Лабораторна робота № 6 Дослідження електромагнітних реле часу Мета роботи

Вивчити принципи утворення витримок часу, конструкції, принципи дії і експериментально дослідити основні способи регулювання часу спрацьовування реле часу, що серійно виробляються.

Програма роботи

1. Ознайомитися з обладнанням робочого місця. Записати паспортні дані обладнання.

2. Вивчити конструкцію, принцип дії і утворення витримок часу різноманітних реле часу: пневматичних (РВП), електромагнітних (РЭВ, РЭ), часових (ЭВ), електронних (ВЛ).

3. Зібрати схему для дослідження реле часу РВП.

4. Дослідити реле часу РВП і визначити абсолютну і відносну похибки його уставок при різних положеннях (мінімальний і максимальний час спрацьовування).

5. Дослідити залежність часу спрацьовування реле від кута повороту регулятора уставки (t_спр = f (α)) і побудувати її.

6. Зібрати схему для дослідження реле РЭВ-800.

7. Експериментально визначити залежності часу спрацьовування при включенні реле РЭВ-800 від натягу зворотної пружини, величини робочого повітряного зазору і напруги живлення. Побудувати графіки отриманих залежностей.

Основні теоретичні положення

Реле часу – це логічні реле з нормованим часом спрацьовування. Вони призначені для утворення заданих витримок часу під час передачі сигналів з одного кола в інше і набули широкого розповсюдження в схемах автоматизованого електропривода, пристроях автоматики, телемеханіки, релейного захисту тощо.

Серед реле часу найбільш широкого розповсюдження набули електромагнітні реле часу, в яких використовуються магнітні системи постійного і змінного струму.

Час спрацьовування t_спр електромагнітних реле як при включенні, так і при виключенні має дві складові:

t_спр = t_зр + t_рух, (6.1)

де t_зр – час зрушення;

t_рух – час руху.

Час зрушення – це прошарок часу з моменту подачі на обмотку (при включенні реле) або зняття з обмотки (при виключенні реле) живлення до початку руху рухомих частин реле, тобто це час нерухомого стану якоря під час зміни магнітного потоку при включенні або виключенні обмоток реле: збільшення часу зрушення (а отже і часу спрацьовування реле) може здійснюватись за рахунок магнітного демпфірування.

Магнітним демпфіруванням називається спосіб впливу на швидкість зміни магнітного потоку в магнітопроводі при включенні або виключенні реле. Принцип магнітного демпфірування заснований на використанні магнітних потоків, що утворюються вихровими струмами, які з’являються у масивних деталях магнітопроводу при змінюванні основного магнітного потоку. Магнітні потоки вихрових струмів у відповідності з правилом Лєнца направлені по відношенню до основного магнітного потоку, таким чином, щоб підтримати попередній стан магнітної системи. Отже, при включенні або виключенні обмотки вони зменшують швидкість змінювання магнітного потоку. Ефективність магнітного демпфірування тим вища, чим вища абсолютна величина основного магнітного потоку, тому більший ефект досягається при виключенні електромагнітного реле часу. Це пояснюється тим, що при притягнутому якорі магнітний потік значно більший, ніж при відпущеному.

Для підсилення магнітного демпфірування електромагніти доповнюються спеціальними короткозамкненими (демпфіруючими) витками, які виконують у вигляді масивних мідних або алюмінієвих гільз або обмоток, які насад-жують на магнітопровод і підвищують вихрові струми. Найбільший ефект при найменшій витраті матеріалу досягається, якщо довжина гільзи дорівнює довжині осердя.

За допомогою магнітного демпфірування вдається отримати витримки часу порядку 0,1…0,5 с при включенні і 0,2…10 с при виключенні.

Принцип магнітного демпфірування використовуються в реле часу типів: РЭВ-800, РЭ-500, РЭ-100 та інших, що широко використовуються у схемах керування електроприводами. Регулювання витримки часу при включенні реле часу з магнітним демпфіруванням може здійснюватись змінюванням натягу зворотної пружини і, тим самим, магнітного потоку відпускання або величиною робочого повітряного зазору (наприклад за допомогою немагнітних прокладок), який мало впливає на швидкість його зменшення.

Конструктивна схема реле часу РЭВ-800 наведена на рис. 6.1.

Підвищення часу спрацьовування електромагнітних реле можна досягти підвищенням часу руху t_рух.

Час руху – це час руху якоря до повного його притягнення. Вплив на час руху здійснюється за допомогою механічного демпфірування. В таких реле часу рухомі частини електромагніту діють на контактну систему через сповільняючий пристрій (пневматичний демпфер, часовий механізм тощо). Механічне демпфірування використовується в реле часу типів ЭВ-110, ЭВ-120, ЭВ-130 та інших, що широко використовуються в схемах релейного захисту.

Прикладом реле часу з механічним демпфіруванням є пневматичні реле часу типу РВП. В цих реле електромагніт постійного або змінного струму впливає на контактну систему через затримуючий пристрій у вигляді пневматичного демпферу. Перевагою цих реле є те, що їх можна живити як постійним так і змінним струмом, на відміну від вищерозглянутих і незалежність часу спрацьовування від напруги і частоти живлення, температури.

Витримка часу в пневматичних реле часу здійснюється регулювальною голкою, яка змінює переріз каналу, через який повітря всмоктується у верхню порожнину пневмодемпфера. Чим більше вкручена голка, тим витримка часу більша. Ці реле дозволяють регулювати витримку часу в межах від 0,4 до 180 с з похибкою ± 10 %. При повністю вкрученій голці, витримка часу складає 180 с. Конструкція реле часу з пневматичним демпфіруванням наведена на рисунку 6.2.

При спрацьовуванні електромагніту 1 колодка 2 під дією пружини 3 опускається і впливає на мікроперемикач 4. Колодка 2 зв’язана з гумовою діафрагмою 5 пневматичного утримувача. Швидкість руху колодки визначається перерізом отвору, через який засмоктується повітря у верхню порожнину пневмодемпфера. Витримка часу регулюється голкою 6, що змінює переріз цього отвору. Контактна система 7 спрацьовує без витримки часу.

Предметом дослідження в роботі є електромагнітні реле часу типу РЭВ-800 з електромагнітним демпфіруванням і РВП-72 – з пневматичним демпфіруванням.