В.А. Старовойтов Исследование динамических характеристик нейтрального электромагнитного реле постоянного тока

Рис. 4. Схемы замедления срабатывания и отпускания ЭМР

10

Рис. 5. Схемы ускорения срабатывания ЭМР

11

Контактные системы ЭМР выполняют коммутирующие функции и в значительной мере определяют надёжность их работы. К контактам предъявляют следующие требования:

-высокая электро- и теплопроводность;

-стойкость против коррозии и эрозии;

-невысокое и стабильное переходное сопротивление (10-1–10-3 Ом) при замыкании;

-большое сопротивление (от десятков МОм до бесконечности) в разомкнутом состоянии;

-повышенная износоустойчивость;

-надёжность коммутации ценой расчётной мощности.

Более подробно конструктивные особенности контактных систем рассмотрены в [1, c. 31].

5. ОПИСАНИЕ СТЕНДА

Стенд выполнен на вертикальном металлическом щите, на лицевой части которого (рис. 6) размещены: объект исследования – нейтральное электромагнитное реле постоянного тока; мнемосхемы шести принципиальных электрических схем, позволяющих изменять время срабатывания ЭМР; переключатель для выбора соответствующей схемы; сетевой переключатель для питания стенда и измеритель параметров реле цифровой типа Ф 291.

Последний предназначен для измерения временных параметров реле при питании обмоток реле от внешнего источника постоянного тока до 10 А при напряжении до 240 В, переменного тока до 6 А частотой 50 Гц при напряжении 380 В, а также при отсутствии соединения прибора с внешним источником питания обмоток реле. Применяется для ремонта и эксплуатации релейных систем автоматики электрических станций и подстанций, а также для измерения параметров различного рода механических переключателей, тумблеров, кнопок.

Прибор позволяет измерять по первому замыканию (размыканию) контакта проверяемого реле следующие временные параметры при питании обмоток реле от внешнего источника тока: время срабатывания реле с замыкающим (З) или размыкающим (Р) контактами; время отпускания реле с З или Р контактами; разность времени срабатывания (отпускания) любой комбинации двух контактов.

12

Рис. 6. Общий вид стенда:

1 – мнемосхемы с элементами изменяющими динамические характеристики ЭМР; 2 – кнопка с самовозвратом; 3 – измеритель параметров реле цифровой типа Ф 291; 4 – переключатель для выбора соответствующих соединений по мнемосхеме; 5 – переключатель сетевой; 6 – электромагнитное реле контрольное постоянного тока

Измеритель применяется также для определения следующих временных параметров реле с учётом вибрации контакта при питании обмоток реле от внешнего источника постоянного или переменного тока: времени срабатывания реле с З или Р контактами; времени отпускания реле с З или Р контактами. Возможно измерение при отсутствии соединения прибора с внешним источником питания обмоток реле разности

13

времени замыкания (размыкания) любой комбинации двух пар контактов; времени кратковременного замыкания или размыкания контакта.

Прибор имеет пятизначный цифровой отсчёт показаний с дополнительной индикацией переполнения счётчика. Обеспечивает запоминание показаний и их ручной сброс.

Структурная схема прибора (рис. 7) содержит генератор импульсов Г, делитель частоты ДЧ, формирователь синусоиды ФС, пусковой ключ К, устройства гальванической развязки УГР, формирователи Ф, блок выбора режима работы БВР, логический ключ ЛК, счётчик импульсов СТ, дешифратор ДС, цифровое отсчётное устройство ЦОУ, индикатор переполнения счётчика И и блок питания БП.

Рис. 7. Структурная схема измерителя параметров реле типа Ф 291

Обмотка проверяемого реле и питание обмотки через К подключаются к УГР3, а проверяемые контакты – к УГР1 и УГР2. Вырабатываемые Г прямоугольные импульсы через ДЧ поступают на СТ, а через ФС на обмотки возбуждения УГР. Сигналы с УГР через Ф1, Ф2, Ф3 приходят на БВР, выделяющий сигналы управления ЛК, которые раз-

14

решают заполнение СТ импульсами с ДЧ. Информация, заключённая в СТ, через ДС поступает в ЦОУ.

БП содержит три источника питания: 15 В; 5 В (для питания ДС) и 200 В (для питания индикаторов ЦОУ).

Электрическая схема прибора выполнена на интегральных схемах и полупроводниковых элементах и размещена на двух печатных платах, соединённых жгутами. Трансформатор питания размещён на левой боковой стенке прибора.

Прибор выполнен в жёстком металлическом корпусе с верхней и нижней съёмными крышками, позволяющими иметь доступ ко всем элементам схемы (рис. 8). На лицевой панели расположены: переключатель для включения прибора; переключатель «Режим» для выполнения коммутаций схемы прибора, соответствующих состоянию контактов и режиму работы проверяемого реле; переключатель «Кнт» (контакт) для измерения функции проверяемых контактов запускающего и останавливающего, если останавливающий контакт замыкается раньше запускающего; переключатель «Разн» (разность) для работы в режимах определения разности времени срабатывания любой комбинации двух пар замыкающих и размыкающих контактов и определения времени кратковременного замыкания или размыкания контакта; переключатель «100» для работы прибора на пределе 100000 мс; переключатель «Вибр» (вибрация) для измерения временных параметров реле с учётом вибрации контактов; переключатель «Сум» (сумма) для суммирования показаний прибора при неоднократном измерении параметров реле; переключатель «Сбр» (сброс) для сброса показаний отсчётного устройства прибора; тумблер «Пуск» для подключения напряжения питания к обмотке проверяемого реле и подключения генераторов импульсов к счётным декадам.

На лицевую панель выведены также элементы отсчётного устройства – цифровые индикаторные лампы ИН-16 и светоизлучающий диод для индикации переполнения счётчика [3, c. 135].

На задней панели размещены: клеммы «Контакт 1» и «Контакт 2» для подключения контактов проверяемого реле; клеммы «Цепь реле» для подключения обмотки и питания проверяемого реле; разъём для подключения напряжения 220 В; держатель предохранителя; клемма защитного заземления; разъём для подключения цифропечатающего устройства (ЦПУ); разъём для подключения внешнего добавочного устройства (ДУ).

15

Рис. 8. Измеритель параметров реле цифровой типа Ф 291 (описание в тексте)

Пределы измерений интервалов времени 10000, 1000000 мс. Основная погрешность δ ± [0,005 + 0,004 (XК / X – 1)]%, где ХК – предел измерения; Х – значение величины. Выход на цифропечатающее устройство – в коде 8-4-2-1. Диапазон измерений сигнала: высокий уровень (2,4…5,25) В; низкий уровень (0…0,5) В. Питание от сети пере-

менного тока: напряжение ( 220+−2233 ) В; частота (50 ± 1) Гц. Потребляе-

мая мощность 20 В.А. Габаритные размеры 134х210,4х270 мм. Масса

4 кг.

В настоящей работе Ф 291 используется для измерения времени срабатывания и отпускания только для двух (замыкающего и размыкающего) контактов ЭМР. Все монтажные соединения выполнены на задней части щита, а ЭМР закрыто защитным прозрачным колпаком.

16

6.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Квыполнению работы приступить только после освоения материала, изложенного в настоящих указаниях, и ознакомления с техническими средствами стенда.

Исходное состояние: сетевой переключатель 5 в положении «Откл» (подсветка отсутствует); переключатель схем 4 в положении «1»; все кнопки на приборе Ф 291 в отжатом состоянии (ни одна не утоплена), а его тумблер «Пуск» в нижнем положении.

Убедившись в этом, следует подать питание на стенд, нажав на верхнюю часть переключателя 5 (должна загореться подсветка) и на

Ф291, нажав («утопив») кнопку «Сеть».

Исследования можно производить в любом порядке чередования схем, однако, во избежание каких-либо недоразумений рекомендуется проводить их в последовательности, начиная с первой. Именно поэтому в исходном состоянии упомянуто положение «1» для переключателя схем. Дальнейшие действия должны производиться в следующем порядке.

1.Нажать кнопку 1 из группы «Режим» на приборе Ф 291.

2.Нажать кнопку сброса «Сбр» на приборе Ф 291.

3.Перевести тумблер «Пуск» на Ф 291 в верхнее положение. При этом на цифровом табло прибора высветится время срабатывания ЭМР. Записать это время.

4.Нажать последовательно кнопку 3 из группы «Режим» и затем кнопку «Сбр» на Ф 291.

5.Перевести тумблер «Пуск» в нижнее положение и отметить в соответствии с цифровым табло время отпускания ЭМР.

Таким образом, определено время срабатывания и отпускания ЭМР, соединённого по принципиальной электрической схеме с доба-

вочным сопротивлением RД (рис. 6).

Для исследования следующей схемы соединения катушки одного

итого же реле с дросселем (индуктивностью) LДР вместо RД, т.е. схемы 2 (рис. 6), необходимо перевести переключатель 4 (рис. 6) в положение 2. Затем в последовательности от п. 1 до п. 5 произвести операции, описанные в этих пунктах. Полученные данные записать в таблицу.

17

Схема включения реле, №	1	2	3	4	5	6
Время срабатывания, с
Время отпускания, с

Аналогичные действия осуществить и при исследовании схем 3, 4

и 5.

Для исследования схемы 6 установить переключатель 4 в положение 6, затем последовательно нажать кнопки 4 из группы «Режим» и «Разн» прибора Ф 291.

Перевести тумблер «Пуск» в верхнее положение, затем нажать кнопку с самовозвратом SB, находящуюся непосредственно на мнемосхеме 6, и удерживать её в нажатом состоянии. Удерживая кнопку в нажатом состоянии, нажать кнопку «Сбр» на Ф 291, после чего кнопку SB отпустить и записать показания прибора, т.е. время срабатывания реле.

Для измерения времени отпускания реле по схеме 6 необходимо нажать кнопку 3 группы «Режим», а кнопку «Разн» отжать. Отпустив тумблер «Пуск» в нижнее положение, получим показания прибора, соответствующие времени отпускания реле.

После окончания исследований отключить Ф 291 от сети, отключить электроснабжение стенда.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Из каких основных частей состоит электромагнитное реле?

2.Каким образом на принципиальных электрических схемах изображаются элементы электромагнитного реле?

3.Изобразите характеристику управления электромагнитного реле с инвертированием сигнала.

4.За счёт чего в ЭМР изменяется параметр срабатывания IТР

(рис. 3)?

5.Как изменяет параметры ЭМР шунтирование катушки возбуждения резистором?

6.Каким образом изменяются параметры ЭМР при шунтировании катушки возбуждения конденсатором?

7.Объясните коротко принцип действия прибора Ф291.

18

8.Какие участки кривой изменения тока в катушке ЭМР подвергались изменению в настоящей работе?

9.Какие способы замедления времени срабатывания ЭМР Вам известны?

10.Каким образом связать понятия «память» и ЭМР?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Подлипенский В.С. Элементы и устройства автоматики / В.С. Подлипенский, Ю.А. Сабинин, Л.Ю. Юрчук; Под ред. Ю.А. Сабинина. – СПб.: Политехника, 1995. – 472 с.

2.Клюев А.С. Автоматическое регулирование. – М.: Высш. шк., 1986. – 351 с.

3.Коновалов Л.И. Элементы и системы электроавтоматики / Л.И. Коновалов, Д.П. Петелин. – М.: Высш. шк., 1985. – 216 с.

19

Составители ВЛАДИМИР АЛЕКСЕЕВИЧ СТАРОВОЙТОВ НАДЕЖДА МИХАЙЛОВНА ШАУЛЕВА

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕЙТРАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Методические указания к лабораторной работе по курсам «Управление техническими системами» и «Технические средства автоматизации» для студентов специальностей 10070, 170500, 170100,

250100, 250400, 250600 всех форм обучения

Редактор А.В. Дюмина

Подписано в печать 01.02.03. Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Уч.-изд.л. 1,1. Тираж 50 экз. Заказ ГУ КузГТУ650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ КузГТУ, 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.