию внешней выходной электрической цепи нагрузки Z_вых. 8. Все элементы реле закреплены в корпусе 9. Когда под действием напряжения U_вх. по обмотке 1 проходит ток I_вх, якорь 4 притягивается к сердечнику 2 и перемещает подвижный контакт (с), при этом нормально замкнутые контакты (с-е) размыкаются, а нормально разомкнутые контакты (c-d) замыкаются. Когда ток I_вх в обмотке прекращается, электромагнитная сила притяжения становится равной нулю и усилие плоских пружин контактов и возвратной пружины (при наличии таковой) заставит якорь вернуться в исходное положение, при этом контакты 6 также возвратятся в нормальное положение.

Условное графическое обозначение реле на электрических принципиальных схемах соответствующее ГОСТу [3] приведено на рис.2.