5.1 Классификация реле
По надежности действия реле подразделяются на реле I и II классов надежности и реле облегченного типа.
В реле I класса надежности после выключения тока в обмотках с максимальной гарантией якорь реле отпадает под действием собственного веса. Фронтовые контакты таких реле изготовляют из несвариваемых материалов (уголь). Нажатие на фронтовые контакты должно быть не менее 30 г, на тыловые – 15 г; воздушный зазор между контактами при крайних положениях якоря не менее 1,3 мм. Схемный контроль отпадания якоря, как правило, не предусматривается.
В реле II класса надежности возврат якоря может обеспечиваться под действием собственного веса и реакцией контактных пружин. В ответственных схемах предусматривается схемный контроль отпадания якоря.
В реле облегченного типа якорь имеет малый вес и отпадает под действием сил упругости контактных пружин. Реле, как правило, используются в цепях, не связанных непосредственно с обеспечением безопасности движения поездов (схемы наборной группы МРЦ, кодовая аппаратура ДЦ и другое). В таких реле, устанавливаемых в дешифраторных ячейках кодовой автоблокировки, локомотивных устройствах АЛСН и других, обязательно контролируется притяжение и отпадание якоря. Если же эти реле работают в ответственных цепях с непрерывным питанием, то применяется дублирование реле (параллельное или последовательное включение), контакты которых в схемах включаются всегда последовательно.
По принципу действия реле подразделяют на следующие типы:
электромагнитные, в основу действия которых положено свойство электромагнита притягивать якорь и замыкать связанные с ним контакты при протекании по его обмотке тока;
индукционные (двухэлементные), работающие от взаимодействия переменного магнитного поля одного элемента и токов, индуктируемых в легком подвижном секторе переменным магнитным потоком другого элемента;
термические, в основу действия которых положено свойство биметаллической пластины изгибаться при нагревании ее электрическим током;
бесконтактные, принцип действия которых основан на изменении электрического или магнитного состояния схемы.
По роду питающего тока различают реле постоянного, переменного и постоянно-переменного тока. Реле постоянного тока разделяют на нейтральные, поляризованные и комбинированные.
В зависимости от времени срабатывания реле делят на: быстродействующие с временем срабатывания на притяжение и отпускание якоря до 0,03 секунды; нормальнодействующие с временем срабатывания до 0,2 секунды; медленнодействующие с временем срабатывания до 1,5 секунды; временные с временем срабатывания свыше 1,5 секунды.
Всякое реле имеет два состояния: рабочее (возбужденное) и нерабочее (обесточенное). В рабочем состоянии реле якорь притянут, верхние, нормально разомкнутые (фронтовые) контакты замкнуты. В нерабочем положении через обмотку реле ток не протекает, якорь находится в отпавшем положении, замыкаются нижние нормально замкнутые (тыловые) контакты.
Напряжение и ток, при которых происходит притяжение якоря и замыкание фронтовых контактов, называются напряжением и током полного подъема (срабатывания) якоря, а напряжение (ток), при котором происходит отпадание якоря, называется напряжением (током) отпадания якоря. Номинальное рабочее напряжение всегда несколько выше напряжения срабатывания (обычно в 1,5 раза).
Отношение напряжения (тока) отпадания 
к напряжению (току) срабатывания
характеризует коэффициент возврата реле
, или 
.
Для большинства реле, используемых в устройствах автоматики и телемеханики, коэффициент возврата 0,25 – 0,5.
В устройствах автоблокировки реле, кроме специальных типов, рассчитаны на номинальное рабочее напряжение 12В, а в станционных устройствах на 24В.
Для электропитания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики применяют специальные трансформаторы, выпрямители, аккумуляторы и преобразователи.
Источник
Общие сведения о реле железнодорожной автоматики
Реле и приборы релейного действия широко распространены в устройствах ЖАТ из-за простоты конструкции, надежности и длительности срока службы в различных климатических условиях. Они являются основными элементами, посредством которых создаются электрические схемы автоматики и телемеханики. Под элементами понимаются простейшие для системы устройства, преобразующие входную величину в выходную.
Принцип действия релейного элемента заключается в скачкообразном изменении выходной величины при плавном изменении входной величины. Входными электрическими величинами являются напряжение и ток. Скачкообразное изменение тока выходной цепи достигается физическим размыканием электрической цепи контактами, вследствие чего такой элемент автоматики называют контактным реле. В основу работы контактного реле заложен принцип действия электромагнита, в котором электромагнитная энергия преобразуется в механическое перемещение, поэтому реле на-
Рис. 1.1. Элементы контактного реле
Основными частями электромагнитного реле (рис. 1.1) являются: обмотка 1 (катушка), намотанная на фенопластовую шпулю и установленная на сердечнике 2, подвижная часть реле — якорь 4, который воздействует на исполнительный орган — контакты 5 и ярмо 3, на котором крепятся основные элементы. Действие реле заключается в следующем: при пропускании тока по катушке в сердечнике создается магнитный поток, направление которого определяется по правилу «буравчика». Вектор магнитного потока направлен по элементам — сердечник, воздушный зазор, якорь, ярмо. Под действием магнитного потока сердечник намагничивается, притягивается якорь, который воздействует на переключающиеся (общие) контакты. Состояние реле, при котором якорь притягивается, называется возбуждением или срабатыванием. При выключении тока в катушке исчезает магнитный поток, якорь под действием собственного веса и под действием реакции контактных пружин возвращается в исходное состояние. Возвращение якоря в исходное состояние называется обесточиванием (отпусканием) реле. Состояние реле записывается символами: реле возбуждено — Т или 1; реле обесточено — I или 0.
Реле железнодорожной автоматики классифицируются по ряду признаков:
- по принципу действия реле подразделяются на электромагнитные, в основу действия которых положен принцип работы электромагнита; индукционные (двухэлементные), работающие от переменного тока, принцип которых основан на взаимодействии сдвинутых по фазе переменных магнитных потоков элементов с токами, индуцированными в подвижном алюминиевом секторе; электротермические, действие которых основано на расширении тел при нагревании; в электротермических реле используют биметаллические пластины, изгибающиеся при нагревании и замыкающие контакты с другим линейным расширением;
- по надежности действия реле подразделяются на реле первого класса и низшие классы. К реле первого класса надежности относят реле, у которых при выключении тока в обмотках обеспечивается 100%-ное отпускание якоря под действием собственного веса. Реле 1 класса выпускаются в защитном кожухе и устанавливаются в релейных шкафах или на стативах релейных помещений; реле первого класса без кожуха устанавливаются в блоках электрической и горочной централизации. Реле этого класса обладают дополнительными свойствами, обеспечивающими высокую надежность:
- несвариваемость фронтовых контактов с общими контактами; фронтовые контакты изготавливаются из графито-серебряного композита, остальные контакты из серебра;
- надежное контактное нажатие на фронтовые контакты составляет 0,3 Н (30 гс), на тыловые — 0,15 Н (15 гс);
- межконтактное расстояние должно быть не менее 1,3 мм;
- наличие антимагнитного штифта на якоре, исключающего залипание якоря при выключении тока из-за явления остаточной индукции;
- исключение неодновременного переключения контактов;
- реле первого класса используются в ответственных схемах без использования дополнительного контроля отпускания якоря.
У реле низших классов отпускание якоря при выключении тока обеспечивается под действием реакции контактных пружин. Эти реле не используются в ответственных схемах, непосредственно обеспечивающих безопасность движения поездов. При использовании этих реле в ответственных схемах действие по переключению контактов проверяется дополнительно схемным путем;
- по роду питающего тока реле делятся на реле постоянного и переменного тока. Реле постоянного тока подразделяют на нейтральные, поляризованные и комбинированные; реле переменного тока являются только индукционными;
- по времени срабатывания реле делят на быстродействующие с временем срабатывания на притяжение и отпускание якоря до 0,03 с; нормальнодействующие с временем срабатывания 0,03—0,3 с; медленнодействующие с временем срабатывания 0,3—1,5 с; временные с временем срабатывания более 1,5 с;
- по конструкции реле подразделяют на большие, малогабаритные, реле типа РЭЛ. Промышленностью выпущено четвертого поколения реле. К первому поколению относят реле с подключением в схему под гайку или с разборным болтовым подключением. Ко второму поколению относят большие штепсельные и нештепсельные реле. К реле третьего поколения относят малогабаритные реле, а к реле четвертого поколения — реле РЭЛ. Кроме контактных реле, широкое распространение получила бесконтактная аппаратура: реле, датчики, генераторы, приемники, бесконтактные трансмиттеры и др.;
- по способу включения в электрическую схему реле делят на штепсельные, нештепсельные (монтажные провода припаиваются к выводам контактов реле) и с болтовым соединением монтажных проводов (разборное соединение).
Маркировка реле. Все реле автоматики и телемеханики имеют специальную маркировку, состоящую из букв и цифр, занимающих определенное место в обозначении, однако система обозначений выдерживается не для всех типов реле.
Первая буква или сочетание двух букв указывают на принцип действия реле; вторая буква указывает на конструкцию реле (малогабаритные), у больших и автоблокировочных реле эта буква отсутствует. Например, первые буквы обозначают: Н — нейтральное, П — поляризованное, К — комбинированное, И — импульсное, СК — самоудерживающее комбинированное, ДС — двухэлементное секторное, А — автоблокировочное, В — с выпрямителем, Т — с термоэлементом, Ш — штепсельное, Р — с разборным болтовым соединением, М — малогабаритное, вторая буква М — медленнодействующее.
Аббревиатуры некоторых реле можно расшифровать так: НМШ — нейтральное малогабаритное штепсельное; НМПШ — нейтральное малогабаритное пусковое штепсельное; ИМВШ — импульсное малогабаритное с выпрямителем штепсельное; НМШМ — нейтральное малогабаритное штепсельное медленнодействующее; ДСШ — двухэлементное секторное штепсельное.
После буквенного обозначения указываются цифры. Если после букв стоит цифра 1 — это означает, что реле имеет 8 групп (8 фт) контактов; в каждую группу входит 1 фронтовой, 1 перекидной (общий, осевой, подвижный) и 1 тыловой контакт. Цифра 2 означает, что реле имеет 4 группы контактов 4 фт. Цифра 3 означает, что реле имеет 2 полных группы контактов 2 фт и 2 группы 2 ф, состоящие из фронтового и перекидного контактов. Цифра 4 означает, что реле имеет 4 полных группы контактов 4 фт и 4 неполных группы 4 ф, состоящих из фронтовых и перекидных контактов. Цифра 5 означает, что контактная система реле состоит из двух полных групп контактов 2 фт и двух неполных групп контактов 2 т, состоящих из перекидного и тылового.
Последнее число в обозначении реле указывает на величину сопротивления обмоток при их последовательном соединении. Если реле имеет обмотки с разной величиной сопротивления, то их обозначение записывается дробью АОШ2-180/0,45.
Особенности обозначения реле с разборным болтовым подключением: цифра 1 означает наличие 6 групп контактов, цифра 2 и цифра 3 — наличие 2 групп контактов.
Реле автоматики и телемеханики, применяемые в электрических схемах, имеют условные графические обозначения, которые приведены в табл. 1.1.
1. Нейтральные реле постоянного тока
Источник
Классификация реле
Реле являются элементной базой систем железнодорожной автоматики и телемеханики и обеспечивают прежде всего зависимости, необходимые для обеспечения безопасности движения поездов.
Реле железнодорожной автоматики разделяют: по принципу действия — на электромагнитные, электромагнитные с термоэлементом, индукционные (секторные), электронные;
по роду тока, питающего обмотку, — на реле постоянного тока (нейтральные, поляризованные, нейтрально-поляризованные или комбинированные) и переменного тока;
по числу обмоток на сердечнике (сердечниках) — на одно-, двух- и многообмоточные;
по числу положений контактной системы — на двух- и трехпозиционные;
по номинальному напряжению (току);
по времени срабатывания (притяжения) и отпускания якоря — на быстродействующие, нормально действующие, медленно действующие и временные;
по режиму работы — на реле для длительного (непрерывного) режима работы и кратковременного (импульсного) режима;
по активному сопротивлению обмоток, числу витков в обмотках, контактной системе.
Реле железнодорожной автоматики подразделяют также на реле I и II классов надежности. К реле I класса надежности относятся реле, для которых не требуется дополнительный схемный контроль отпускания якоря или дублирование в электрических схемах. Требования к реле I класса надежности следующие: надежное отпускание якоря под действием массы якоря и связанных с ним подвижных частей при отключении напряжения от его обмоток; исключение сваривания замыкающих (фронтовых) контактов и др. Реле I класса применяют в аппаратуре СЦБ, обеспечивающей безопасность движения поездов.
Реле, у которых отпускание якоря гарантируется в меньшей степени и осуществляется в основном под действием реакции контактных пружин, имеют II класс надежности. Защиту от сваривания контактов в этих реле не предусматривают. Реле II класса надежности применяют в аппаратуре, к которой не предъявляются повышенные требования по безопасности.
Малогабаритные реле
Малогабаритные реле постоянного тока относятся к реле I класса надежности и входят в состав аппаратуры СЦБ, обеспечивающей безопасность движения поездов.
Малогабаритные реле имеют два исполнения: штепсельное (в оболочке) для установки на стативах и в релейных шкафах и нештепсельное (с ламелями под пайку) для установки в закрытых релейных блоках. При этом значительная часть штепсельных реле имеет нештепсельные аналоги. В обозначении типа штепсельного малогабаритного реле присутствует буква Ш.
Промышленность изготовляет следующие типы малогабаритных штепсельных реле:
без выпрямительной приставки:
НМШ, АНШ — нейтральные нормально действующие;
НМШМ, АНШМ — нейтральные медленно действующие;
НМШТ, АНМШТ — нейтральные с термоэлементом;
НМПШ — нейтральное пусковое;
ПМПУШ — поляризованное пусковое;
КМШ — комбинированное (с нейтральным и поляризованным якорями);
с выпрямительной приставкой:
ИМШ — поляризованное импульсное;
ИМВШ — поляризованное импульсное;
ОМШ, ОМШМ, АОШ — нейтральные огневые;
АШ, АПШ, АСШ — нейтральные аварийные.
Малогабаритные реле с выпрямительными приставками можно включать в цепи постоянного и переменного тока.
В поляризованных и комбинированных реле установлены поляризующие магниты, за счет которых поляризованный якорь переключается с изменением полярности источника питания постоянного тока, подключаемого к обмотке.
Конструктивные особенности малогабаритных штепсельных реле показаны на примере реле НМШ1 (рис. 1), имеющего следующие основные части: магнитную систему, состоящую из якоря 1, ярма 2, сердечника 12, на котором размещены две катушки 11; штепсельные выводы 8 для подключения обмоток; контактные системы, состоящие из фронтового 5, подвижного 6 и тылового 4 контактов; межконтактные изоляционные пластмассовые прокладки 7, пластмассовое основание 10\ направляющий штырь 9\ защитный колпак 3.
Рис. 1. Конструктивные особенности реле HMIIII
Рис. 2. Расположение контактов и схема соединения обмоток реле НМШ1, НМ1 (вид с монтажной стороны)
Шпули двух катушек нормально действующих реле выполнены из пластмассы, одной или двух катушек медленно действующих реле — из меди. В медленно действующих реле с одной катушкой взамен второй имеется медная гильза.
Катушки (обмотки) реле могут быть включены раздельно, последовательно и параллельно.
В качестве исходного для нейтральных малогабаритных штепсельных реле используется основание реле НМШ1, имеющего восемь контактных групп (рис. 2). Малогабаритные реле с меньшим числом контактов выполняют с применением меньшего числа штепсельных выводов реле НМШ1, но с сохранением их расположения и нумерации.
Рис. 3. Расположение и нумерация выводов реле ПМПУИГ, ИМВШ, ИМШ1, КМШ, км
Поляризованные реле ПМПУШ, ИМШ1, ИМВШ и комбинированные КМШ и КМ имеют расположение и нумерацию штепбельных выводов, приведенные на рис. 3.
Электрические и временные характеристики малогабаритных реле приведены в табл. 1—7. В табл. 1, 4 и 7 для некоторых реле приведены электрические характеристики реле по току и напряжению, не совпадающие с наименованием столбцов (значение тока в столбце с напряжениями и наоборот); в табл. 1—7 приведены номинальные сопротивления обмоток реле по постоянному току.
Рис. 4. Схема включения выпрямителей и обмоток реле НМВШ2,
АНВШ2, АШ2-12/24, АШ2-110/220, АПШ-24, АПШ-110/127,
АПШ-220, расположение контактов реле АПШ-24, АПШ-110/127, АПШ-220
Рис. 5. Схемы включения выпрямителей и обмоток реле АСШ-2, ОМШ2, ОМШМ, АОШ2
В табл. 5.3—5.5 использована нумерация штепсельных выводов встроенных выпрямителей и обмоток реле НМВШ2, АНВШ2, АШ2, АПШ (рис. 4), АСШ и схемы включения встроенных выпрямителей и обмоток реле ОМШ2, ОМШМ, АОШ2 (рис. 5).
В табл. 5.1. время замедления на отпускание реле НМШМ2-1.5 указано при токе 0,5 А; НМШМ2-11/500 по обмотке сопротивлением 11 Ом — при токе 0,25 А; НМПШЗ-0,2/250 по обмотке сопротивлением 0,2 Ом — при токе 1,5 А, остальных — при номинальном напряжении (токе).
Для подключения обмоток двухобмоточных реле НМШ, НМШМ и НМПШ используют штепсельные выводы 1-3, 2-4, однообмоточных — 1-3, двухобмоточных реле АНШ, АНШМ—21-61,41-81, однообмоточных—21-61.
Таблица l. Электрические и временные характеристики реле НМШ, НМШМ, АНШМ, АНШ, НМПШ
Сопротив
ление
обмоток,
Ом
Источник