Чем регулируют выдержку времени в электромагнитных реле

Наладка электроустановок — Проверка и регулировка реле

ПРОВЕРКА И РЕГУЛИРОВКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Если аппаратура по паспортным данным соответствует предъявляемым ей требованиям, приступают к ее проверке, регулировке и калибровке. Некоторые реле, регулировка и калибровка которых требуют большого объема работ и точности (токовые реле РТ-40, РТ-80), приходится снимать с панелей и шкафов, а некоторые (промежуточные, сигнальные, времени) можно настроить на месте установки. Однако все реле должны пройти предварительный осмотр, во время которого проверяют:
плотность прилегания стекла к кожуху и кожуха к цоколю, качество уплотнений;
состояние ламелей, шпилек или штырей и винтов для подсоединения проводов;
надежность внутренних соединений проводников и паек.
Кроме того, при осмотре снимают прокладки, заклинивающие подвижную систему, а подвязанные подвижные части освобождают; удаляют пыль, металлические стружки и опилки кисточкой или чистой салфеткой; проверяют вручную легкость хода, отсутствие затираний и перекосов, свободное вращение подвижной системы реле, при этом реле должно находиться в нормальном вертикальном положении.
Внимательно осматривают моментные пружины: устраняют их перекосы и сцепление отдельных витков. Пружина должна возвращать подвижную систему в исходное положение даже после ее незначительного смещения. Часовой механизм реле времени должен доводить его до срабатывания (замыкания или размыкания контактов) на всех уставках.
Выходными элементами всех реле являются контакты, поэтому они должны быть тщательно отрегулированы. Контакты очищают от загрязнений деревянной палочкой, при их подгорании нагар удаляют острым лезвием или надфилем с мелкой насечкой и протирают чистой салфеткой.
Не следует касаться контактов пальцами. Не допускается их чистка наждачной бумагой или другими абразивными материалами.
Для устранения вибрации контактов в замкнутом положении необходимо отрегулировать их так, чтобы иметь некоторый провал на контактном мостике. Раствор, провал и нажатие контактов являются основными параметрами контактного устройства и не должны выходить за пределы допустимых.
Далее проверяют мегаомметром на 1000 В сопротивление изоляции токоведущих частей на корпус и между любыми электрически не связанными токоведущими частями. Оно должно быть не менее 10 МОм.

Рис 55 Схемы проверки параметров срабатывания и возврата реле постоянного и переменного токов:

а—напряжения и малых токов, б токов, в — больших переменных токов для настройки реле. RR — реостат, RP — потенциометр. TV, TL — регулировочный и нагрузочный трансформаторы
Следующий этап — регулировка электрических характеристик. Проверку электрических характеристик реле, имеющих стальной кожух, осуществляют при надетом кожухе. Реле, выполненные с кожухами из немагнитного материала, можно проверять без кожухов.
Подводимые ток и напряжение должны иметь практически синусоидную форму, для чего токорегулирующие устройства собирают по схемам, приведенным на рис. 55, а, б. Однако при необходимости регулирования больших значений переменного тока применяют трансформаторы и автотрансформаторы (рис. 55, в). Ток или напряжение следует изменять плавно в ту или иную сторону до получения значения срабатывания или возврата.

Не рекомендуется «искать» точку срабатывания увеличением или уменьшением тока или напряжения во избежание ошибки из-за перемагничивания сердечника реле. По результатам замеров параметров срабатывания и возврата определяют коэффициент возврата (отношение параметров возврата срабатывания). Для максимальных реле это отношение меньше единицы, для минимальных — больше единицы. Шкалу реле проверяют минимум в трех точках: в начале и конце шкалы и на рабочей уставке. За результат принимают среднее арифметическое из трех измерений для каждой точки.
У большинства электромагнитных реле тока и напряжения параметры срабатывания и возврата регулируют натяжением пружины или изменением воздушного зазора между якорем и сердечником. Параметры возврата у реле постоянного тока регулируют подбором немагнитных прокладок и натяжением пружины, у реле переменного тока — только натяжением пружины. После регулировки реле проверяют на отсутствие вибрации, а также на надежность срабатывания 10-кратным током уставки (максимальные токовые реле переменного тока) и максимально возможным напряжением в данной схеме (реле напряжения) при 80 и 110% Uном (промежуточные реле).
Установленную выдержку времени определяют с помощью электросекундомера РТ по схемам, показанным на рис. 56, а — г. Выдержку времени электромагнитных реле постоянного тока (РЭВ-800, РЭМ-200, РП-250) регулируют изменением толщины немагнитной прокладки или количества демпфирующих шайб (грубая регулировка) и изменением натяжения пружины (тонкая регулировка). Чем тоньше немагнитная прокладка, тем больше выдержка времени. Следует помнить, что при смене немагнитных прокладок меняется провал контактов. Самые тонкие стандартные прокладки имеют толщину 0,1 мм, так как более тонкие прокладки могут деформироваться от ударов якоря, в результате чего со временем возможно «залипание» реле, поскольку якорь останется в притянутом состоянии от остаточного намагничивания. «Залипание» может произойти и в случае чрезмерного ослабления пружины, отталкивающей якорь от сердечника.

ПРОВЕРКА И РЕГУЛИРОВКА ЭЛЕКТРОТЕПЛОВЫХ ТОКОВЫХ РЕЛЕ

После проверки соответствия паспортных данных тепловых реле номинальным токам защищаемых объектов внешним осмотром проверяют:
надежность затяжки контактов присоединения тепловых элементов;
исправное состояние (отсутствие обрыва) нагревательных элементов, состояние биметаллических пластин;
четкость работы механизма контактной системы и самих контактов (отсутствие заеданий, задержек, наличие провала контактов)
Затем приступают к проверке регулировки каждого теплового реле. Проверяют пригодность теплового реле подачей тока на каждый нагревательный элемент в отдельности, так как выходом всех нагревательных элементов является одна и та же контактная пара Перед подачей тока на тепловые элементы регулировочный рычаг реле ставят на уставку, необходимую для защищаемого объекта. Затем подают трехкратный ток уставки и отсчитывают время срабатывания (обычно 1—2 мин для серии ТРИ из холодного состояния). Если какое-то из реле сработает с большим временем, выясняют причину этого и проверяют снова, предварительно дав не менее 2 мин для остывания нагревательного элемента.
Сравнивая время срабатывания нагревательных элементов одного или нескольких однотипных реле, делают заключение о пригодности проверяемого реле для защиты конкретного токоприемника.

Реле времени с электромагнитным и механическим замедлением

При работе схем защиты и автоматики часто требуется создать выдержку времени между срабатыванием двух или нескольких аппаратов. При автоматизации технологических процессов также может возникнуть необходимость производить операции в определенной временной последовательности.

Для создания выдержки времени служат аппараты, называемые реле времени.

Требования, предъявляемые к реле времени

Общими требованиями для реле времени являются:

а) стабильность выдержки времени вне зависимости от колебаний питающего напряжения, частоты, температуры окружающей среды и других факторов;

б) малые потребляемая мощность, масса и габариты;

в) достаточная мощность контактной системы.

Возврат реле времени в исходное положение происходит, как правило, при его обесточивании. Поэтому к коэффициенту возврата не предъявляется особых требований, и он может быть очень низким.

В зависимости от назначения реле к ним предъявляются специфические требования.

Для схем автоматического управления приводом при большой частоте включений в час требуются реле времени с высокой механической износостойкостью. Требуемые выдержки времени находятся в пределах 0,25 — 10 с. К этим реле не предъявляются высокие требования относительно точности работы. Разброс времени срабатывания может достигать 10%. Реле времени должны работать в условиях производственных цехов, при вибрации и тряске.

Реле времени для защиты энергосистем должны иметь большую точность выдержки времени. Эти реле работают относительно редко, поэтому к ним не предъявляются особые требования по износостойкости. Выдержки времени таких реле составляют 0,1 — 20 с.

Реле времени с электромагнитным замедлением

Конструкция реле времени с электромагнитным замедлением типа РЭВ-800. Магнитная цепь реле состоит из магнитопровода1, якоря 2 и немагнитной прокладки 3. Магнитопровод укрепляется на плите 4 с помощью литого алюминиевого цоколя 5. Этот же цоколь служит для крепления контактной системы 6.

На ярме прямоугольного сечения магнитопровода устанавливается короткозамкнутая обмотка в виде сплюснутой гильзы 8. Намагничивающая обмотка 7 устанавливается на цилиндрическом сердечнике. Якорь вращается относительно стержня 1 на призме. Усилие, развиваемое пружиной 9, изменяется с помощью корончатой гайки 10, которая фиксируется после регулировки с помощью шплинта. Магнитопровод реле выполняется из стали ЭАА. Сердечник катушки имеет круглое сечение, что позволяет применять катушку цилиндрической формы, удобную в производстве. Стержень 1 имеет сечение вытянутого прямоугольника, что увеличивает длину линии касания якоря с торцом ярма и повышает механическую износостойкость реле.

Для получения большого времени при отпускании необходимо иметь высокую магнитную проводимость рабочего и паразитного зазоров в замкнутом состоянии магнитной системы. С этой целью торцы ярма и сердечника и прилегающая к ним поверхность якоря тщательно шлифуются.

Литое основание из алюминия создает дополнительный короткозамкнутый виток, увеличивающий выдержку времени (в схеме замещения все короткозамкнутые обмотки заменяются одним витком с суммарной электрической проводимостью).

У реальных магнитных материалов после отключения намагничивающей обмотки поток спадает до Фост, который определяется свойствами материала магнитопровода и геометрическими размерами магнитной цепи. Чем меньше коэрцитивная сила магнитного материала при заданных размерах магнитной цепи, тем ниже величина остаточной индукции, а, следовательно, остаточного потока. При этом возрастает наибольшая выдержка времени, которая может быть получена от реле. Применение стали ЭАА позволяет увеличить выдержку времени реле.

Для получения большой выдержки времени желательно иметь высокую магнитную проницаемость на ненасыщенном участке кривой намагничивания. Этому требованию сталь ЭАА также удовлетворяет.

Выдержка времени при прочих равных условиях определяется начальным потоком Фо уравнения. Этот поток определяется кривой намагничивания магнитной системы в замкнутом состоянии. Поскольку напряжение и ток в обмотке пропорциональны друг другу, то зависимость Ф(U) повторяет, только в другом масштабе, зависимость Ф(Iw). Если система при номинальном напряжении не будет насыщена, то поток Фо будет в сильной степени зависеть от питающего напряжения. При этом выдержка времени также будет зависеть от напряжения, приложенного к обмотке.

В схемах привода на обмотку реле времени часто подается напряжение ниже номинального, при этом реле будет иметь пониженные выдержки времени. Для того чтобы сделать выдержку времени реле независимой от питающего напряжения, магнитная цепь делается сильно насыщенной. В некоторых типах реле времени снижение напряжения на 50% не вызывает заметного изменения выдержки времени.

В схемах автоматики напряжение на питающую катушку реле времени может подаваться кратковременно. Для того чтобы выдержка времени при отпускании была стабильной, необходимо, чтобы длительность приложения напряжения к питающей катушке была достаточная для достижения потоком установившегося значения. Это время называется временем подготовки или зарядки реле. Если длительность приложения напряжения меньше времени подготовки, то выдержка времени уменьшается.

На выдержку времени реле большое влияние оказывает температура короткозамкнутой обмотки. В среднем можно считать, что изменение температуры на 10° С ведет к изменению времени выдержки на 4%. Зависимость выдержки времени от температуры является одним из основных недостатков этого реле.

Реле РЭВ811…РЭВ818 обеспечивают выдержку времени от 0,25 до 5,5 с. Изготавливаются с катушками на напряжение постоянного тока 12, 24, 48, 110 и 220 В.

Схемы включения реле времени

Время срабатывания реле при подаче напряжения очень мало, так как м. д. с. трогания значительно меньше установившегося значения. Таким образом, возможности реле с электромагнитным замедлением при срабатывании очень ограничены. Если необходимо при замыкании управляющих контактов иметь большие выдержки времени, то целесообразно применить схему с промежуточным реле РП. Обмотка реле времени РВ находится под напряжением, все время питаясь через размыкающий контакт реле РП. .При подаче напряжения на обмотку РП последнее размыкает свой контакт и обесточивает реле РВ. Якорь РВ отпадает, создавая необходимую выдержку времени. Реле РВ в этой схеме должно обязательно иметь короткозамкнутый виток.

В некоторых схемах реле времени может не иметь короткозамкнутого витка. Роль этого витка играет сама намагничивающая обмотка, замкнутая накоротко. Обмотка РВ питается через резистор Rдоб Величина напряжения на РВ должна быть достаточной для достижения потока насыщения в замкнутом состоянии магнитной цепи. При замыкании управляющего контакта К обмотка реле закорачивается, обеспечивая медленный спад потока в магнитной цепи. Отсутствие короткозамкнутой обмотки позволяет все окно магнитной системы занять намагничивающей обмоткой и создать большой запас в м. д. с. При этом выдержка времени не уменьшается даже в том случае, когда питающее напряжение на обмотке составляет 0,5 Uн. Такая схема широко применяется в электроприводе. Реле включается параллельно ступени пускового резистора в цепи якоря. При закорачивании этой ступени обмотка реле времени замыкается и с выдержкой это реле производит включение контактора, шунтирующего следующую ступень пускового резистора.

Схемы включения реле времени с электромагнитным замедлением

Применение полупроводникового вентиля также позволяет использовать реле без короткозамкнутого витка. При включении питающей обмотки реле времени ток через вентиль практически равен нулю, так как он включен в непроводящем направлении. При отключении контакта К поток в магнитной цепи спадает, при этом на зажимах обмотки появляется э.д.с. с полярностью. При этом через вентиль протекает ток, определяемый этой э.д.с., активным сопротивлением обмотки и вентиля и индуктивностью обмотки.

Для того чтобы прямое сопротивление вентиля не приводило к уменьшению выдержки времени (растет активное сопротивление короткозамкнутой цепи), это сопротивление должно быть на один-два порядка ниже сопротивления намагничивающей обмотки реле.

При любых схемах питание намагничивающей обмотки реле должно производиться либо от источника постоянного тока, либо от источника переменного тока с применением мостовой схемы на полупроводниковых вентилях.

Реле времени с механическим замедлением

Реле времени с пневматическим замедлением и с анкерным механизмом. В таких реле электромагнит постоянного или переменного тока воздействует на контактную систему, связанную с замедляющим устройством в виде пневматического демпфера или в виде часового (анкерного) механизма. Выдержка времени меняется путем регулировки замедляющего устройства.

Большим преимуществом реле времени этого типа является возможность создания реле как на переменном, так и на постоянном токе. Работа реле практически не зависит от величины питающего напряжения, частоты питания, температуры.

Пневматическое реле времени РВП, применяется в схемах автоматического управления приводом металлорежущих станков и других механизмов. При срабатывании электромагнита 1освобождается колодка 2, которая под действием пружины 3 опускается вниз и воздействует на микропереключатель 4. Колодка 2 связана с диафрагмой 5. Скорость движения колодки определяется сечением отверстия, через которое засасывается воздух в верхнюю полость замедлителя. Выдержка времени регулируется иглой 6, меняющей сечение всасывающего отверстия.

Реле времени с пневматическим замедлением позволяет очень легко регулировать выдержку времени.

Работа реле времени с замедлителем в виде анкерного механизма происходит в следующем порядке. При подаче напряжения на электромагнит якорь заводит пружину, под действием которой приводится в движение механизм реле. Контакты реле связаны с анкерным механизмом и приходят в движение лишь после того, как анкерный механизм отсчитает определенное время.

Реле времени РВП также имеет и нерегулируемые, мгновенные контакты, которые связаны с якорем электромагнита. Реле времени надежно работают при напряжении до 0,85 Uн.

Моторные реле времени

Для создания выдержки времени в 20—30 мин используются моторные реле времени.

Принцип действия моторного реле времени РВТ-1200

При срабатывании реле времени напряжение одновременно подается на электромагнит 1 и двигатель 2. При этом двигатель через муфту 3,4 и зубчатую передачу 8 вращает диски 5 с кулачками 6, воздействующими на контактную систему 7. Выдержка времени реле регулируется путем изменения начального положения диска 5.

Реле позволяет устанавливать различную выдержку времени в пяти совершенно независимых цепях. Выходные контакты реле времени имеют длительно допустимый ток 10 А.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

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

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Реле времени: устройство и принцип работы

Чтобы обеспечить правильную работу схем автоматического управления, часто бывает необходимо осуществить срабатывание отдельных аппаратов в определенной последовательности с соблю­дением нужных интервалов време­ни. Для этого предназначено реле времени.

Схема реле времени.

Реле времени работают либо по принципу механического замед­ления и изготовляются с примене­нием маятников или электродвига­телей, либо по принципу электро­магнитного замедления.

Маятни­ковые реле дают выдержку времени в пределах 1-15 сек, двигатель­ные – до 24 ч, реле с электромаг­нитным замедлением – до 5 сек. Реле с электромагнитным замедле­нием изготовляют только для работы в цепях управления посто­янного тока, это реле работает по принципу увеличения времени спа­дания магнитного потока в магнит­ной системе при отключении реле.

Рассмотрим устройство и схему включения электромагнитного реле времени типа РЭ-500, которое находит широкое применение при автоматизации электропривода. Это реле (рис. 1) состоит из катушки 1, неподвижного магнитопровода2, якоря 3, регули­ровочного винта 5, траверсы6 с блок-контактами и оттяжной пружиной 4.

В месте соприкосновения сердечника с якорем помещена не­магнитная прокладка, она служит для предотвращения возможного прилипания якоря к сердечнику, при отсутствии прокладки от­брасывающая пружина может не преодолеть удерживающего усилия остаточного магнетизма сердечника, и реле не отключится.

Рисунок 1. Электромагнитное реле времени постоянного тока РЭ-500.

Якорь втягивается под действием потока, создаваемого катуш­кой 1, насаженной на сердечник. На якоре укреплена траверса 6 с подвижными контактами мостикового типа, которые образуют замыкающие контакты реле.

Для улучшения проводимости контакты изготовляются с сере­бряными накладками.

Время от момента подачи импульса на катушку реле до сраба­тывания контактов называется выдержкой времени реле. Регулиро­вание выдержки времени производится в пределах каждого типа реле изменением толщины немагнитной прокладки и натяжением оттяжной пружины при помощи регулировочного винта 5. Чем тоньше прокладка и меньше натяжение пружины, тем больше вы­держка времени реле. Кроме того, выдержка времени на реле вре­мени РЭ-511, РЭ-513 и РЭ-515 может быть получена следующими способами: 1) закорачиванием катушки; 2) отключением катушки реле.

Закорачивание катушки

Рисунок 2. Схема получения выдержки времени у электромагнитных реле времени с различными вариантами включения втягивающей катушки.

При включении реле РВ якорь при­тягивается очень быстро (время за­ряда реле 0,8 сек). При отключении создается выдержка времени, при этом отключение реле может осу­ществляться как путем разрыва цепи катушки, так и путем ее закорачивания (рис. 2а). Выдержка времени при закорачи­вании катушки получается по сле­дующей причине. Для отпадения якоря (и, следовательно, срабаты­вания контактов реле) необходимо, чтобы поток в магнитной системе исчез или уменьшился до определенной величины, что и происходит при прекращении питания катушки реле, т. е. при ее отключении.

Если же шун­тировать катушку реле (например, параллельным включением каких-либо контактов другого промежуточного реле РП), то вслед­ствие самоиндукции в контуре, образуемом катушкой реле и кон­тактом РП, поддерживается некоторое время ток. Следовательно, магнитный поток и сила притяжения якоря к сердечнику тоже будут затухать постепенно. Сопротивление R в цепи катушки должно быть предусмотрено для предотвращения короткого замы­кания (в том случае, если в этой цепи нет других потребителей).

Отключение катушки реле

При отключении катушки реле можно также достичь замедленного спадания магнитного потока в магнитопроводе (рис. 2 б). Для этого применяются различ­ные демпферы. Демпфером называется толстая гильза, выполнен­ная из меди или алюминия, которая насаживается на общий сердеч­ник со втягивающей катушкой. Эта гильза создает вторичный контур. При исчезновении основного магнитного потока при раз­мыкании РП в гильзе индуктируется ток, который по правилу Ленца стремится поддержать основной поток. Чем больше масса демпфера, тем больше выдержка времени реле. Роль демпфера одно­временно выполняет также и алюминиевое основание реле. Раз­личные диапазоны выдержки реле (0,3—5,5 сек) достигаются за счет применения дополнительных съемных демпферов.

Следует иметь в виду, что реле типа РЭ-500 предназначено для постоянного тока, и в цепь управления двигателями переменного тока оно включается через выпрямители.

Реле времени

Для работы схем автоматики часто необходимо создать выдержку времени между срабатыванием двух или нескольких аппаратов. Выдержку времени получают с помощью реле времени.

Конструктивно реле времени делятся на: реле с электромагнитным замедлителем, реле с механическими и пневматическими замедлителями, электронные реле времени.

Реле с механическим замедлителем состоит из электромагнита постоянного или переменного тока и контактной системы, которые связаны с замедляющим устройством в виде пневматического демпфера или часового (анкерного) механизма. Выдержку времени изменяют путем регулировки замедляющего устройства.

Реле РЭ-800

Реле РЭ-800 с электромагнитным замедлителем можно использовать в качестве реле времени. Магнитная цепь реле с электромагнитным замедлителем состоит из сердечника, якоря и немагнитной прокладки. Сердечник укреплен на плите с помощью алюминиевого цоколя. Цоколь служит также дли крепления контактной системы. При включении реле якорь притягивается к сердечнику под действием силы, созданной магнитным потоком катушки, преодолевающей противодействие пружины.

Пневматическое реле времени

Пневматическое реле времени РВП позволяет регулировать выдержку времени в пределах 0,4-180 с.

Переключение контактов микропереключателя происходит в тот момент, когда хвостовик опустится в свое крайнее нижнее положение и рычагом нажмет кнопку микропереключателя.

Моторные реле

Советская промышленность выпускала целую серию моторных реле времени, обеспечивающих различные выдержки времени и имеющих различное исполнение контактов: РВТ-1200, Е-52, Е-58, МРВ-6М, ВС-10 (на фото) и др.

Сейчас моторные реле можно встретить только в музее.

Электронные реле времени

Электронные реле времени применяют там, где необходимы высокая точность выдержки времени, малые габаритные размеры, высокая износоустойчивость. В настоящее время существует огромный выбор электронных реле различных типов, серий и т. д.

Реле времени ВЛ-68

Схема реле ВЛ-68 выполнена на полупроводниковых элементах с применением микросхем и содержат генератор импульсов высокой частоты, счетчик с переключаемым коэффициентом пересчета, узел установки исходного состояния, усилитель с релейным выходом и блок питания (фото 2).

Регулировка выдержки времени в реле ВЛ-68 производится путем изменения частоты генераторов с помощью переменных резисторов.