Лабораторки / Lab_raboty_po_Avtomatike_Vorontsov / Лаб. работа 3

Лабораторная работа №3

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ

Цель работы: Изучить классификацию, принцип действия и конструкцию различных типов электромагнитных реле. Определить важнейшие параметры поляризованного реле и реле переменного тока. Ознакомиться с некоторыми схемами методов изменения времени срабатывания и отпускания реле постоянного тока.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомиться с конструкцией и классификацией электромагнитных реле.

2. Используя собранные на стенде схемы рис. 4 и рис. 5, снять характеристики поляризованного реле и реле переменного тока.

3. Используя собранную на стенде схему рис. 6, определить время срабатывания и отпускания нейтрального реле постоянного тока без подключения и с подключением к нему различных добавочных устройств в соответствии со схемами рис. 7 и рис.8.

Классификация и устройство электромагнитного реле.

Реле - это устройство, которое служит для автоматического переключения электрических цепей под действием управляющего сигнала. Электромагнитное реле реагирует на силу тока, проходящего по обмотке электромагнита, который действует на систему подвижных и неподвижных контактов. В зависимости от рода тока, питающего катушку реле, различают реле постоянного и переменного тока. В свою очередь реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Нейтральные реле не реагируют на знак входного сигнала, в то время как поляризованные реле реагируют на полярность питающего напряжения. По времени срабатывания реле делятся на быстродействующие (tср.<0.05c), нормальнодействующие (tср=0.05...0.15с), медленнодействующие (tср>0,15с) и реле времени. По току нагрузки на контакты реле делятся на слаботочные и сильноточные. По числу положений подвижных контактов реле бывают двух-, трех- и многопозиционными.

Устройство нейтрального реле постоянного тока показано на рис.1. Якорь 1 притягивается к сердечнику 2 под действием электромагнитной силы, возникающей в обмотке реле 3. Перемещение якоря приводит к замыканию одних и размыканию других контактов. При отсутствии тока в обмотке электромагнита якорь и контакты возвращаются в исходное положение под действием возвратной пружины 5. На якоре установлен штифт 6 из латуни или алюминия, который не даст прилипать якорю к сердечнику под действием остаточного магнитного потока. Для уменьшения остаточного магнитного потока сердечник реле изготавливают из магнитномягкого материала.

В реле переменного тока для устранения вибрации контактов от протекающего через обмотку переменного тока принимают специальные меры: якорь делают более массивным, а на сердечнике, вместе с обмоткой размещают короткозамкнутый виток, магнитный поток которого удерживает якорь в момент изменения направления тока в основной обмотке. Чтобы уменьшить потери на вихревые токи сердечник реле набирают из пластин электротехнической стали.

Устройство поляризованного реле показано на рис.2. Постоянный магнит 1 повышает чувствительность реле, а также позволяет изменить направление срабатывания реле в зависимости от полярности приложенного к обмотке напряжения. Поток постоянного магнита на пути от южного полюса S разветвляется на два равных потока и по магнитопроводящим виткам 2 проходит через часть сердечника электромагнита 3. Далее обе части потока Фо проходят с противоположных сторон в якорь 4 и по магнитопроводящему лепестку 5 возвращаются к северному полюсу электромагнита. Направление магнитного потока Ф зависит от полярности напряжения, приложенного к обмотке реле. Следовательно, в одном из полюсов электромагнита потоки Ф и Фо будут суммироваться, а в другом - вычитаться. Поэтому якорь реле будет поворачиваться вокруг оси 6 в сторону большего потока и замыкать соответствующие контакты. При изменении напряжения якорь перебросится в противоположную сторону и замкнет другую контактную группу. Поляризованные реле выпускают двухпозиционные, когда при исчезновении тока в обмотке якорь продолжает замыкать контакты и трехпозиционными, когда якорь в этом случае возвращается в нейтральное положение.

Характеристика электромагнитных реле.

Основной характеристикой реле является статическая характеристика, выражающая зависимость выходного напряжения (на контактах реле) от входного напряжения (на обмотках реле). Для статических характеристик большинство реле характерным является наличие гистерезисной петли, объясняющейся зависимостью силы притяжения электромагнита от воздушного зазора. Вид статических характеристик приведен на рис.3. К основным характеристикам реле так же относятся:

Рср - мощность срабатывания - это минимальная мощность, потребляемая катушкой реле при срабатывании;

Рвых - выходная или коммутируемая мощность - это произведение максимального отключаемого тока на напряжение питания выходной цепи;

tср - время срабатывания,то есть время от момента подачи на вход реле управляющего сигнала до появления (исчезновения) сигнала на выходе (замыкания или размыкания выходных контактов);

tотп - время отпускания - время от момента снятия входного сигнала до размыкания (замыкания) выходной цепи;

Квозвр - коэффициент возврата реле - это отношение параметра отпускания реле к параметру срабатывания (К возвр = Хотп/Хср, где Хотп и Хср по рис.3);

- сопротивление (активное и индуктивное) обмотки;

Ку - коэффициент усиления - отношение выходной мощности к мощности срабатывания;

- количество замыкающих и размыкающих контактов.

Схемные методы изменения времени срабатывания и отпускания электромагнитных реле.

Изменение тока в цепи обмотки реле при его включении и отключении происходит не мгновенно, а сопровождается переходным процессом и зависит от постоянной времени Т=f (R,L,C). В необходимых случаях время срабатывания и отключения реле может быть изменено путем подключения дополнительных элементов согласно схемам рис.7 и рис.8, при этом время переходных процессов изменяется за счет изменения параметров R,L,C в цепи протекающего тока. При экспериментальном исследовании переходного процесса используется схема рис.6, в которой дополнительные элементы подключаются замыканием соответствующих тумблеров, а время переходного процесса отсчитывается секундомером ЭС, включенным в цепь контактов реле. Для определения времени срабатывания, включение секундомера производят тумблерами SA2 и SA5. Включение реле производят тумблером SA1. Для определения времени отпускания замыкают тумблеры SA1, SA2, SA3, SA4. Отключение реле производят размыканием тумблера SA2.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

В отчете по работе должны быть представлены:

1. Электрические принципиальные схемы экспериментальных установок (рис.4,5,6).

2. Снятые экспериментальным путем статистические характеристики поляризованного реле и реле переменного тока, а также полученные в результате эксперимента значения мощности срабатывания, коэффициента возврата и коэффициента усиления (недостающие паспортные данные реле получить у преподавателя).

3. Результаты эксперимента по определению времени срабатывания и отпускания реле постоянного тока c подключением к нему дополнительных схемных элементов.