Описание лабораторной установки

Лабораторная установка (рис. 3.2) позволяет измерить время трогания якоря реле при его включении и выключении, время притяжения и отпускания реле. Она состоит из следующих элементов: набора из 4-х испытуемых реле ИР типа НМШ; вспомогательного реле ВР; электросекундомера; ключа К₁, служащего для включения реле ВР; двух трехпозиционных переключателей П1 и П2, служащих для переключения схемы секундомера; набора конденсаторов, диодов и др.; зеленой и красной лампочек (Л1 и Л2), контролирующих замыкание Фронтовых м тыловых контактов реле. Напряжение на обмотке реле ИР устанавливается ручкой "Регулировка 1....18В" на панели блока питания.

Для измерения соответствующего параметра схема электросекундомера переключается с помощью П1 и П2. Электросекундомер отсчитывает время только при прохождении тока через его обмотку и может быть выключен обрывом цепи питания или шунтированием обмоток.

При измерении t_ПР испытуемого реле электросекундомер включается фронтовым контактом (21-22) ВР одновременно с подключением питания к обмотке ИР и выключается шунтированием обмотки после срабатывания испытуемого реле (фронтовым контактом 21-22 ИР). При измерении шунт с обмотки снимается соответствующими контактами ВР, при этом начинается отсчет времени. Конец отсчета определяется шунтированием или отключением обмотки электросекундомера соответствующими контактами ИР.

Методика выполнения работы

ЗАДАНИЕ 1. Исследование влияния значения тока на временные параметры реле.

Включить стенд и макет - тумблеры Т₁,Т₃ и "Сеть".

1.1. Установить на макет реле ИР1, замкнуть цепь в т. А.

1.2. Включить ключ К₁ и установить ручкой "Регулировка 1...18 B" напряжение на обмотке 12В. Ключ К₁ выключить.

1.3. Измерить время притяжения реле. Для этого:

- переключатель П₁ установить в положение 1. Переключатель П2 должен находиться в среднем положении;

- включив тумблер К₁, определить по секундомеру время притяжения реле. Измерения выполнить три раза и взять среднее значение; после каждого измерения необходимо стрелку секундомера установить в нулевое положение. Результаты намерений занести в таблица 3.1.

Таблица 3.1.

№	UP	W	tПР	tОТ	tТР	t’TP	τ	τ'

1.4. Измерить время отпускание реле:

- Поставить переключатель П1 в положение 2;

- Выключив К₁ измерить время отпускания реле.

1.5. Измерить время трогания якоря реле при срабатывании:

- установить переключатель П1 в среднее положение, а переключатель П2 - в положение 1;

- включить ключ К₁ и измерить время трогания якоря реле при срабатывании,

1.6. Измерить время трогания реле при отпускании:

- переключатель П2 установить в положение 2;

- выключить ключ К₁;

- измерения выполнить три раза и среднее значение занести в таблицу 3.1.

1.7. Установить на реле напряжение 15 В и произвести измерения;

t_ПР , t_ОТ , t_ТР , t’_ТР .

1.8. Установить напряжение на реле 18 В и повторить измерения.

1.9. В отчете вычертить графики зависимости:

t_ПР=f₁(U); t_ОТ = f₂(U); t_ТР = f₃(U); t’_ТР = f₄(U).

1.10. Постепенно увеличивая напряжение на обмотке реле, определить напряжение, при котором реле притянет якорь.

1.11. Снижая напряжение, определить напряжение отпускания реле.

1.12. По формулам (12) и (13) определить τ и τ’ для трех значений Up =12В; 15В; 18В.

(12)

(13)

ЗАДАНИЕ 2. Исследование схемных способов изменения временных параметров реле

В этом задании измеряется только t_ПР и t_ОТ , поэтому перек­лючатель П₂ устанавливается в среднее положение. Исследуется схем­ные способы изменения временных параметров реле, указанные на рис. 3.3.

2.1. Включить параллельно обмотке реле конденсатор 2000 мкФ

(рис. 3.3 а).

2.2. Установить на обмотке реле напряжение U_P = 12 В, 15 В или 18 В (задается преподавателем). Это напряжение остается без изменения во время выполнения третьего задания.

2.3. Измерить t_ПР и t_ОТ .

2.4. Изменить емкость конденсатора, установив 4000 мкФ, 6000 мкФ и для каждого случая определить t_ПР и t_ОТ . Результаты измерений занести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2.

№	Способ получения замедления	UP	tПР	tОТ

2.5. Собрать схему рис. 3.3 б, включив в качестве резистора магазин сопротивлений (емкость конденсатора задается преподавателем).

2.6. Изменяя сопротивление от 50 до 10000 Ом, исследовать зависимость t_ПР и t_ОТ от величины этого сопротивления. Необходимо произвести пять – шесть измерений. Результаты измерений занести в таблицу 3.2.

2.7. Собрать схему рис. 3.3в и, изменяя сопротивление в пределах от 200 до 1000 Ом, измерить t_ПР и t_ОТ .

2.8. Произвести измерения временных параметров реле при подключении параллельно его обмотке диода (рис. 3.3. г ).

2.9. Собрать схему рис. 3.3. д и измерить t_ПР и t_ОТ .

2.10. В отчёте привести графики зависимостей:

t_ПР =f₁(C); t_ОТ=f₂(C);

t_ПР =f₃(R) ; t_ОТ=f₄(R) (при С=const);

t_ПР =f₅(R) ; t_ОТ=f₆(R) (при С=0).

ЗАДАНИЕ 3. Исследование влияния короткозамкнутых витков на временные параметры реле.

3.1. Установить на макете реле ИР₂ с малыми гильзами и измерить:

t_ПР , t_ОТ , t_ТР , t’_ТР.

З.2. Произвести измерения t_ПР ,t_ОТ ,t_ТР t’_ТР у реле ИР₃ и ИР₄ со средними и большими гильзами Результаты измерений занести в таблицу 3.3.

3.3. В отчете представить графики зависимости t_ПР=f(h) t_ОТ=f(h).

3.4. Определить постоянные времени τ и τ’ по формулам (12) и (13).

Таблица 3.3.

№	Размер гильз	h	UР	tПР	tОТ	tТР	t’ТР	τ	τ’
1 2 3	Малая Средняя Большая

ЗАДАНИЕ 4. Для заданного преподавателем размера гильзы рассчитать постоянную времени τ_Г по формуле :

(14)

Все величины формулы (14) имеют размерность в системе СИ, где :

μ₀ - магнитная проницаемость воздуха; μ_{0 =} 4π · 10^-7 Гн/м;

S - площадь полюсного наконечника сердечника; S = 7,8·10^-4 м²;

h - высота гильзы (h_M= 0.016 м; h_СР= 0.03 м; h_δ= 0.047 м);

ρ_М - удельное сопротивление меди; ρ_М = 17,5·10^-9 Ом·м;

δ - величина воздушного зазора между якорем и сердечником δ=0,002 м; δ₀ =0.0003÷0,0004 м;

D - внешний диаметр гильзы; D= 0.034 м; (0,043 м);

d - внутренний диаметр гильзы; d = 0.017 м.

Объяснить расхождение расчетной и измеренной постоянной време­ни гильзы.

ВНИМАНИЕ! После окончания работы снять все перемычки; снять реле ИР; выключить питание - тумблеры Т₁ ,Т₃ и "Сеть"

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

1. Цель работы и краткое содержание заданий.

2. Схемы измерений с перечнем используемых приборов.

3. Таблицы измерений и расчетов, графики зависимостей указанные ранее.

4. Расчет по заданию 4.

5. Выводы по результатам анализа полученных данных для каждого задания.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется временем притяжения якоря реле, временем отпускания, временем перелета (движения) якоря, временем трогания якоря?

2. Почему время перелета контактов меньше, чем время срабатывания реле?

3. Как влияет изменение напряжения на обмотке реле на замедление работы якоря?

4. Как влияет величина воздушного зазора δ на временные параметры реле?

5. Для какой цели устанавливаются медные наклепы на якоре и как влияют их размеры на величину времени притяжения и отпускания якоря реле?

6. Вычертить кривые переходных процессов в обмотке при включении и выключении реле. Объяснить характер этих кривых.

7. Формула магнитной проводимости воздушного промежутка.

8. Формула индуктивности обмотки реле.

9. Формула постоянной времени гильзы.

10. Физические процессы, происходящие при шунтировании обмотки реле конденсатором, выпрямителем, резистором.

11. Как и почему изменяются временные параметры реле при включении последовательно с обмоткой следующих элементов: индуктивности, стабилитрона, активного сопротивления?

12. Какие существуют способы ускорения притяжения якоря реле?

13. Какие существуют способы ускорения отпускания якоря реле?

14. Как осуществить одностороннее замедление действия реле: на притяжение якоря, на отпускание якоря?

15. На каком принципе основано действие электросекундомера для измерения временных параметров реле?

16. Объяснить работу схемы включения электросекундомера.