Мета роботи. Вивчення конструкції і принципу дії контактного комбінованого малогабаритного штепсельного реле постійного струму типу КМШ.

 

Вивчення конструкції і принципу дії контактного комбінованого малогабаритного штепсельного реле постійного струму типу КМШ.

2. Загальні положення

 

Комбіноване реле типу КМШ (рис.1) являє собою комбінацією нейтрального і поляризованого якоря.

 

Рис. 1.

Електронна система містить постійний магніт 1, сердечник 2 з подовженими полюсними наконечниками, дві з'єднані послідовно котушки З, поляризований якір 4 і нейтральний якір 5 з контактними тягами.

Устрій котнактних систем нейтрального і поляризованого якорів аналогічно реле НМШ і ПМШ.

Принцип дії поляризованої частини реле заснований на тому, що на його якір поляризований якір (ПЯ) впливають два незалежних магнітних потоку:

- робочий Ф_р, створюваний струмом обмотки;

- поляризуючий Ф₀, створюваний постійним магнітом.

При цьому робочий магнітний потік Ф_р, взаємодіючи з поляризуючим Ф_о, переміщає якір ПЯ з одного положення в інше.

Поляризоване реле від нейтрального відрізняється ще і тим, що має в магнітному ланцюзі два повітряні зазори δ₁, і δ₂.

При спрацьовуванні якоря один проміжок зменшується, а другий збільшується, оскільки на якір діють дві електромагнітні сили F_Э1 i F_Э2.

Поляризуючий магнітний потік Ф₀ забезпечує спрямованість дії якоря при зміні напряму струму в обмотці і утримує якір в заданому положенні при виключеному струмі.

Кожна сила F_Э1 i F_Э2, діюча на якір, створюється результуючим магнітним потоком Ф₀ + Ф_р (при збігу спрямованості), або Ф₀ - Ф_р (при стрічному напрямі).

Поляризований якір переміщається до того полюса, в повітряному проміжку якого магнітні потоки складаються.

Як бачимо, магнітна система поляризованої частини реле КМШ побудована по диференціальній схемі (рис.2).

 

Рис. 2.

Поляризуючий потік Ф₀ магнітного ланцюга постійного магніту в лівій та правій частинах зазору спрямований в різні боки, а робочий магнітний потік Ф_р має один напрям.

Оскільки в комбінованому реле при виключенні струму в обмотці поляризований якір буде знаходиться в положенні прямої або зворотної полярності залежно від напряму струму, що протікає до його виключення, то питання надійності замикання контактів і забезпечення необхідного контактного тиску набуває важливе значення. Контактне натиснення, що характеризує надійність замикання контактів при вимкненому струмі в обмотці визначається таким чином.

Тягова сила f ₁, діюча на якір в лівому повітряному зазорі δ;₁ (рис.2) від

дії магніторушійної сили постійного магнітна визначиться:

 

(1)

 

тягова сила в правому повітряному зазорі δ;₂ буде:

 

(2)

 

де Gb₁ і Gb₂ - провідності повітряних зазорів відповідно δ₁ і δ₂. З огляду на те,

δ₁ < δ₂, то f ₁> f ₂.

Знаходимо результуючу силу f _рез, яка забезпечує притиснення якоря до лівого полюса:

(3)

(4)

де S - площа перетину полюсного наконечника;

μ₀ -магнітна проникність.

Отже, контактне натиснення і надійність роботи контактів якоря поляризованого реле тим більше, чим більше магніторушійна сила постійного магніту.

Комбіноване реле характеризується трьома наступними ознаками (рис.3):

1. Незбуджене - нейтральний якір знаходиться у відпалому положенні, замкнутий, тиловий контакт (Т), а поляризований якір залишається в положенні прямої або зворотної полярності, залежно від напряму струму, що протікає до його виключення.

2. Збуджене струмом прямої полярності - в цьому випадку нейтральний якір притягається і замикається фронтовий (Ф) контакт, поляризований якір знаходиться в положенні прямої полярності і замкнутий нормальний контакт (Н).

3. Збуджене струмом зворотної полярності - замкнутий фронтовий (Ф) контакт нейтрального якоря і перекинутий (П) контакт поляризованого якоря.

При цьому варто враховувати ще одну особливість комбінованого реле: при зміні полярності струму нейтральний якір короткочасно відпадає, а коли поляризований перекинеться, потім знов притягується.

Рис. 3.

 

Позначення і нумерацію в схемах обмоток і контактів реле типу КМШ-3000 показано на (рис.3). Як видно з малюнка, нумерація контактів нейтрального якоря така ж як в реле типу НМШ. На відміну від нейтральних контакти поляризованого якоря нумеруються тризначними цифрами. Оскільки комбіноване реле має три стани, то його контактами можна керувати трьохпозиційними об'єктами, наприклад лінзовим світлофором при тризначному автоблокуванні (рис.4). Якщо реле живиться струмом прямої полярності, то на світлофорі горить зелений вогонь, а при зворотній полярності - жовтий. За відсутності струму в обмотці фронтовий контакт 11-12 нейтрального якоря розмикається і незалежно від положення поляризованого контакту 111-112-113 на світлофорі зажевріє червоний вогонь.

 

Рис. 4.

Щоб уникнути появи проблиску червоного вогню у момент зміни полярності можна в якості лінійного реле застосовувати самоутримуюче комбіноване реле типу СКШ, що на відмінність від реле типу КМШ доповнене допоміжною електромагнітною системою, яка усуває відпадання нейтрального якоря при зміні напряму струму в катушках.

3. Опис робочого місця

 

Лабораторна установка є макетом, на лицьовій панелі якого змонтовані наступні прилади і контрольні лампи:

- реле типу КМШ з поляризованим та нейтральним якорями;

- регулятор напруги, що поступає на обмотки реле;

- вольтметр з шкалою від 0 до 30 В;

- лампочка з лінзою зеленого кольору, що контролює збудження реле струмом прямої полярності (розташована в лівому верхньому кутку панелі);

- лампочка з червоною лінзою (розташована під попередньою), що контролює збудження реле струмом зворотної полярності;

- у лівому нижньому куту панелі - лампа з червоною лінзою, що сигналізує про включення макета;

- двухпозиційний тумблер В1 включення макета;

- у правому верхньому куту панелі знаходиться лампочка збілою лінзою, служить для контролю спрацьовування нейтрального якоря реле і фактичного замикання фронтового контакту 11-12;

- лампочка з червоною лінзою (розташована під попередньою), що контролює відпалий стан нейтрального якоря і фактичне замикання тилового контакту 11-13;

- дві лампочки із зеленою і червоною лінзами (розміщені в нижньому правому кутку панелі) контролюють відповідно переліт поляризованого якоря в нормальне (Н) або переведене положення (П);

- трьохпозиційний тумблер В2, служить для подачі на обмотки реле струму прямої полярності (обернути вгору) або зворотної полярності (обернути вниз), нормально знаходиться в середньому положенні.