3 Устройство и принципы действия

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

РЕЛЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

3.1 Реле с выпрямителями

Реле переменного тока с выпрямителями представляет собой реле постоянного тока, обмотка которого подключается к источнику переменного тока через схему выпрямления (выпрямительные элементы). Конструктивно электромагнитная и контактная системы такого реле ничем не отличаются от нейтрального реле постоянного тока. Таким образом, принцип действия реле переменного тока с выпрямителями аналогичен принципу действия нейтрального реле.

3.2 Индукционные реле

Устройство индукционного реле показано на рис. 3.1. Основными элементами реле являются два электромагнитных элемента (местный 5 и путевой 3), алюминиевый сектор 2, закрепленный на оси и расположенный в воздушном зазоре между путевым и местным элементами, контактная тяга 6, контактная система 7, состоящая из контактных пружин и контактов трех типов – общего О, фронтового Ф и тылового Т. Путевой элемент индукционного реле представляет собой П-образный сердечник, на котором расположена обмотка, называемая путевой. Местный элемент представляет собой Ш-образный сердечник, на среднем стержне которого расположена обмотка, называемая местной. Обе обмотки имеют выводы для подключения к разным источникам переменного тока - «путевому» и «местному» соответственно.

а

б

Рис. 3.1,а,б. Устройство индукционного реле

Так, при использовании индукционного реле в качестве путевого реле станционной рельсовой цепи, переменный ток поступает на путевую обмотку из рельсовой линии, на местную – непосредственно от «местного» источника, входящего в состав электропитающей установки.

Принцип действия индукционного реле заключается в следующем. В исходном состоянии, когда обмотки реле отключены от источников тока, сектор находится в нижнем положении и упирается в нижний ограничительный ролик 1 (рис. 3.1, а). Тыловой контакт замкнут, фронтовой – разомкнут.

При подключении обмоток к источникам переменного тока в сердечниках путевого и местного элементов создаются переменные магнитные потоки соответственно Ф_П и Ф_М. Магнитный поток Ф_М наводит в секторе вихревые токи. Сектор становится проводником с током, который находится в магнитном поле путевого элемента. В результате взаимодействия магнитного потока Ф_П и вихревых токов сектора создается вращающий момент, результирующая сила которого перемещает сектор вверх до упора в ограничительный ролик 4. В результате контактная тяга перемещается вниз, размыкая тыловой и замыкая фронтовой контакт (рис. 3.1, б).

Сила подъема сектора определяется выражением

, (3.1)

где w – круговая частота питающего напряжения;

z_c – сопротивление сектора;

I_М – ток местного элемента;

I_П – ток путевого элемента;

sinj – угол сдвига между токами I_М и I_П.

Для срабатывания индукционного реле необходимо, чтобы угол сдвига фаз между токами I_М и I_П принимал определенное в технических условиях значение. Как видно из формулы (3.1), максимальный вращающий момент создается при угле сдвига фаз, равном 90° (идеальный угол).

Индукционное реле возвращается в исходное состояние при выполнении одного из двух условий: отключении обмотки (одной или обеих) от источника тока или нарушении фазового соотношения между токами I_М и I_П. При этом сектор опускается в нижнее положение под действием силы тяжести (собственного веса), перемещая контактную тягу вверх. В результате фронтовой контакт размыкается, а тыловой - замыкается.

4 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЛЕ

Работа управляющей части электрических реле характеризуется следующими параметрами.

Ток притяжения (срабатывания) I_ПР – минимальный ток в обмотке, при котором реле притягивает якорь;

Ток отпускания I_ОТП – максимальный ток в обмотке, при котором реле отпускает якорь;

Рабочий ток I_Р – ток, обеспечивающий надежное притяжение якоря, I_Р>I_ПР.

Аналогично току определяются другие электрические параметры реле: напряжение (U_ПР, U_ОТП, U_Р), мощность (W_ПР, W_ОТП, W_Р) и магнитодвижущая сила (I_ПРω, I_ОТПω, I_Рω, где ω – число витков обмотки реле).

Коэффициент запаса – отношение рабочего тока (напряжения) к току (напряжению) притяжения,

(4.1)

Коэффициент запаса у реле железнодорожной автоматики находится в пределах 1,4…4. Чем больше коэффициент запаса, тем надежнее работа реле на притяжение.

Коэффициент возврата – отношение тока (напряжения) отпускания к току (напряжению) притяжения,

(4.2)

Коэффициент возврата у реле железнодорожной автоматики находится в пределах 0,3…0,5. Чем больше коэффициент возврата, тем надежнее работа реле на отпускание.

Быстродействие реле характеризуется временем притяжения (срабатывания) и временем отпускания якоря.

Время притяжения – это время с момента подачи питания на обмотку реле до момента замыкания фронтового контакта. В табл. 4.1 приведены значения времени притяжения якоря для нейтральных реле постоянного тока.

Время отпускания – это время с момента отключения питания от обмотки реле до момента замыкания тылового контакта.

К временным параметрам также относится время перелета якоря реле при притяжении (при отпускании) – время от момента размыкания фронтового (тылового) до момента замыкания тылового (фронтового) контакта.

Таблица 4.1

Время притяжения якоря реле

Работа исполнительной части электрических реле характеризуется следующими параметрами.

Переходное сопротивление контактов, которое должно быть как можно меньшим при замкнутом состоянии контактов и бесконечно большим при разомкнутом. Переходное сопротивление контактов реле не должно превышать 0,3 Ом.

Контактное нажатие (сила сжатия контактных пружин), величина которого должна обеспечивать надежное замыкание контактов реле в эксплуатационных условиях (в условиях влияния таких дестабилизирующих факторов, как вибрация, тряска).

Время дребезга (многократного замыкания и размыкания) контактов при замыкании не должно превышать 20 мс.

При расчетах параметров реле используются две характеристики – механическая и тяговая. Механическая характеристика f_M определяет зависимость механических усилий, преодолеваемых при перемещении якоря, от значения хода якоря (величины воздушного зазора). Тяговая (электромеханическая) характеристика f_Э определяет зависимость силы притяжения якоря, создаваемой электромагнитом, от значения воздушного зазора при постоянной магнитодвижущей силе.

Для срабатывания реле необходимо выполнение условия f_Э>f_M, то есть развиваемое электромагнитом тяговое усилие должно быть больше сил, препятствующих притяжению якоря (масса якоря и противовеса, сопротивление контактных пружин, силы трения). Подробно принципы расчета и построения механической и тяговой характеристик реле описаны в /5/.

5 МАРКИРОВКА И УСЛОВНО-ГРАФИЧЕСКИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ РЕЛЕ

Маркировка реле представляет собой специальное буквенно-цифровое

обозначение (шифр). Буквы и цифры в обозначениях реле расшифровываются следующим образом.

Буквы обозначают тип, конструктивные особенности и функциональное назначение реле. Первые буквы реле в обозначениях реле расшифровываются следующим образом:

Н – нейтральное,

П – поляризованное,

К – комбинированное,

И – импульсное,

С – с самоудерживающейся контактной системой,

Д – двухэлементное,

А – аварийное,

О – огневое,

Т - трансмиттерное.

В некоторых случаях указанную выше смысловую нагрузку несут сочетания первых двух букв:

АН – автоблокировочное нейтральное,

СК – с самоудерживающейся контактной системой, комбинированное,

ДС – двухэлементное секторное,

АО – аварийное огневое,

КД – кодовое.

Вторая или третья буква в названии реле обозначает:

М - малогабаритное,

П – пусковое,

Т – термическое,

С или П после А - соответственно сигнальное или переездное.

Последняя или предпоследняя буква в названии реле обозначает:

Р - нештепсельное,

Ш – штепсельное реле.

Буква В после Р или Ш (а в некоторых случаях перед буквой Ш) обозначает реле с выпрямителем. Буква М после Ш обозначает медленнодействующее (на отпускание) реле. Буква У обозначает наличие усиленных контактов реле, то есть рассчитанных на коммутацию электрических цепей с токами до 15 А в течение длительного времени (более 1 часа). Не усиленные контакты рассчитаны на коммутацию цепей с токами до 6 А. Буквы МБ в конце шифра обозначают реле с магнитной блокировкой.

Приведем примеры буквенных обозначений реле:

НР (КР, ПР, ИР) – нейтральное (комбинированное, поляризованное, импульсное) реле,

НПР (КПР, ППР) – нейтральное (комбинированное, поляризованное) пусковое реле,

ДСР – двухэлементное секторное реле,

ДСШ – двухэлементное секторное штепсельное реле,

НРВ (ИРВ) – нейтральное (импульсное) реле с выпрямителем,

НШ (КШ, ОШ, АШ) – нейтральное (комбинированное, огневое, аварийное) штепсельное реле,

НПШ – нейтральное пусковое штепсельное реле,

СКПШ – комбинированное пусковое штепсельное реле с самоудерживающейся контактной системой,

НМШ (КМШ, ИМШ, ОМШ) - нейтральное (комбинированное, импульсное, огневое) малогабаритное штепсельное реле,

НМШМ, ОМШМ – нейтральное (огневое) малогабаритное штепсельное медленнодействующее на отпускание реле,

АНШ – автоблокировочное нейтральное штепсельное,

НМВШ (АНВШ, ИМВШ) - нейтральное (аварийное, импульсное) малогабаритное штепсельное реле с выпрямителем,

ИВГ – импульсное герконовое реле с выпрямителем,

АСШ (АПШ) – аварийное сигнальное (переездное) штепсельное,

ПМПШМ – поляризованное малогабаритное пусковое штепсельное медленнодействующее на отпускание реле,

КДР – кодовое нештепсельное реле,

КДРШ – кодовое штепсельное реле,

КДРШ-М – кодовое штепсельное медленнодействующее реле,

КДРШ-МБ – кодовое штепсельное реле с магнитной блокировкой,

ТШ - трансмиттерное штепсельное.

Цифры, стоящие в шифре реле после букв, обозначают число контактных групп (состав контактного набора) и расшифровываются следующим образом:

1 – восемь переключающих контактов (фронтовой - тыловой),

2 – четыре переключающих контакта,

3 – два переключающих и два фронтовых контакта,

4 – четыре переключающих и четыре фронтовых контакта,

5 – два переключающих и два тыловых контакта.

Числа, стоящие в шифре реле после дефиса, обозначают сопротивление обмотки в Омах. Если реле имеет две обмотки с разными сопротивлениями, то после дефиса указываются два числа, разделенные знаком дроби.

Малогабаритные реле типа РЭЛ (реле электромагнитное) имеют отличные от приведенных выше обозначения. Первые буквы реле в обозначениях реле расшифровываются следующим образом:

Б – нештепсельное реле (штепсельные реле не имеют специального обозначения),

П – поляризованное реле,

А – аварийное реле,

О – огневое реле,

С – стрелочное пусковое реле,

БП – нештепсельное реле постоянного тока,

БС – нештепсельное стрелочное пусковое реле.

Вторая буква Н обозначает нормальнодействующее реле, последняя буква М – медленнодействующее реле.

Цифры, стоящие в шифре реле типа РЭЛ после букв, обозначают состав контактного набора и расшифровываются следующим образом:

1 – шесть переключающих и два фронтовых контакта,

2 – четыре переключающих контакта,

3 – два переключающих и два фронтовых контакта,

5 – три переключающих и один фронтовой контакт.

Условно-графические обозначения реле приведены в табл. 5.1 /4/, контактов реле - в табл. 5.2 и 5.3.

Таблица 5.1

Условно-графические обозначения реле

Тип реле	Реле I класса надежности	Реле не I класса надежности
1	2	3
Нейтральное с одной обмоткой
Нейтральное с замедлением на отпускание
Нейтральное с замедлением на срабатывание
Нейтральное с двумя параллельно соединенными обмотками
Нейтральное с двумя раздельно соединенными обмотками
Поляризованное двухполярное (нормального действия)
Поляризованное однополярное (с преобладанием полярности)
Комбинированное
	Окончание табл. 5.1
1	2	3
С нагревательным элементом
С выпрямительным элементом
Переменного тока одноэлементное
Переменного тока двухэлеметное

Таблица 5.2

Условно-графические обозначения контактов нейтрального реле

Наименование (тип) контактов нейтрального якоря	Обозначение при состоянии реле
	Под током	Без тока
Контакт фронтовой (ф)
Контакт тыловой (т)
Контакт переключающий (тройник ф,т)
Контакты усиленные
Контакты с магнитным гашением
Контакты с безобрывным переключением

Таблица 5.3

Условно-графические обозначения контактов поляризованного реле

Наименование (тип) контактов поляризованного якоря	Обозначение при полярности тока
	Прямой	Обратной
Контакт переключающий (тройник нп)
Контакт переключающий усиленный
Контакт переключающий с магнитным гашением