Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

Изобразить кинематическую схему реле и колодку с обозначением контактов, представить графическое изображение контактной группы заданного реле и графическое изображение. Варианты заданий для составления кинематической схемы приведены реле в таблице №1.

Таблица №1

Существует много разновидностей нейтральных электромагнитных реле, различающихся конструкциями электромагнитных и контактных систем. Тем не менее, в основе действия всех этих реле лежит общий принцип, который можно рассмотреть на примере реле, конструкция которого показана на рис. 1.

Основными деталями данного реле являются: электромагнит, состоящий из обмотки 1 и сердечника 2; ярмо 3; подвижная часть (якорь клапанного типа) 4; возвратная пружина (плоская) 5; контактные пружины 6 – 8 (контактная система); контактный поводок 9 и штифт отлипания 10.

При отсутствии тока в обмотке якорь удерживается в исходном состоянии (показано на рис. 1) возвратной пружиной 5.  При этом контакты 7 и 8 замкнуты, контакты 6 и 7 разомкнуты. При подключении к обмотке напряжения питания U (ключом S₁)  по ней начинает протекать ток i, который после завершения переходных процессов равен:

Ток i создает магнитный поток F, который замыкается через магнитопровод (образованный сердечником 2, ярмом 3 и якорем 4) и воздушный зазор d между якорем и сердечником. На рис. 1 магнитный поток F условно показан одной линией.

Якорь, ярмо и сердечник изготавливают из магнитомягкого материала (электротехнической стали), поэтому под действием магнитного потока F происходит их намагничивание. В результате этого поверхности якоря и сердечника в области воздушного зазора d становятся разноименными полюсами магнита. При принятом на рис. 1  направлении магнитного потока F поверхность якоря является северным полюсом N (из него выходят силовые линии потока), а поверхность сердечника – южным полюсом S (в него силовые линии входят). За счет взаимного притяжения разноименных полюсов магнита создается электромеханическое (тяговое) усилие f_э, стремящееся переместить якорь в направлении сердечника.

Сила f_э при малых значениях тока I и магнитного потока F мала, перемещению якоря препятствует механическая сила f_м, создаваемая возвратной и контактными пружинами, силами трения и др. Если ток I увеличить до значения, при котором тяговое усилие якоря f_э становится больше силы противодействия f_м (при всех значениях зазора d), то якорь будет перемещаться в направлении сердечника. Движение якоря через контактный поводок 9 передается подвижному контакту 7, который размыкается с контактом 8 и замыкается с контактом 6. Этот процесс называют срабатыванием реле.

Если ток i уменьшать, то при некотором его значении усилие возвратной пружины и контактных пластин превысит тяговое усилие якоря, реле вернется в исходное состояние. Этот процесс называют отпусканием реле.

При подключении к обмотке реле напряжения питания U в другой полярности ток I и магнитный поток F будут иметь другое направление. При этом поверхность якоря станет южным полюсом магнита, а поверхность сердечника – северным. Поскольку эти полюса остаются разноименными, то якорь и в этом случае притягивается к сердечнику, т. е. направление тягового усилия f_э не зависит от направления магнитного потока F. Этим и объясняется тот факт, что работа нейтрального электромагнитного реле не зависит от полярности напряжения на обмотке и направления тока в ней.

Если на обмотке реле резко изменить полярность напряжения питания U, то якорь не останется в притянутом состоянии. Это обусловлено тем, что тяговое усилие f_э зависит не от напряжения U, а от магнитного потока F, создаваемого током в обмотке. При изменении полярности напряжения U ток быстро изменить свое направление не может, поскольку обмотка реле обладает большой индуктивностью. Поэтому имеет место переходный процесс, в течение которого ток в обмотке постепенно изменяется от исходного установившегося значения I = U/R до нового установившегося значения I = –U/R. Поскольку вначале ток i и магнитный поток F уменьшаются до нулевого значения, то уменьшается и сила притяжения f_э, что приводит к отпусканию якоря. Затем, по мере того, как ток i стремится к значению –U/R, магнитный поток вновь возрастает (в другом направлении), значение силы f_э возрастает, что и обеспечивает повторное срабатывание реле. Изменение тока i в течение переходного процесса имеет сложный характер, обусловленный изменением длины воздушного зазора и индуктивности обмотки при отпускании и срабатывании реле. Переходные процессы в реле подробно изучают при выполнении лабораторной работы № 4.

Таким образом, говоря о том, что работа нейтрального электромагнитного реле не зависит от полярности напряжения на обмотке, надо иметь в виду только установившиеся процессы или переходные процессы, обусловленные подключением напряжения к обмотке, но не переходные процессы, обусловленные сменой полярности напряжения на обмотке.

Для обеспечения избирательности реле (исключения ошибочной установки реле другого типа вместо требуемого) предусмотрена планка избирательности  с пятью кодовыми отверстиями (рис. 3),  в которые входят соответствующие пять штырей штепсельной розетки.  Для этих отверстий предусмотрено десять позиций, обозначаемых русскими буквами А, Б, …, И, К (рис. 3). Число возможных кодовых комбинаций, определяемое числом сочетаний из m элементов по n (m = 5, n = 10), равно: