Ускорение и замедление срабатывания и отпускания реле

Электромагнитные реле при подключении к сети срабатывают (якорь подтягивается, и контакты переключаются) не мгновенно. Время срабатывания различных реле колеблется от нескольких миллисекунд до десятков секунд. Время отпускания реле (от момента отключения катушки до момента полного отпадания якоря) у большинства реле меньше времени срабатывания. Катушка реле обладает индуктивностью и активным сопротивлением. При подключении к сети ток в цепи катушки увеличивается не мгновенно, потому что возникает э. д. с. самоиндукции, которая, по правилу Ленца, своим током препятствует причине возникновения (возрастанию тока и магнитного потока катушки). Уменьшение тока в катушке при ее отключении также происходит не мгновенно. Э. д. с. самоиндукции своим током противодействует быстрому уменьшению тока катушки.

Воздушный зазор между якорем и сердечником при срабатывании значительно больше, чем при отпускании, поэтому нужная магнитная индукция создается большей величиной тока. Срабатывание происходит при большем токе, чем отпускание. Время срабатывания также больше времени отпускания. Изменением скорости возрастания и убывания тока можно изменять время срабатывания и отпускания.

Увеличение времени срабатывания реле постоянного тока можно достигнуть подключением конденсатора параллельно его катушке, если реле работает с добавочным сопротивлением. При замыкании цепи ток через сопротивление проходит главным образом на зарядку конденсатора. После того как он значительно зарядится, увеличится ток в катушке реле. Увеличение тока в катушке до величины Iср происходит за более длительное время.

Эта схема обеспечивает и увеличение времени отпускания реле. При размыкании цепи по катушке реле некоторое время ток продолжает проходить. Это — ток разрядки конденсатора.

Уменьшение времени срабатывания можно получить параллельным подключением конденсатора к добавочному сопротивлению. При замыкании цепи ток в катушке быстрее возрастает и реле быстрее срабатывает. После того как конденсатор значительно зарядится, ток проходит через добавочное сопротивление. Увеличение времени срабатывания реле.

Источник

Тема: Изменения временных параметров реле

Cамостоятельная работа №2

Временные параметры (время срабатывания и отпускания) электромагнитных реле могут быть изменены воздействием на конструкцию или путем последовательного и параллельного подключения к обмотке реле разных элементов.

Конструктивные методы предусматривают приме­нение дополнительных обмоток или короткозамкнутого витка (втулки) и могут быть попользованы только при проектирова­нии реле. Если реле снабдить дополнительной коротко замкнутой обмоткой II (рис. 3.8), помещенной на одном сердечнике с главной обмоткой I и создающей при переходном режиме вклю­чения реле магнитный поток Ф_к, противоположный по направ­лению основному магнитному потоку Ф, то нарастание его до величины Ф_Ср будет удлиняться и время срабатывания реле увеличивается. Для уменьшения времени срабатывания необ­ходимо короткозамкнутую обмотку разместить так, чтобы она создавала магнитный поток Ф_к, направленный согласно потоку Ф рабочей катушки реле. Массивные медные втулки надевают­ся на сердечник под обмотку или рядом с ней. При этом втул­ки, надетые на конец сердечника, увеличивают время срабаты­вания, а надетые у основания сердечника — увеличивают время отпускания.

Схемные методы (рис. 3.9) изменения временных пара­метров основаны на изменении длительности переходных Про­цессов, происходящих в обмотке реле при его срабатывании и отпускании.

При замыкании контакта управления к обмотке реле (рис. 3.9, а) через его размыкающий контакт подводится повышенное напряжение и через обмотку протекает ток выше номинального (форсировка). После срабатывания реле оно своим контактом обеспечивает ‘последовательное включение добавочного резисто­ра R_д ограничивающего ток до номинального.

Если в этой схеме резистор Rд шунтировать конденсато­ром, то при замыкании цепи питания реле ток переходного ре­жима будет проходить не через Rд, а через конденсатор, пред­ставляющий для него очень малое сопротивление, и процесс сра­батывания ускоряется. По окончании переходного режима (когда конденсатор не пропускает постоянного тока) ток, про­текающий через резистор Rд будет снижен до номинального. В этом случае время срабатывания может быть уменьшено в 5—10 раз.

Для увеличения времени срабатывания реле параллельно его обмотке следует через размыкающий контакт подключить лампу накаливания (рис. 3.9, б). При замыкании цепи реле че­рез лампу, нить которой в холодном состоянии обладает малым сопротивлением, потечет большой ток, что обусловит большое падение напряжения на резисторе Я_д и, следовательно, малое напряжение на обмотке реле. По мере разогрева нити лампы сопротивление ее увеличится и по обмотке потечет ток, вызыва­ющий срабатывание реле с замедлением до 5 с. После сраба­тывания размыкающий контакт отключает лампу, исключая этим ее влияние на отпускание реле.

При шунтировании обмотки реле конденсатором и замыка­нии цепи ток переходного режима вначале течет через емкость, так как индуктивность обмотки является для ₍него большим со­противлением. К концу переходного режима «сопротивление кон­денсатора увеличится и ток, протекающий через обмотку реле, возрастет до величины срабатывания. При этом замедление срабатывания пропорционально емкости конденсатора и может достигнуть 10 с. Схема с конденсатором, кроме того, обеспечит увеличение времени отпускания.

Для получения замедлений до 100 с последовательно с об­моткой реле включают нелинейное сопротивление с отрица­тельной проводимостью (полупроводниковые термоуправляемые сопротивления), процесс разогрева и охлаждения которого со­ответственно увеличивает время срабатывания или время от­пускания.

Для увеличения времени отпускания реле параллельно его обмотке подключают цепочку RC или полупроводниковый вен­тиль.

В схеме с цепочкой RC (рис. 3.9, в) при размыкании цепи или через его обмотку некоторое время проходит ток, обуслов­ленный запасенной в емкости энергией (ток разряда конденса­тора). Увеличение времени на отпускание в такой схеме мо­жет быть получено до 10 с. В схеме с вентилем (рис. 3.9, г) при отключении аитания катушка реленекоторое время (до 1 – 2 с.)обтекается вентиль черезвентель за счет ЭДС, самоиндукции катушки, и якорь реле удерживается в притянутом состоянии.

Источник

Методы ускорения и замедления срабатывания электромагнитов и электромагнитных механизмов

Для электромагнитов, время срабатывания которых должно отличаться от нормального (0,05 — 0,15 с.) в ту или иную сторону, необходимы специальные меры для обеспечения временных параметров. Эти меры могут быть направлены либо на изменение конструкции и параметров электромагнита, либо на применение схемных способов изменения времени срабатывания. В связи с этим эти методы и получили название — конструктивные или схемные методы.

Конструктивные методы уменьшения времени срабатывания

Время трогания элекромагнита. Для уменьшения времени трогания конструктивным способом уменьшают вихревые токи в магнитопроводе электромагнита, которые увеличивают время трогания, так как они демпфируют магнитный поток при его изменении. Для этого магнитопровод электромагнита выполняют из магнитных материалов с высоким удельным электрическим сопротивлением. В массивных частях магнитопровода выполняют специальные прорези, пересекающие пути вихревых токов. Магнитопровод выполняют шихтованным из листов электротехнической стали.

Время движения электромагнита. Для уменьшения времени движения стремятся уменьшить ход якоря, уменьшить массу якоря и связанных с ним подвижных частей. Уменьшают трение в осях или между подвижными и неподвижными деталями конструкции. Применяют вращение якоря на призме, а не в осях.

Схемные методы уменьшения времени срабатывания электромагнита. В тех случаях, когда конструктивные метода малоэффективны или не применимы, используют схемные методы изменения временных параметров электромагнитов. Схемные методы воздействуют только на время трогания электромагнита через его параметры.

Время трогания электромагнита при срабатывании можно уменьшить, если одновременно с увеличением напряжения питания электромагнита ввести в цепь катушки добавочное сопротивление Rд такой величины, чтобы установившееся значение тока в обмотке электромагнита при этом не изменилось, т.е.

Уменьшение времени трогания здесь получается за счет

Недостатком этой схемы является то, что эффект достигается за счет пропорционального увеличения мощности, теряемой в добавочном сопротивлении.

В схеме на рис. 2 последовательно с обмоткой электромагнита включен добавочный резистор, шунтированный конденсатором. Напряжение питания в этой схеме также увеличивается. Однако добавочный резистор подбирается также как и в схеме рис. 1. Форсировка процесса срабатывания здесь получается за счет того, что в первый момент после подачи напряжения незаряженная емкость С создает дополнительный путь для тока. Поэтому за счет тока зарядки конденсатора в обмотке электромагнита ток растет быстрее. Переходный процесс, до момента трогания якоря, в этом случае описывается следующими уравнениями:

Для рассматриваемой схемы существует значение оптимальной емкости, при которой время срабатывания получается минимальным

Недостатком этой схемы является наличие конденсатора, емкость которого обычно значительна.

На рис. 3 показана схема форсировки срабатывания, в которую последовательно с обмоткой электромагнита включено добавочное сопротивление, шунтированное размыкающим контактом. Этот контакт связан с якорем. При обесточенной обмотке он замкнут, размыкание происходит лишь в конце хода якоря. В период срабатывания через обмотку протекает переходный ток, установившееся значение которого было бы равно. Но благодаря тому, что якорь притягивается, происходит размыкание контакта К, шунтирующего Rд, и ток нарастает до меньшего установившегося значения, равного U / (R + R д), который должен быть достаточным для удержания якоря электромагнита в притянутом положении. Эта схема может применяться также для уменьшения размеров электромагнита в тех установках, где особенно важно получить их минимальный вес.

Недостатком схемы является наличие размыкающего контакта.

Методы увеличения времени срабатывания электромагнитных механизмов

Для увеличения времени срабатывания электромагнитов используют все общие факторы, приводящие к увеличению, как времени трогания, так и времени движения. Среди этих методов могут быть как конструктивные, так и схемные методы.

Из конструктивных методов, приводящих к увеличению времени движения используются такие факторы как увеличение хода якоря, увеличение веса подвижных частей, мехенические и электромагнитные демпферы. Последние нашли применение в реле, создающих большие выдержки времени, например, реле времени.

В случае электромагнитного демпфирования применяют короткозамкнутые обмотки в виде медных (алюминиевых) гильз, насаженных на сердечник магнитопровода (рис. 4). Вихревые токи, появляющиеся в этих гильзах в момент замыкания или размыкания основной обмотки электромагнита, задерживают изменение магнитного потока и создают замедление срабатывания, как при притяжении, так и при отпускании якоря. В последнем случае достигается больший замедляющий эффект, так как при отключении обмотки переходный процесс происходит при притянутом якоре, когда индуктивность системы большая. Поэтому выдержка времени при отпускании якоря в электромагнитах с короткозамкнутыми гильзами может быть получена больше, чем при его притяжении.

Электромагниты с электромагнитным демпфером могут обеспечивать выдержку времени при отпускании до 8-10 с.

Для изменения времени срабатывания электромагнитов схемными методами наиболее распространенными схемами являются следующие.

В тех случаях, когда напряжение питания фиксировано, время трогания при включении может быть увеличено включением добавочного сопротивления Rд последовательно с обмоткой электромагнита. Увеличение времени трогания здесь получается вследствие уменьшения установившегося значения тока в цепи. Вместо резистора можно включить также индуктивность, что увеличивает постоянную времени цепи, не изменяя установившегося тока.

Для увеличения времени трогания электромагнитных механизмов при отключении применяются схемы, приведенные на рис. 5. а) б) в)

Увеличение времени трогания электромагнитных механизмов в этих схемах получается за счет того, что после размыкания цепи в контурах (R,L-Rш), (R,L-VD) (рис. 5 а,б) возникающая в катушке э.д.с. самоиндукции создает ток, который тормозит спадание магнитного потока в электромагните. Задержка времени трогания определяется временем затухания тока в контурах, которое зависит от параметров этих контуров.

В схеме рис.5,в задержка времени трогания электромагнита при отпускании происходит за счет того, что после размыкания цепи заряженная емкость С разряжается в контуре (C,Rш-R,L) и ток разряда задерживает спадание потока в электромагните.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Способы изменения временных параметров реле.

Конструктивный. Для ускорения процесса срабатывания и отпускания:

1) Ослабить влияние вихревых токов в магнитопроводе (сталь с высоким удельным сопротивлением, как статор

2) Уменьшают по возможности массу якоря и его рабочий ход.

Для замедления процесса срабатывания и отпускания используют электромагнитное демпфирование. При срабатывании или отпускании основной магнитный поток, создаваемый обмоткой изменяется. При этом в короткозамкнутом (медной шайбе) возникает взаимоиндукция и течет ток, обратный магнитному потоку, направленный встречно основному, т.е. общий результат магнитного потока уменьшается, это эффективно при замедлении отпускания.

Схемные способы

Для замедления срабатывания нужно увеличить постоянную времени реле или уменьшить установившееся значение тока в обмотке. Для ускорения срабатывания нужно наоборот уменьшить постоянную времени и уменьшить ток.

t = L / R = R*C – постоянная времени

Для ускорения процесса последовательно с обмоткой включается сопротивление (нужно увеличить напряжение).

Параллельно дополнительному сопротивлению включают конденсатор.

Для замедления процесса увеличивают индуктивность (число витков катушки), напряжение при этом постоянно. Последовательно обмотке (встречно) включают диод или отключают полученную демпферную обмотку.

Источник