Тема 5.2 Реле времени

 

Студент должен:

Знать:

- виды, принцип работы реле времени;

- особенности работы схем в функции времени;

уметь:

- определять тип реле времени;

- проводить настройку реле времени на заданные параметры.

 

Конструкции реле времени, способы получения и регулировки выдержки времени. Особенности работы электрических схем в функции времени. Основные типы реле времени, маркировка.

 

Материал для изучения

 

 

В схемах управления и защиты судовых электроприводов часто требуется создать выдержку времени между срабатыванием отдельных аппаратов.

Реле времени, широко применяемые в цепях управления электроприводами, выполняются на принципе электромагнитного замедления или механического замедления (между якорем и контактами используют промежуточные механизмы, создающие выдержку времени). Реле времени с электромагнитным замедлителем выполняется только на постоянном токе. Выдержка времени обычно получается за счет замедления спадания тока и магнитного потока при отпускании способами, аналогичными тем, что используются в реле времени серий РЭМ-200 и РЭМ-20.

Рис. 5.2.1. Реле времени типа РВП-2

Выдержка времени зависит от начального значения потока, которое определяется кривой намагничивания магнитной системы в замкнутом состоянии. Для получения выдержки времени, независимой от напряжения катушки, магнитную систему реле делают сильно насыщенной. Плавное регулирование выдержки времени при отпускании осуществляется путем изменения натяжения отключающей якорь пружины. Для получения большей выдержки времени необходимо уменьшить натяжение пружины. При этом отпускание якоря происходит при меньшем значении потока. По мере приближения Ф_отп к остаточному потоку Ф_ост выдержка времени начинает сильно возрастать. Если отпускание якоря происходит при Ф_отп» Ф_ост, то возможны случаи его залипания. Поэтому возвратная пружина регулируется так, чтобы обеспечить необходимое контактное нажатие и отход якоря в исходное положение.

Ступенчатая регулировка выдержки времени осуществляется немагнитными прокладками, располагаемыми между якорем и сердечником. При уменьшении толщины немагнитной прокладки индуктивность катушки увеличивается, а скорость спадания магнитного потока уменьшается. Поэтому при неизменной силе возвратной пружины выдержка времени возрастает. Толщина магнитных прокладок обычно берется от 0,05 до 0,5 мм.

Пневматическое реле времени типа РВП-2 относится к реле с механическим замедлением. Оно позволяет получить выдержку времени как при включении, так и при отключении. Реле состоит из трех основных частей: электромагнита, исполнительных контактов и замедляющего устройства (рис. 5.2.1).

Электромагнит реле переменного тока выполняется прямоходовым с шихтованным сердечником и втягивающей катушкой 7 на среднем стержне. Ярмо 8 — Ш-образное, с укороченным средним стержнем. Якорь 10 Т-образной формы. На крайних стержнях ярма имеются короткозамкнутые витки для уменьшения вибрации и гудения магнитной системы. В качестве исполнительных контактов в реле применяются микропереключатели 3, 4 с прямо-ходовым толкателем и амортизатором. Исполнительные контакты микропереключателя 3 с выдержкой времени и микропереключателя мгновенного действия 4 имеют один замыкающий и один размыкающий контакты.

В качестве замедляющего устройства используются пневматическая камера 15, установленная на общей металлической скобе 9.

При обесточенной катушке якорь реле под действием возвратной пружины 6 устанавливает пластмассовую колодку 11, жестко связанную с диафрагмой 14, в крайнее верхнее положение. При этом воздух из нижней половины камеры через клапан и суконный фильтр 16 проходит в верхнюю половину камеры. При подаче напряжения на катушку якорь втягивается и перемещает вниз с помощью пружины 13 пластмассовую колодку и диафрагму. Скорость перемещения диафрагмы зависит от количества воздуха, засасываемого в единицу времени через входное отверстие Б. Регулировка выдержки времени осуществляется изменением положения иглы 1, регулирующей сечение отверстия Б. Положение иглы 1 контролируется маховичком 2.

Скоба 12, перемещаясь одновременно с колодкой, воздействует на штифт микропереключателя 3, который производит переключение контактов с выдержкой времени. Срабатывание контактов мгновенного действия осуществляется под воздействием рычага 5 на штифт микропереключателя 4.

Катушки реле выполняются на напряжение от 12 до 400В переменного тока и от 12 до 220В постоянного тока. Рабочий диапазон регулирования выдержки времени от 0,4 до 180с. Время подготовки реле к дальнейшей работе после возврата в исходное положение не превышает 1,5с.

Рис. 5.2.2. Кинематическая схема реле времени типа ВС-10

Электрическая износоустойчивость реле при частоте включений 1200 в час составляет не менее 1 млн. срабатываний.

Отечественная промышленность выпускает серию реле времени, в которых выдержка времени создается за счет замедления получаемого в редукторе синхронного двигателя и реле. Например, на таком принципе выполнены программное реле времени типа ВС-10, многоцепное реле времени типов Е-58 и РВТ-1200, моторное реле времени типа Е-52.

Рассмотрим принцип действия таких реле на примере реле типа ВС-10, кинематическая схема которого приведена на рис. 5.2.2.

Программное реле времени типа ВС-10. Программное реле времени переменного тока типа ВС-10 предназначено для получения регулируемых программ выдержек времени в схемах автоматического управления. Оно представляет собой электромеханическое устройство с приводом от синхронного двигателя. Принцип работы реле заключается в том, что вращение от двигателя передается подвижным частям реле, которые приводят в действие контакты через заранее установленные промежутки времени.

Двигатель реле начинает работать с включением питания схемы, в которой используется реле. Вращение от двигателя 1 через понижающий редуктор 2 передается левой половине муфты сцепления 3, свободно сидящей на оси 4. Сигнал на срабатывание реле поступает на электромагнит сцепления 5. При включении электромагнита якорь его притягивается и своим рычагом передвигает левую половину муфты вправо, до полного зацепления с правой половиной муфты 14, жестко соединенной с трубкой 12. Через муфту вращение передается шестерне 11, жестко закрепленной на главной оси 15. На ней же расположены шкалы 9. В зависимости от исполнения реле шкал может быть шесть или три. Набор шкал стягивается зажимной гайкой 10. При отпущенной гайке шкалы могут поворачиваться одна относительно другой. Этим достигается перестройка программы выдержек времени. В зависимости от установленной выдержки времени укрепленные на шкалах упоры 16 оказываются на различных расстояниях по отношению к кулачкам 18. Чем меньше уставка времени для данной шкалы, тем ближе расположен упор к кулачкам и тем раньше произойдет переброс кулачка. При перебросе кулачка происходит переключение контактной системы 17. Количество переключающих контактов соответствует числу шкал и может быть равно трем или шести. Уставка выдержки времени производится по шкале и визиру так, чтобы против стрелки на визире было установлено требуемое деление шкалы. После срабатывания всех контактных групп размыкающий контакт, включенный последовательно с обмоткой двигателя, размыкается. Это вызывает остановку двигателя, и движение упоров прекращается.

Возврат реле в исходное положение происходит после отключения электромагнита. Возвратная пружина 13 выводит левую половину муфты из зацепления, а возвратная пружина 6 приводит ось 15 с шкалами в исходное положение. Для уменьшения резких толчков и ударов при возврате реле имеет центробежный тормоз 7, приводимый в действие через трубку 8 от шестерни 11. С увеличением угловой скорости главной оси при возврате происходит торможение за счет трения тормозных грузов об обойму тормоза.

Реле позволяет устанавливать различную выдержку времени в шести или трех независимых цепях. Диапазон уставок выдержки времени зависит от исполнения реле и может быть от 2 до 24 ч. Номинальное напряжение реле 12, 127, 220В переменного тока частотой 50 Гц. Максимально допустимая частота 300 включений в час. Износоустойчивость реле не более 300 тыс. включений.