3. Комбинированные реле.

К омбинированные или нейтрально поляризованные реле представляют собой сочетание нейтрального и поляризованного реле с общей магнитной системой. Они имеют как нейтральный, так и поляризованный якорь. При прохождении через обмотки реле тока любой полярности нейтральный якорь притягивается, и замыкаются управляемые им фронтовые контакты. Перебрасывание поляризованного якоря и замыкание управляемых им контактов происходит в зависимости от полярности тока, протекающего через обмотки реле. Поэтому комбинированное реле является трехпозиционным : под током прямой полярности, под током обратной полярности, без тока.

Комбинированное реле типа КМШ (рис. 6) состоит из двух катушек 1, расположенных на ярме-сердечнике 2, поляризованного якоря 3, нейтрального якоря 4 и постоянного магнита 5.

Рис. 6.

Комбинированное реле обладает недостатком, который заключается в том, что при изменении полярности тока в обмотках изменяется направление магнитного потока и в момент его прохождения через нулевое значение нейтральный якорь реле отпускает. Этот недостаток ограничивает область применения комбинированных реле. Для его устранения применяются самоудерживающиеся комбинированные реле типов СКШ и СКР. Эти реле используются в системах автоблокировки постоянного тока в качестве линейного реле для управления огнями светофоров.

4. Реле переменного тока.

При включении реле постоянного тока в цепь переменного тока сила притяжения якоря во времени изменяется от F_макс до 0, при этом появляется вибрация якоря. Для устранения вибрации используются конструктивные механические и электрические способы. Из механических наиболее часто используются утяжеление якоря, из электрических используется метод создания в сердечнике двух магнитных потоков, сдвинутых по фазе. При этом магнитная система реле обеспечивает притяжение якоря двумя потоками, сдвинутыми во времени. При переходе одного потока через нуль величина второго достаточна для удержания якоря, т.е. всегда суммарное тяговое усилие F_Э больше сил механического сопротивления F_М.

Д ля создания дополнительного магнитного потока применяют дополнительную обмотку, а в однообмоточном реле часть сердечника экранируют медным кольцом К (рис. 7а). Обмоткой реле создаются магнитные потоки в неэкранированной части сердечника Ф₁ и в экранированной части Ф₂. Переменный поток Ф₂ наводит в короткозамкнутом витке (кольце) э.д.с., под действием которой в кольце протекает ток І_В. Для построения векторной диаграммы (рис. 7б) отложим произвольно вектор потока Ф₂ и совпадающий с ним вектор намагничивающей силы в воздушном зазоре AW₂.

Рис. 7.

Току в кольце І_В соответствует намагничивающая сила также равная І_В, так как Wк = 1. Поэтому AW₂ = AW₀ + І_В, где AW₀ – ампервитки обмотки реле, участвующие в создании потока Ф₂. Поток Ф₂ и ток І_В сдвинуты друг относительно друга на 90. Отложим вектор І_В от начала вектора Ф₂. Но AW₀ = AW₂ - І_В. Тогда на конце вектора AW₂ отложим вектор -І_В и соединим начало вектора Ф₂ с концом вектора -І_В. При этом получим вектор AW₀. Пренебрегая потерями в стали и потоком рассеивания считаем, что AW₀ и Ф₁ совпадают, после чего откладываем вектор потока Ф₁. Из векторной диаграммы видно, что угол сдвига между потоками Ф₁ и Ф₂ равен  и, соответственно, электромагнитные силы притяжения якоря также сдвинуты на угол . Для уменьшения потерь сердечника реле переменного тока выполняется шихтованным (из тонких пластин).

5. Кодовые реле.

Кодовые реле – это электромагнитные реле облегченного типа. Они относятся к низшему классу надежности и в ответственных случаях требуют схемного способа контроля отпускания якоря.

Н ормально действующее кодовое реле типа КДР1 (рис. 8) имеет круглый сердечник 1 с надетой на него катушкой 2, Г образное ярмо 3, якорь 4, контактные пружины 5. Контакты переключаются бакелитовой пластинкой 6, жестко связанной с якорем 4. При протекании тока через катушку якорь притягивается к сердечнику, пластинка 6 поднимается вверх, при этом размыкаются тыловые и замыкаются фронтовые контакты. После выключения питания якорь отпадает под действием давления контактных пружин.

Рис. 8.

Кодовые реле постоянного тока выпускаются в следующих разновидностях: КДР1, КДР2 – с неразветвленной магнитной цепью и Г-образным ярмом; КДР3-М, КДР5-М, КДР6 и др. – медленно действующие с разветвленной магнитной цепью и П-образным ярмом; КДРШ1, КДРШ3-М и др. – кодовое реле в штепсельном исполнении.

6. Кодовое реле железнодорожной автоматики и телемеханики.

Новое реле постоянного тока первого класса надежности типа РЭЛ по сравнению с реле НМШ имеет в 1,7 раза меньшие габариты и улучшенные эксплуатационные характеристики. Реле имеет два круглых сердечника (рис. 9), расположенных параллельно друг другу. На сердечниках 4 имеются четыре катушки, которые могут соединяться последовательно и параллельно. Широкий якорь клапанного типа 1 укреплен на призме Г образного ярма 2. Один конец якоря с антимагнитной пластиной притягивается сердечниками 4, а другой имеет пластмассовую планку 3, в которой зажаты концы всех подвижных (общих) пружин контактов, расположенных в один ряд. При притяжении якоря эти пружины изгибаются и замыкаются с фронтовыми контактами. Такая конструкция контактов обеспечивает размыкание всех тыловых контактов при замыкании хотя бы одного фронтового и наоборот. В реле НМШ это не выполняется.

Второй особенностью конструкции нового реле является подвижное крепление груза на якоре. В результате при вибрации корпуса реле груз свободно перемещается и не действует на якорь, контакты не размыкаются. Кроме того, при опрокидывании реле якорь не перемещается.

Для выполнения требования, чтобы штепсельные разъемы исключали ошибочную установку другого типа реле, предусматривается пластина 1 (рис. 10) с 10 кодовыми отверстиями, в которые входят соответственно 5 штырей платы реле. Число возможных комбинаций установки штырей 252.

Выпускаются реле нормального действия РЭЛ1, РЭЛ2 и с замедлением на отпускание якоря РЭЛ1М, РЭЛ2М. Контактный набор реле РЭЛ1 состоит из 6 переключающих и двух замыкающих контактов, реле РЭЛ2 – из 4 переключающих контактов.

Подобной конструкции выпускаются огневые реле типов О2, БО2. Реле О2 – штепсельное, реле БО2 – с ламелями под пайку. Каждое реле содержит 4 переключающих контактов.

П усковые реле типов С5, БС5 предназначены для использования в схемах управления стрелочными электроприводами. С5 – штепсельное, БС5 – с ламелями под пайку. Реле С5 (БС5) содержит три переключающих контакта и один размыкающий. В реле типа С5 (БС5) – 0,64/200 замыкающие контакты двух переключающих групп усилены магнитным дугогашением (магнитным “дутьем”).

Рис. 9, 10

Принципиально другую конструкцию имеют магнитогидродинамические реле (МГДР). МГДР – это стальные герметизированные корпуса (МГД-герконы), внутри которых имеются каналы и камеры с электродами и контактами, заполненные электропроводящей жидкостью с низкой температурой плавления (ртуть, галлий, щелочные металлы) и водородом под избыточным давлением. Основным элементом МГД-герконов является МГД-насос. МГД-герконы, дополненные различными магнитными системами с конфигурациями МГД-насоса, составляют конструкцию реле или другого аппарата с определенными параметрами и назначением.

МГДР в сравнении с традиционными реле обладают: высокой надежностью, герметичностью, бесшумностью действия, малым переходным сопротивлением контакта, исключением регулировки и профилактического ухода.

К онструктивное построение фазочувствительного реле первого класса (аналог реле ДСШ) показано на рис. 11.

Рис. 11

Реле состоит из МГД-коммутатора 1 с электропроводящей жидкостью (ртутью) 2, согласующего трансформатора 3 и электромагнита 4. Первичная (путевая) обмотка согласующего трансформатора подключена к рельсовой линии, а вторичная – к электродам 5 канала МГД-коммутатора. Ток путевой обмотки протекает через электропроводящую жидкость, находящуюся в канале 6, а ток местной обмотки насыщает сердечник электромагнита 4. Вектор магнитной индукции электромагнита 4 перпендикулярен вектору тока, протекающего в жидкости канала 6.

В результате взаимодействия тока, проходящего через электропроводящую жидкость, с магнтным полем электромагнита возникает электромагнитная сила и соответствующее давление Р на жидкость. Перемещаясь под действием давления Р из камеры 7 в камеру 8 (см. рис. 11), жидкость размыкает электроды 9 (тыловой контакт) и замыкает электроды 10 (фронтовой контакт), а при отсутствии давления жидкость возвращается в исходное положение.

В целях уменьшения размеров и удовлетворения дополнительных требований в отношении надежной работы реле и их контактов в более тяжелых условиях эксплуатации разрабатываются другие новые или модернизированные реле автоматики и телемеханики.

ГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ РЕЛЕЙНЫХ СХЕМ ВО ВРЕМЕНИ

Для временного анализа сложных электрических схем в автоматических и телемеханических устройствах часто используется графический метод анализа, позволяющий заменить длинное описание работы схемы короткими пояснениями.

П ри графическом анализе непрерывно показывается состояние реле, изменение положения якоря, моменты размыкания замыкания его контактов. Пример такого анализа для нейтрального реле показан на рис. 12.

Рис. 12

Горизонтальная линия (ось времени t) соответствует выключенному (невозбужденному) состоянию реле и замкнутому состоянию тылового контакта. Если в некоторый момент t0 замкнуть цепь птания реле, то через время t1 магнитный поток Фр возрастет до величины, при которой начинается перемещение якоря и происходит размыкание тылового контакта. Промежуток времени t1 называется временем трогания якоря.

Через время t2 якорь притянется к сердечнику и замкнется фронтовой контакт. Замкнутое состояние фронтового контакта изображается верхней горизонтальной линией. Промежуток времени t2 называется временем движения якоря. При построении диаграмм обычно время трогания и время движения объединяют и проводят одну наклонную линию, характеризующую время срабатывания реле, т.е. время от момента включения реле до момента замыкания фронтового контакта.

Момент выключения реле t₀’ показывается вертикальной линией, отсекающей трапецию с горизонтальной и косой штриховкой (время нахождения реле под током). Через некоторое время t₁’ магнитный поток уменьшается и реле начинает отпускать якорь, происходит размыкание фронтового контакта. Промежуток времени с момента выключения тока до момента размыкания фронтового контакта называется временем обратного трогания или временем замедления на отпускание. Время перелета якоря при выключении реле называется временем обратного движения. Время замедления показывается горизонтальной, а время движения – наклонной линией. Объединив время замедления и обратного движения, получим время отпускания якоря реле.

Таким образом, при построении графика отмечаются 6 характерных точек, соответствующих: а) моменту включения реле; б) моменту размыкания тылового контакта; в) моменту замыкания фронтового контакта; г) моменту выключения реле; д) моменту размыкания фронтового контакта; е) моменту замыкания тылового контакта.

При построении временных диаграмм для нескольких взаимосвязанных реле откладывается несколько осей времени( по числу реле). Если размыкание или замыкание контактов одного из реле вызывает включение или выключение другого, то на диаграмме это показывается вертикальными линиями со стрелками, направленными в сторону реле, на которые производятся воздействия.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Лабораторная установка по изучению реле и релейных схем состоит из 2 стендов. На правом стенде представлены основные типы реле, применяемые в ж.-д. автоматике и телемеханике, и детали этих реле, а также приведены параметры и нумерация выводов на штепсельных колодках.. Внизу стенда имеются кнопки для включения реле. Нажимая соответствующие кнопки можно наблюдать работу якоря и контактов при включении и выключении тока в обмотке или при изменении его полярности.

На левом стенде установлены реле типа АНШ, АНШМ, КМШ, АОШ, используемые для управления сигнальными показаниями светофор автоблокировки, приведены простейшие схемы включения этих реле и имеется контактное поле для сборки этих схем. Стенд предназначен для получения навыков подключения обмоток реле к источникам электрической энергии, использование контактов этих реле для коммутации других электрических цепей. Кроме того, на стенде имеется возможность определения основных параметров реле: напряжения срабатывания, напряжение отпускания и коэффициента возврата реле.

ЗАДАНИЕ

1. Изучить принципы действия и конструкцию различных электромагнитных реле.

2. Собрать простейшую схему включения огней светофора, проследить процессы включения и выключения реле и выполнить графический анализ работы схемы.

3. Определить основные параметры реле.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Изучить принципы действия и конструкцию различных электромагнитных реле: нейтрального, поляризованного, комбинированного, реле переменного тока:

а) ознакомится с материалом, изложенным в разделе “Краткие теоретические ведения”;

б) найти на правом стенде нейтральное реле, рассмотреть его конструкцию, выяснить назначение отдельных элементов реле;

в) изучить принцип нумерации контактов реле на штепсельной колодке, ознакомится с параметрами реле, способами подключения обмоток реле к источнику питания;

г) внизу стенда найти соответствующую кнопку для нейтрального реле и нажимая ее несколько раз визуально проследить процесс притяжения и отпускания якоря реле;

д ) аналогично выполнить пункты б, в и г для остальных реле, представленных на стенде.

2. Собрать упрощенную схему включения огней светофора автоблокировки (рис. 13):

а) собрать вспомогательную схему включения путевого реле П и, имитируя тумблером Т занятие блок-участка пути , проследить работу реле:

б) собрать вспомогательную схему реле С, являющегося медленнодействующим повторителем нейтрального якоря линейного комбинированного реле Л;

в) собрать схему включения ламп светофора (на светофоре должен загореться красный огонь, если выключено реле П), проанализировать работу огневого реле О, уяснить назначение огневого реле;

г) собрать схему включения линейного реле Л и переключателем П, меняя полярность тока через обмотку реле Л, включить желтый и зеленый огни на светофоре.

3. На основе графического анализа построить временную диаграмму работы схемы включения огней светофора для заданного состояния реле.

4. Определить основные параметры реле

а) собрать схему для измерения напряжения срабатывания реле:

б) провести измерения параметров реле и результаты занести в табл. 1.

Таблица 1.

Тип реле	Напряж. срабат-я	Напряж. отпуск-я	Коэфф. возврата
АНШ АНШМ КМШ

Рис. 13

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по данной лабораторной работе должен содержать:

1. Название лабораторной работы, цель ее выполнения.

По заданию преподавателя:

2. Определение: а) прибора релейного действия; б) контактного реле; в) бесконтактного прибора релейного действия.

3. Классификацию реле: а) по роду питающего тока; б) по надежности; в) по конструкции; г) по времени срабатывания.

4. Определение параметров реле: а) Uпр, Iпр, tпр; б) Uот, Iот, tот; в) Uр, Iр, Sр; г) Кз, Кв.

5. Характеристику класса надежности: а) 1 класс; б) низший класс.

6. Эскизы реле, область применения: а) нейтрального; б) поляризованного; в) комбинированного; г) переменного тока; д) типа КДР.

7. Эскиз штепсельной колодки реле и контактов с нумерацией (по справочнику): а) НМШ3; б) АНШМ2; в) АНШМТ-330; г) ОМШ2-40; д) НМВШ2-900/900; е) НПШ1-150; ж) АШ2-12/24; з) КМШ; и) АСШ2; к) ПМШ-1400; л) НШ2; НМПШ2-400.

8. Схему включения линейного реле Л и ламп светофора импульсно-проводной автоблокировки (см. рис. 13).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что представляет собой реле как элемент автоматики? Его характеристика.

2. Перечислите типы реле, применяемые в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики.

3. Поясните принцип действия электромагнитного реле постоянного тока.

4. Назовите и укажите на образце основные части магнитной цепи электромагнитного реле.

5. Назовите условное обозначение типов реле (шифр) и объясните принцип его составления.

6. Изобразите условное обозначение контактов в схемах и объясните принцип нумерации контактов, принятый в устройствах железнодорожной автоматики.

7. Как подразделяются реле по классам надежности и чем характеризуется каждый из классов?

8. Перечислите особенности конструкции реле 1-го класса надежности по сравнению с конструкцией реле низших классов.

9. Назовите причину, которая может вызвать залипание якоря, и меры, применяемые для исключения залипания.

10. Как подразделяются реле по принципу действия, по роду питающего тока?

11. Поясните классификацию реле по времени срабатывания.

12. Какими параметрами характеризуется управляющая часть реле?

13. Что называется коэффициентом запаса и коэффициентом возврата реле?

14. Укажите особенности конструкции магнитной цепи поляризованного реле.

15. Объясните, как работают нейтральный и поляризованный якорь у комбинированного реле при включении прямой полярности, при включении обратной полярности и быстрой перемене направления тока в обмотке.

16. Перечислите особенности конструкции магнитной цепи электромагнитного реле переменного тока.

17. Чем отличаются реле связи и промышленной автоматики от реле устройств железнодорожной автоматики?

18. Дайте определение основных параметров и характеристик реле, назовите численные значения параметров для некоторых типов реле.

19. Укажите способы устранения вибрации якоря в реле переменного тока.

20. Укажите особенности конструкции новых электромагнитных реле типа РЭЛ, С5, О2.

21. Объясните, как работает МГД реле.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Сороко В.И., Разумовский Б.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики /Справочник/. М.:Транспорт, 1981. – 704с.

2. Автоматика, телемеханика и связь. – 1986. - №10; 1987. - №7,8; 1989. - №9.

Лабораторная работа № 5.

Исследование переходных процессов в электромагнитных реле.

Цель работы:

1. Экспериментально определить временные параметры реле постоянного тока.

2. Исследовать способы изменения временных параметров реле.

Краткие теоретические сведения.

От времени срабатывания реле зависит быстродействие различных систем автоматики. При включении и выключении реле притяжение якоря зависит от переходных процессов, по окончании которых реле переходит в новое состояние.

Переходные процессы при включении характеризуются нарастанием тока в обмотке от i=0 до тока притяжения якоря І_пр и затем до рабочего тока І_Р; при выключении – продолжительность снижения тока от І_Р до тока отпускания якоря І_от и далее до i=0. После окончания переходного процесса ток в обмотке называется установившимся І_уст . При включении І_уст = =І_Р, при выключении І_уст = 0.

Промежуток времени от момента включения до замыкания фронтовых контактов называется временем притяжения якоря реле t_ПР или временем срабатывания реле. Время притяжения якоря состоит из двух составляющих: времени трогания t_тр и времени движения t_дв. Время трогания отсчитывается от момента включения питания обмотки реле до момента размыкания тыловых контактов. Время движения (переброса) якоря отсчитывается от момента размыкания тыловых контактов до момента замыкания фронтовых контактов.

Для процесса трогания реле при U=const и r_ист = 0 (параметры источника питания) справедливо уравнение

(І)

где L₁ – индуктивность обмотки реле при опущенном якоре;

R – сопротивление обмотки реле постоянному току.

В результате решения дифференциального уравнения (І) определим нарастание тока в обмотке, которое подчиняется закону

. (2)

Величина называется постоянной времени притяжения реле. При из уравнения (2) получим

.

Следовательно, величина τ₁ равна промежутку времени, в течении которого ток в обмотке нарастает от 0 до 0,632I_P . В конце процесса трогания ток в обмотке достигает значения І_тр.

Подставляя в формулу (2) i = І_тр и t = t_тр, получим

. (3)

Поскольку большинство реле имеют слабонасыщенную магнитную цепь можно принять, что І_тр = І_пр. При таком допущении из отношения (3) получим:

, (4)

или

,

где - коэффициент запаса по току, равный 1,5 - 4,0.

Время движения якоря реле t_от называется промежуток времени от момента выключения питания обмотки до момента замыкания тыловых контактов. Время отпускания также состоит из двух промежутков: время замедления на отпускание или время обратного торгания t'_тр и время обратного движения t'_дв .

t_от = t'_тр + t'_дв. (5)

Время замедления на отпускание отсчитывается от момента выключения питания до момента размыкания фронтовых контактов. Время обратного движения (переброса) якоря отсчитывается от момента размыкания фронтовых контактов до момента замыкания тыловых контактов. Решая уравнение (1) для процесса выключения реле, получим:

, (6)

где - постоянная времени при отпускании якоря;

L₂ – индуктивность обмотки реле при притянутом якоре.

При t = t_от и i =І_от найдем:

. (7)

Очевидно, что при притянутом якоре, в следствие уменьшения воздушного зазора в магнитной цепи реле, индуктивность обмотки реле L₂ больше, чем при отпавшем якоре L₁. Поэтому τ₂ > τ₁ и при отпускании якоря ток в обмотке уменьшается медленнее, чем нарастает при притяжении.

Способы изменения временных параметров реле

Способы изменения временных параметров реле в основном сводятся к способам замедления на притяжение и отпускание якоря реле. Эти способы разделяются на две группы: механические и электрические. Механические способы увеличивают t_дв, при этом применяются различные виды торможения: воздушные или масляные демпферы, ветрянки и др. Такие способы называются механическим демпфированием и обычно используются при увеличении времени притяжения якоря.

Электрические способы разделяются на конструктивные и схемные, увеличивающие время притяжения или отпускания якоря или конструктивным увеличением постоянной времени τ реле, или изменением схемы включения (выключения) обмотки реле. Такие способы называются магнитным демпфированием.

Из конструктивных электрических способов наиболее часто применяется замедление работы якоря с помощью вихревых токов, возникающих в замкнутом витке при изменении потока в магнитной цепи. Изготавливаются короткозамкнутые витки в виде шайб, обмотки из голой проволоки или медных каркасов (гильз) для обмотки. Например, для реле с медной гильзой постоянная времени состоит из двух составляющих:

,

где - постоянная времени обмотки;

- постоянная времени медной гильзы.

Постоянная времени τ_г определяется с учетом магнитной проводимости воздушного промежутка :

,

где ₀ – магнитная проницаемость воздушного промежутка;

_м – удельное сопротивление меди;

S – площадь поперечного сечения магнитопровода;

l – длина гильзы;

D – наружный диаметр гильзы;

d – внутренний диаметр гильзы.

Устанавливается медная гильза различно: внутри обмотки реле, снаружи или в виде шайб надевается на конец сердечника.

В некоторых схемах устройств автоматики необходимо иметь замедление только на отпускание или только на притяжение якоря, а иногда и на ускорение работы реле. Эти задачи решаются схемными способами изменения временных параметров реле. На рис. 1 приведены схемные способы, наиболее часто встречающиеся на практике.

При последовательном включении дополнительной катушки индуктивности и реле (рис. 1,а) увеличивается постоянная времени схемы τ_сх :

.

При этом в соответствии с (4) и (7) увеличивается как t_пр так и t_от. Поскольку L₁ существенно меньше L₂ , то время притяжения в этой схеме увеличивается значительно больше, чем время отпускания. Дополнительная катушка индуктивности должна быть выполнена толстой проволокой, чтобы R_  R.

При параллельном включении резистора через тыловой контакт реле Р (рис. 1,б) увеличивается только время притяжения якоря. Замедляющее действие также создается увеличением постоянной времени схемы τ_сх по сравнению с τ :

.

Чем меньше значение сопротивления, тем больше время замедления, однако уменьшать сопротивление r можно только до определенных пределов, чтобы не шунтировать реле.

Замедление притяжения якоря реле (рис. 1,в) обеспечивается применением двух обмоток, у которых R₁ = R₂ , W₁  W₂ . Обмотки включены встречно. В обмотке с большим числом витков ток нарастает медленнее, чем в обмотке с меньшим числом витков, поэтому результирующий магнитный поток нарастает медленно и якорь реле притягивается с большим замедлением. При размыкании ключа К встречно убывающие потоки ускоряют отпадание якоря.

Шунтирование обмотки реле резистором без введения контакта реле Р создает двусторонне замедление работы якоря: на притяжение tпр и на отпускание tот (рис. 1г). Замедление получается за счет увеличения постоянной времени τ_сх в уравнениях (4) и (7). При этом соответственно:

τ_сх1=(L1/R)*((r1+r2)/(r1+r2+r1*r2/R)); τ_сх2=(L2/R)*((r1+r2)/(r1+r2+r1*r2/R)).

Резистор r и бареттер с положительным температурным коэффициентом (рис. 1д) являются потенциометром. Обмотка реле включается параллельно бареттеру. До нагрева нити сопротивления бареттера мало и напряжение недостаточно для притяжения якоря. Время замедления определяется тепловой инерцией нити бареттера. Для исключения потери энергии на бареттере после притяжения якоря реле в его цепь включен размыкающий контакт Р. Недостатком данной схемы является ограниченный срок службы нити накаливания.

Резистор r1 (рис. 1а) подключен последовательно с реле Р, а конденсатор С – параллельно через тыловой контакт Р. При замыкании контакта К основной ток от источника течет через конденсатор С. Замедление на срабатывание реле обусловлено временем нарастания напряжения на конденсаторе С до величины напряжения срабатывания реле. Через резистор r2 конденсатор разряжается.

Последовательно с обмоткой реле (рис. 1ж) включается стабилитрон СГ. Замедление определяется временем ионизации газового промежутка, после чего стабилитрон зажигается и реле срабатывает. Недостаток схемы – ограниченный срок службы стабилитрона.

Конденсатор С подключен параллельно обмотке реле Р (рис. 1а). Замедление tот происходит за счет разряда конденсатора через обмотку реле после выключения питания. При емкости конденсатора до 2000мкФ задержка времени на отпускание якоря достигает нескольких секунд. Недостатком схемы является большой зарядный ток в момент включения, что вызывает искрение в контакте К.

Для уменьшения зарядного тока (рис. 1и) последовательно с конденсатором С включено сопротивление r.

На схеме (рис. 1к) обмотка реле Р шунтирована диодом, включенным навстречу питающему току. При размыкании цепи за счет электромагнитной энергии, накопленной в обмотке, возникают токи, которые замыкаются через диод в проводящем направлении, чем поддерживается убывающий магнитный поток и создается замедление реле на отпускание.

Шунтирующий резистор r (рис. 1л) включается замыкающим контактом реле Р и не оказывает влияния на время притяжения якоря. Замедление отпускания якоря достигается увеличением постоянной времени τ_сх2 в выражении (7).

Замедление на отпускание у двухобмоточного реле (рис. 1м) достигается согласным включением обеих обмоток. При выключении тока в первой обмотке магнитодвижущая сила второй обмотки недостаточна для удержания якоря, т.е. когда I*W1=0; I*W2 меньше I*Wот, но дополнительный поток Ф2, складываясь с убывающим Ф1, задерживает отпускание якоря.

На рис. 1н,о,п показаны схемы ускорения срабатывания и отпускания якоря реле. Ускорение притяжения (рис. 1н) достигается увеличением тока Iр’ в 2-4 раза по сравнению с рабочим током Iр. Длительная перегрузка обмотки исключается введением резистора r при замыкании фронтового контакта реле Р. Если Iр’>Ip, то из уравнения (4) видно, Ip’/(Ip’-Iпр)<Ip/(Ip-Iпр). Следовательно, время притяжения якоря уменьшается.

В схеме (рис. 1о) последовательно с обмоткой реле включается резистор r с сохранением необходимого рабочего тока, при этом уменьшается постоянная времени схемы τ_сх и в соответствии с (4) и (7) уменьшается как время притяжения, так и время отпускания якоря реле.

У двухобмоточного реле (рис. 1п) для ускорения срабатывания сердечник реле предварительно намагничивается второй обмоткой, собственный магнитный поток которой недостаточен для притяжения якоря. Реле ускоренно срабатывает при включении первой обмотки. При этом обмотки должны быть включены согласованно. При встречном включении обмоток в реле создаются два магнитных потока, направленных навстречу друг другу, результирующий поток при включении быстро снижается и реле ускоренно отпускает свой якорь.

На практике применяются и другие схемные решения. Для получения очень больших замедлений применяются специальные механические или тепловые способы: механические зубчатые передачи, тормозные приспособления, поршневые жидкостные демпферы или различные терморегуляторы.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Лабораторная установка состоит из каркаса, к которому крепится лицевая панель. На каркасе установлено реле ВР (включающее) и двухобмоточное реле Х. На лицевой панели смонтированы: вольтметр, секундомер, тумблер Т, монтажные гнезда П1, П2, П3, П4 и кнопка К. На лицевой панели макета (рис. 2) приведена электрическая схема исследования временных параметров реле Х.

Монтажные гнезда П1 предназначены для переключения напряжения электропитания схемы, которое контролируется вольтметром U. Монтажные гнезда П2 предназначены для последовательного подключения к обмотке реле Х сопротивления 400 Ом. Монтажные гнезда П3 дают возможность подключать или отключать вторую обмотку реле Х. К монтажным гнездам П4 поочередно подключаются конденсатор, резистор или диод. Тумблером Т подключается секундомер во время измерения tпр или tот реле Х. Кнопкой К включается реле ВР и происходит запуск схемы секундомера.