Самоудерживающие комбинированные реле

 

1) 1) Чем отличаются самоудерживающие комбинированные реле от комбинированных реле?

2) 2) Поясните работу самоудерживающей системы реле СКШ (рис. 4.20).

3) 3) Поясните работу самоудерживающей системы реле СКПШ (рис. 4.23).

 

Кодовые реле КДР

Кодовые реле КДР представляют собой электромагнитные ре­ле постоянного тока облегченного типа. Масса реле в зависи­мости от типа равна 470—960 г. По надежности действия они не отвечают требованиям, предъявляемым к реле I класса на­дежности, поэтому при применении этих реле в исполнительных электрических схемах, непосредственно обеспечивающих безо­пасность движения поездов, требуется обязательный схемный контроль отпускания и притяжения якоря.

Наибольшее применение первоначально эти реле нашли в ко­довой аппаратуре диспетчерской централизации временного кода, откуда и появилось название этих реле. Эти реле широко ис­пользуют в дешифраторных ячейках числовой кодовой автоблоки­ровки, в дешифраторах автоматической локомотивной сигнализа­ции  и во многих других устройствах. На основе кодовых ре­ле разработаны трансмиттерные реле для передачи в рельсы ко­довых сигналов автоматической локомотивной сигнализации.

Магнитная система реле может быть неразветвленной (КДР1, КДР1-М и КДР2) в виде Г-образного сердечника и разветвлен­ной в виде П-образного сердечника (КДРЗ-М).

Реле КДР5-М имеет разветвленную магнитную систему с большими размерами сердечника катушки. Буква М в обозначении реле указывает на замедленный характер работы реле.

Реле типа КДР6-М — медленнодействующее, выполненное ана­логично реле КДР5-М с укороченной катушкой и якорем и катуш­кой для получения замедления на притяжение и отпускание якоря.

Электромагнитная система реле КДР (рис. 4.25) состоит из сердечника 1, катушки 2, ярма 3 и пластинчатого облегченно­го якоря 6. Переключение контактов осуществляется бакелито­вой пластиной 5, жестко связанной с якорем. При притяжении якоря бакелитовая пластина поднимается вверх и размыкает ниж­ние (тыловые) и замыкает верхние (фронтовые) контакты с под­вижными контактами 4 (общими). Для исключения залипания яко­ря на нем имеется медный наклеп.

У реле КДР3 медный наклеп отсутствует, а для исключения залипания изогнут якорь для обеспечения воздушного зазора между притянутым якорем и сер­дечником.

У реле КДР-5 и КДР6-М массивный упор из антимаг­нитного материала прикрепляют к нижней полке сердечника и выгибают якорь.

Рис. 4.25. Конструкция реле КДР с неразветвленной магнитной системой

 

Контактная система реле КДР состоит из одной — пяти вер­тикальных колодок, набираемых из отдельных элементарных контактных групп. Каждой элементарной группе, состоящей из од­ной — трех контактных пружин, присвоен определенный номер. Контактная группа 1 предназначена для припайки вывода обмот­ки реле. Группы 2 и 3 нормально разомкнуты и замыкаются при возбуждении реле. Контактные группы 5 и 6 нормально замкну­ты и размыкаются при срабатывании реле. Группы 4, 7, 9 и 0 имеют полные тройники, т. е. работают на переключение. При этом группы 4 и 0 имеют мостовые контакты, у которых при притяжении якоря сначала замыкаются фронтовые контакты, а затем размыкаются тыловые, т. е. переключение осуществляется без разрыва цепи. Контакты в колонках разделяются изоляцион­ными прокладками. Контакты реле КДР обеспечивают 1 млн. ком­мутаций цепей постоянного тока 2 А напряжением 24 В или це­пей переменного тока 0,25 А при напряжении 220 В. При уменьше­нии указанных нагрузок на 50% реле обеспечивает 10 млн. коммутаций.

 

Контакты реле КДР нумеруют трехзначными цифрами (рис. 4.26, а): первая цифра указывает номер колонки, в которой расположен контакт; вторая — номер контактной группы в колонке; третья—тип контакта: общий— 1, фронтовой— 2, тыловой— 3. На­пример, фронтовой контакт, расположенный во второй контактной группе третьей колонки, обозначается 322. Здесь же для примера по­казано обозначение мостового контакта (тройник) 221-222-223.

Рис. 4.26. Контактная система реле КДР

 

Реле изготовляют согласно паспортным данным, в которых указаны номенклатурные номера, сопротивления катушек, кон­тактный набор, номинальное напряжение, электрические и вре­менные характеристики.

  Применяют и другие систе­мы обозначений контактов.

Реле КДР размещают, как правило, в ячейках или блоках. Монтажные провода присоединяют к кон­тактам реле горячей пайкой. В некоторых устройствах исполь­зуют реле КДРШ, имеющие штепсельное включение с соответствую­щей нумерацией штепсельной колодки (рис. 4.26, б).

 

Реле типа УКДР имеют защитный кожух, а реле КДРТ — уси­ленную контактную группу.

 

Для получения замедлений на притяжение и отпускание яко­ря, называемых в кодовых реле прямым и обратным замедлением, устанавливают катушки с медными каркасами, медные шайбы и втулки. Для получения прямого замедления медные шайбы разме­щаются со стороны якоря. Обратное замедление (на отпускание) от места расположения шайб не зависит. Таким образом мо­жет быть получено замедление до 0,5 с. Большие замедления до­стигаются установкой конденсаторов.

В локомотивных дешифраторах АЛСН (в качестве реле соот­ветствия) используют специально разработанное для этого медленно­действующее реле СР. Реле по конструкции аналогично реле КДР, но имеет усиленную разветвленную магнитную систему с П-образным корпусом, полюсный наконечник диаметром 40 мм и две контактные группы 2 ф (или 1 ф, 1 т), что позволяет получить замедление на отпускание (обратное замедление) 6с без конденсато­ров и до 90с с конденсатором 1000 мкФ.

Воздушный зазор между притянутым якорем и сердечником достигается с помощью антимагнитного наклепа на якоре и массивного упора из антимагнитного материала, прикрепленного к нижней полке корпуса. По надеж­ности действия реле СР близко к реле I класса надежности, поэто­му его используют в локомотивном дешифраторе в качестве реле соответствия, являющегося самым ответственным реле дешифратора, с помощью которого проверяется правильная работа других реле КДР, применяемых в дешифраторе.

Использовать в качестве реле соответствия и реле конт­роля скорости в локомотивном дешифраторе более надежное реле I класса НМШ, НШ или HP не представляется возможным, так как эти реле не рассчитаны на работу в условиях вибрации.

В ряде схем автоматики применяют кодовые реле с магнит­ной блокировкой КДР3-МБ и КДРШ3-МБ. У этих реле после сра­батывания благодаря большому остаточному магнитному пото­ку сердечника якорь остается в притянутом положении без на­личия тока в обмотке. Для того чтобы реле отпустило якорь, необходимо воздействие тока обратной полярности определенно­го значения. Ток обратной полярности подается либо на дру­гую обмотку (в двухобмоточном реле), либо через резистор на рабочую обмотку (в однообмоточном реле). Эти реле являют­ся быстродействующими с разветвленной П-образной магнитной цепью, по своей конструкции они аналогичны обычным кодовым.

 

Вопросы для самоконтроля по пункту:

 

Кодовые реле КДР

 

1) Конструкция реле КДР (рис. 2.25).

2) Принадлежность реле КДР к I классу надежности.

3) Применение кодовых реле

4) Нумерация контактов реле (рис. 4.26).

 

 

Трансмиттерные реле

Трансмиттерные реле разработаны на основе кодовых реле типа КДРТ, они имеют усиленные контакты и используются для кодирования рельсовых цепей (передачи импульсов тока в рель­совые цепи). Трансмиттерные реле работают в наиболее тяжелых условиях эксплуатации. В системе числовой кодовой автоблокиров­ки они, как правило, работают в релейных шкафах в условиях изменения температуры и влажности воздуха в широких преде­лах, переключая значительные мощности (до 600 В·А) при реактив­ной нагрузке. В течение суток реле срабатывает примерно 150 тыс. раз, в год — примерно 500 млн. раз.

Контактная система трансмиттерных реле (кроме типа В) имеет три контактные группы: одну среднюю на переключение с усиленным контактом и две крайние с обычными контактами (рис. 4.27). Одна из крайних групп работает на замыкание (фронтовой контакт), а другая—на размыкание (тыловой кон­такт).

 Неусиленные контакты используются в схеме дешифраторной ячейки числовой кодовой автоблокировки.

Усиленные кон­такты выполнены из металлокерамического сплава марки СрКд-86-14, контактное нажатие не менее 0,25 Н, переходное сопротив­ление контакта с учетом сопротивления проводов внутреннего монтажа должно быть не более 0,07 Ом. Для исключения вибрации усиленного контакта, возникшей при ударе общего контакта о фронтовой (что могло бы привести к многократному произволь­ному размыканию цепи и усиленному износу контакта), фронтовая пружина имеет упорную пластину.

Рис. 4.27. Схема включения и контактная система трансмиттерных реле

 

Имеется несколько типов трансмиттерных реле, отличающихся конструкцией, рабочим напряжением, исполнением контактов и схем­ным включением.

Реле ТР-3А, ТР-3Б, ТШ1-65 и ТШ-65В рассчитаны на номинальное рабочее напряжение постоянного то­ка 12 В, а соответствующие им по конструкции реле ТР-2000 А, ТР-2000 Б, ТР-2000 В, ТШ1-2000 и ТШ1-2000 В с сопротивлением об­мотки 2000 Ом имеют выпрямительный мостик и предназначены для работы от переменного тока с номинальным рабочим напряжением 110 В.

У всех трансмиттерных реле постоянного тока внутри ко­жуха параллельно обмотке включен искрогасительный контур для защиты контактов трансмиттера (или реле, через которые включается трансмиттерное реле) от разрушения. Он состоит из конденсатора емкостью 0,5 мкФ и остеклованного резистора 300 Ом или из диода и резистора. У трансмиттерных реле всех типов (кроме В) внутри кожуха имеется также конденсатор емкостью 0,25 мкФ с рабочим напряжением 1000 В, который слу­жит для искрогашения на усиленном контакте  

Трансмиттерные реле имеют металлический или прозрачный сополимеровый кожух и разъемное контактное соединение (кроме реле ТР-3А). Штепсельные реле ТШ размещают в кожухах от больших штепсельных реле НШ. Эти реле применяют в устройст­вах автоблокировки и электрической централизации со штепсель­ными реле НМШ.

Реле (ячейки) ТР-3В, ТР-2000В, ТШ-65В и ТШ-2000В имеют дополнительную схемную защиту усиленных контактов от разру­шения, благодаря чему они более надежны в эксплуатации. Внутри кожуха этих реле помещено вспомогательное искрогасительное реле И (рис.4.28, а), а последовательно с конденсатором С1 включен резистор R1 (40 Ом, 15 Вт), установленный вне реле (на рис. 4.28, б для сравнения приведена схема без дополни­тельной защиты).

Рис. 4.28. Схемы кодирования рельсовых цепей

 

 

Параллельно обмоткам основного реле Т и вспомогательно­го И в реле ТР-3В (см. рис. 4.27) подключены искрогасительные контуры из диодов и резисторов. Контур у основного реле Т используется для коррекции времени отпускания якоря этого реле. При шунтировании резистора R3 внешней перемычкой за­медление на отпускание увеличивается примерно на 0,02с. В реле ТР-2000 В для коррекции времени замедления имеется до­полнительная обмотка. Замыкая эту обмотку внешней перемычкой 2-22, можно увеличить замедление на отпускание примерно на 0,02 с.

Для обеспечения взаимозаменяемости трансмиттерных реле типа В и реле ранних выпусков основные цепи реле ТР-3В и ТР-2000В введены на те же зажимы, что и у прежних реле. При замене старого реле (например, ТР-3Б) новым (ТР-3В) схема будет работать без дополнительной защиты.  

Штепсельные реле ТШ-65В и ТШ-2000В предназначены для ис­пользования совместно с малогабаритными штепсельными реле. У этих реле основное и вспомогательное реле одинаковы, поэто­му они обозначаются 1 T и 2Т. Реле имеют усиленные контакты такого же типа, как и у реле ТР-3В и ТР-2000В.  

 

Вопросы для самоконтроля по пункту:

 

Трансмиттерные реле

 

1) Назначение трансмиттерных реле.

2) Конструкция трансмиттерных реле.

3) Условия работы трансмиттерных реле, методы защиты реле.

4) Назначение реле И, работа схемы защиты рис. 4.28, а.

 

Дополнительная информация

Трансмиттерное реле, представляющая собой контактное электромагнитное реле, работая от комбинации импульсов числового кода, вырабатываемых трансмиттером, своими контактами образует электрические сигналы этого кода, посылаемые в рельсовую цепь. Особенностью реле и его назначение: приспособлено для коммутации переменных токов мощностью до 650 ВА при напряжении до 220 В с числом кодовых коммутации, достигающим 100 млн., что повышает подобные параметры обычных реле в десятки раз.

ТР-3Б-реле постоянного тока рассчитаны на номинальное напряжение 12 В, которое на 60% превышает напряжение срабатывание, что сделано с целью ускорения притяжения якоря.

ТР-2000Б реле переменного тока с номинальным напряжением 110 В., напряжение срабатывания 80В.

Для регулировки замедления реле имеют дополнительные обмотки с малым числом витков.

Параметры	ТР-3Б	ТР-2000Б
Сопряжение Обмотки	65 Ом	2000 Ом
Диаметр провода	0.29 мм	0.12 мм
Число витков	3900	20000
Напряжение притяжения якоря	7.5 В	50 В
Напряжение отпадания якоря	2 В	15 В
Номинальное напряжение	12 В	110 В
Время срабатывания при номинальном напряжении	0.07 с	0.05 с

 

Фронтальные и тыловые парные контакты детали закреплены жестко на коротких изгибающихся пластинах, средняя подвижная пружина закреплена на якоре и состоит из 2 плоских токоведущих пружин. Контактное нажатие тылового контакта создается силой воздействия на изоляционную планку неусиленных контактов, снабженных для этого дополнительными пластинами.

Реле трансмиттерные штепсильные видов ТШ1-65 и ТШ1-2000

Назначение: трансмиттерное реле предназначено для кодирования рельсовых цепей в устройствах кодовой автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации.

Реле ТШ1-65 обеспечивает нормальную работу при подаче на его обмотку импульсов постоянного тока напряжением 12В, представляющих собой коды, получаемые от трансмиттера.

Реле ТШ1-2000 обеспечивает нормальную работу при подаче на его обмотку таких же импульсов, но переменного тока напряжением 110В.

Некоторые конструктивные особенности: Устройство реле ТШ1-2000 аналогично реле ТШ1-65, только дополнительно имеет выпрямитель.

Трансмиттерные реле ТШ1-65 и ТШ1-2000 представляют собой быстродействующие нейтральные реле. Принципиальные схемы их показано на рисунке 1 а) и б).

Для уменьшения износа усиленного контакта в реле ТШ1-65 и ТШ1-2000 установлен конденсатор типа КБГ-МН-2 ёмкостью 0,25 мкФ.

Электрические характеристики реле при относительной влажности 90 % должна соответствовать указанным в табл.1

Монтаж реле производиться гибким проводом марки ПМВГ сечением не менее 0,35 кв.мм, а цепи усиленных контактов не менее 0,75 мм.

Условия эксплуатации. Реле изготавливают для следующих условий экплуатации:

 t окруж воздуха от -50 гр.С до +60 гр.С. Относительная влажность окружающего воздуха до 90% при t  +20гр.С до 70 %  при t +40.

Рабочее положение – горизонт.

Реле без розетки 225х80х200 мм; масса реле без розетки 2,4 кг.

Реле РЭЛ

Реле РЭЛ по сравнению с реле НМШ имеет меньшие габариты и массу, более надежно в работе, поэтому их применяют в уст­ройствах железнодорожной автоматики и телемеханики взамен реле НМШ.

Реле (рис.4.29, а) имеет два круглых сердечника 4, на каждом из которых размещены две катушки; катушки могут соединяться последовательно или параллельно. Широкий якорь кла­панного типа 1 укреплен на призме Г-образного ярма 2. На якоре помещена пластмассовая планка 3, в которой зажаты кон­цы всех подвижных контактных пружин (общих контактов), рас­положенных в один ряд.

Рис. 4.29. Конструкция реле РЭЛ

 

При прохождении тока по обмоткам создается магнитный по­ток, под действием которого якорь притягивается к сердечни­кам 4. Связанные с якорем общие контакты о изгибаются, за­мыкая фронтовые ф и размыкая тыловые т контакты. Для исклю­чения залипания якоря на нем имеется антимагнитная пластина.

Особенностью конструкции этого реле является также под­вижное крепление груза на якоре. В результате при вибрации корпуса реле груз свободно перемещается и не действует на якорь, контакты не размыкаются. Даже при опрокидывании реле якорь не перемещается.

Штепсельный разъем реле исключает возможность установки другого типа реле. Это достигается за счет пластины 7 (рис. 4.29, б) с десятью кодовыми отверстиями, в которые входят соответствующие пять штырей со стороны платы реле. Число возможных комбинаций установки штырей определяется по закону сочетаний из десяти по пять и составляет 252 комбина­ции.

Реле РЭЛ, как правило, имеет шесть контактных групп на переключение и два контакта на замыкание (6 фт, 2 ф).

По своим электрическим характеристикам реле РЭЛ близки к реле НМШ, что позволяет в большинстве случаев применять их взамен реле НМШ.

 

Вопросы для самоконтроля по пункту:

 

Реле РЭЛ

 

1)  Конструкция реле (рис. 4.29).

2) Преимущества реле РЭЛ.

3) Применение реле РЭЛ

4) Принадлежность реле к I классу надежности.

Герконы

В устройствах автоматики и телемеханики наряду с элект­ромагнитным реле все более широкое применение находят гер­метизированные магнитоуправляемые контакты (МК), называемые герконами. Геркон представляет собой контактные пружины 1 (рис. 4.30), выполненные из магнитомягкого материала, поме­щенные в стеклянную ампулу 2. Ампулу заполняют инертным га­зом или создают в ней вакуум. В обоих случаях практически отсутствует искрообразование и коррозия контактов. Контакты выдерживают до 10⁸ срабатываний (при малых токах).

Рис.4.30. Схема геркона

 

Принцип действия МК заключается в том, что при наличии магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом или электромагнитом, контактные пружины притягиваются друг к другу, соединяясь электрически. При отсутствии магнитного потока или снижении его ниже определенного значения МК размы­каются под действием сил упругости контактных пружин.

Контактирующие поверхности контактных пружин покрывают тонким слоем (несколько микрон) благородного металла (золо­та, серебра, палладия, радия) или сплавов из них для обеспе­чения надежного соединения с малым переходным сопротивлением.

Один или несколько герконов (МК), помещенных внутрь элект­ромагнитной катушки, образуют герконовое реле (рис. 4.31). Механические перемещения в герконовых реле минимальны (смеще­ние конца пружины на несколько десятых и даже сотых долей миллиметра). Поэтому чувствительность и быстродействие у этих реле намного выше, чем у большинства обычных электромагнитных реле. При этом масса (и стоимость) герконового реле в десят­ки раз меньше массы (и стоимости) обычных реле.

Рис. 4.31. Схема герконового реле

 

Геркон благодаря герметичности может работать в агрес­сивных и взрывоопасных средах и при температурах от —100 до +200 °С в любом положении по отношению к горизонтали. Существует несколько разновидностей герконов и герконовых реле. Их варианты могут отличаться формой и размером контак­тов и баллонов. Выпускают МК на замыкание (фронтовой контакт), на размыкание (тыловой контакт) и на переключение (тройник).

Основной частью герконов, выполняющей функции магнитопроводов, контактов, якоря и упругих элементов, являются конта­ктные пружины. Поэтому из принципа действия герконов следу­ет, что контактные пружины должны обладать высокой электро­проводностью и магнитной проницаемостью, малой остаточной индукцией и достаточной упругостью. Кроме того, по технологи­ческим соображениям необходимо, чтобы материал пружин хорошо сваривался со стеклом, образуя вакуумный спай.

Для изготовления пружин герконов в большинстве случаев используют пермаллоевые проволоки различных марок.

Герконы и герконовые реле просты по устройству, достаточ­но надежны в работе, характеризуются небольшими размерами (рис. 4.32) и массой, малой стоимостью. Поэтому их широко приме­няют в промышленной автоматике. К сожалению, герконы и герконо­вые реле не обладают свойствами реле I класса надежности, что в значительной степени ограничивает их применение в устройствах железнодорожной автоматики, обеспечивающих безопасность движения поездов. Не исключается возможность замыкания кон­тактов из-за снижения жесткости контактных пружин и сварива­ния контактирующих металлических поверхностей.

Рис. 4.32. размеры герконов КЭМ-1 и КЭМ2, герконового реле РЭС-44

 

В железнодорожной автоматике герконы можно применять в устройствах, работа которых не связана непосред­ственно с безопасностью движения поездов. В случае их исполь­зования в ответственных схемах должен обеспечиваться непрерыв­ный контроль правильности замыкания и размыкания контактов.

Разработаны герконы для переключения силовых цепей боль­шой мощности (токи до 15 А при напряжении 220 В); их назы­вают герсиконами.

Разновидностью герконов являются жидкометаллические (в частности, ртутные) магнитоуправляемые контакты. В реле ИВГ, применяемом взамен ИМВШ-110, применен жидкометаллический (ртутный) магнитоуправляемый геркон МКСР-45181, коммутаци­онный ресурс которого более чем в 10 раз превышает этот по­казатель для обычных («сухих») контактов. Этот геркон (рис. 4.33) состоит из стеклянной оболочки 5, в которую помещены (впаяны) неподвижные 4 и 3 и подвижная 1 плоские контакт-детали из магнитомягкого металла. При воздействии магнитного потока под­вижная контакт-деталь перемещается, размыкая тыловой и за­мыкая фронтовой контакты. Для обеспечения стабильного и низкого переходного сопротивления и высокой износостойкости контактов в зону контактирования 2 при работе геркона по капиллярам подвижной контакт-детали постоянно поступает ртуть из резервуара, помещен­ного внизу оболочки.

Рис. 4.33. Схема жидкометаллического (ртутного) магнитоуправляемого геркона МКСР-45181

 

Смачивание контактов ртутью обеспечивает их длительную и надежную работу в условиях эксплуатации.

Герметичная оболочка геркона заполнена водородом под давлением 1,7·10⁶ Па для обеспечения электрической прочности зазора (0,7 мм), равной не менее 2500 В.

В реле ИВГ применена магнитная система нейтрального реле, состоящая из катушки, ярма и сердечника, на полюсном нако­нечнике которого закреплена втулка с герконом. В реле ИВГ предусмотрена возможность включения обогрева на зимний пери­од, так как при температуре —38 °С и ниже происходит замерза­ние ртути. Для этого в корпусе реле установлен резистор 18Ом, 10 Вт с выводами на контакты 12 и 32, к которым при необходимости подключается источник переменного тока напря­жением 12—14 В (рис. 4.34).

Рис. 4.34. Расположение контактов и схема включения обмотки реле ИВГ

 

Для облегчения режима коммутации применен искрогасящий контур, состоящий из резистора и конденсатора. Для его вклю­чения устанавливают перемычку между выводами 13 и 72 на штепсельной розетке. В случае коммутации переменного тока перемычку не устанавливают, так как через искрогасящий кон­тур образуется обходная цепь. Все детали реле ИВГ размещают на плате реле НМШ. Электрические характеристики реле по пере­менному току частотой 50 Гц: напряжение срабатывания 2,6— 3,2 В, напряжение отпускания якоря не менее 2,0 В. Герконовый контакт реле обеспечивает не менее 5·10⁸ переклю­чений электрических цепей постоянного тока при напряжении 6 В и токе 0,5 А. Для сравнения отметим, что реле ИМВШ-110 обеспечивает 2·10⁷ переключений.

Реле ИВГ не относится к реле I класса надежности. Поэто­му оно, так же как и реле ИМВШ-110, может применяться в схе­мах, в которых неправильная работа контактов не приводит к опасным отказам. Правильность работы контактов должна прове­ряться схемой дешифратора.

Полное сопротивление обмотки реле ИВГ и потребляемая мощность такие же, как и у реле ИМВШ-110. Поэтому эти реле являются взаимозаменяемыми. После установки реле ИВГ в штепсельную розетку взамен реле ИМВШ-110 необходимо измерить напряжение переменного тока на обмотке реле, которое должно быть в пределах, указанных в регулировочных таблицах. Затем проверяют правильность и устойчивость работы дешифратора при приеме кодовых сигналов КЖ, Ж и 3 и их отсутствии. Реле ИВГ проходят широкие эксплуатационные испытания на сети до­рог. На основании испытаний будет усовершенствована конструкция реле и технология изготовления герконов.

 

Вопросы для самоконтроля по пункту:

 

Герконы

 

1) Преимущества геркона по сравнению с обычным контактом.

2) С какой целью в реле ИВГ применен геркон (рис. 4.33)?

3) Недостаток реле ИВГ.

4) Принадлежность герконовых реле к I классу надежности.

Реле ПЛ3

Поляризованные электромагнитные реле ПЛ3 имеют поляри­зующую и рабочую обмотки. Поляризующая обмотка непосредст­венно подключена к источнику питания постоянного тока и вы­полняет роль постоянного магнита; рабочая обмотка для воз­буждения реле подключается к источнику питания определенной полярности (рис. 4.35, а). За счет замкнутой системы проис­ходит взаимодействие двух магнитных потоков. Если направле­ние тока в обеих обмотках и создаваемые им магнитные потоки совпадают по направлению, они замыкаются внутри сердечника, якорь реле не притягивается. При противоположном включении тока в рабочей обмотке и достаточном его значении магнитные силовые линии «выталкиваются» и замыкаются через воздушный зазор и якорь 2 (рис. 4.35, б), последний притягивается, за­мыкая фронтовые контакты 1. Таким образом, при сохранении принципов работы нейтральных реле I класса надежности (от­пускание якоря за счет собственного веса) это реле приоб­ретает свойства полярночувствительного.

Рис. 4.35. Реле типа ПЛ3

В зависимости от по­лярности тока в поляризующей обмотке, постоянно подключен­ной к источнику питания, реле ПЛ3 реагирует на ток опреде­ленной (одной) полярности в рабочей обмотке. Это реле может применяться вместо поляризованного или комбинированного ре­ле в ответственных схемах, отвечающих требованиям I класса надежности. Комбинированные реле в части надежности ра­боты поляризованного якоря этим требованиям не отвечают. Вместо одного комбинированного реле устанавливают два реле ПЛ3, одно из которых возбуждается от тока прямой полярности, а другое — от тока обратной полярности в цепи управления.

Медленнодействующие на отпускание якоря реле имеют в обо­значении букву М. Например, ПЛ3М-600/1300 обозначает поляри­зованное реле с замедлением на отпускание якоря; сопротивле­ние рабочей обмотки равно 600 Ом, поляризирующей —1300 Ом.

Конструктивно реле размещены в унифицированном корпусе размером 55х87х105 мм, масса реле не более 1,1 кг. Реле имеет плату избирательности, исключающую возможность непра­вильного подключения.

 

Вопросы для самоконтроля по пункту:

 

Реле ПЛЗ

 

1) Назначение реле ПЛ3.

2) Конструкция реле ПЛ3 (рис. 4.35).

3) Преимущество реле ПЛ3 по сравнению с обычными нейтральными реле.

 

 

Глава 4. РЕЛЕ

 

Реле переменного тока ДСШ

 

Двухэлементные штепсельные реле переменного тока ДСШ и нештепсельные ДСР широко применяют как путевые реле в рельсовых цепях переменного тока 50 и 25 Гц.   Реле ДСШ и ДСР - I класса надежности являются индукционными, работающими только от переменного тока.

Электромагнитная система реле ДСШ (рис. 4.36, а) имеет два элемента — местный и путевой:

· Местный элемент состоит из сердечника 1 и катушки 2.

· На сердечнике путевого элемента 3 помещена катушка 4.

Между полюсами сердечников расположен алюминиевый сектор 5.

Ток, проходящий по местной обмотке, об­разует совпадающий с ним по фазе магнитный поток Фм, который индуцирует в секторе токи i_m, отстающие по фазе от потока Фм на угол 90° (рис. 4.36, б).

Ток путевого элемента создает  магнитный поток Фп, индуцирующий в секторе токи i_п.

Рис. 4.36. Принципиальная схема реле ДСШ

Принцип действия:  переменный магнитный поток  Фп путевого элемента взаимодействует  с   индуцированным токов i _м (током, индуцируемым в подвижном секторе переменным магнитным потоком местного элемента),

переменный магнитный поток  Фм путевого элемента взаимодействует  с   индуцированным токов i _п (током, индуцируемым в подвижном секторе переменным магнитным потоком путевого элемента).

 Взаимодействие тока i_м  в секторе с магнитным потоком Фп создает вращающий момент M 1, а тока i_п с магнитным потоком Фм — вращающий момент М2.: в соответствии с законом электромагнитной индукции на проводник с током (сектор), помещенный в магнит­ное поле, действует сила, приводящая его в движение.

Под действием суммарного вращаю­щего момента М=М2+М1 сектор реле поворачивается перемещается вверх и переключает контакты (замыкает фронтовые контакты).  

Сила, действующая на сектор, пропорциональна произведению токов местного и путевого элементов и зависит от угла сдвига фаз между ними.

,

где φ — угол сдвига фаз Iп и Iм.

 

При выключении тока в путевой или местной обмотке сектор возвращается в исходное положение (вниз) под дей­ствием собственного веса. Поворот сектора ограничивается сверху и снизу роликами, которые для смягчения ударов могут перемещаться в направляющих их держателях.

Положительный вращающий момент и движение сектора вверх возможны только при определенном соотношении фаз между то­ками (напряжениями) путевого и местного элементов.

Наибольший вращающий момент реализуется при угле сдвига фаз между токами путевого и местного элементов, равном 90°. Таким образом, токи и совпадающие с ними потоки путевого и местного элементов должны быть сдвинуты на угол 90°. Если бы катушки и сердечники путевого и мест­ного элементов были одинаковы, то и опе­режающие ток напряжения Un и U м также были бы сдвинуты между собой на угол 90°. Однако из-за некоторого отличия характеристик катушек и сердечников пу­тевого и местного элементов напряжения Uм и Un сдвинуты по фазе не на 90°, а на 97°.

Практически для индукционных реле ДСШ и ДСР обычно задается такой угол сдвига фаз между напряжением местного элемента и током путевого элемента, при котором реализуется максимальный вращаю­щий момент.

Для реле ДСШ и ДСР при частотах сигнального тока 50 и 25 Гц для реализации максимального вращающего момента необходимо, чтобы напряжение местной обмотки опережало ток путевой обмотки на угол (162 ± 5)°. Этот угол называется идеальным углом сдвига фаз. Напомним, что угол сдвига фаз между токами и магнитными по­токами путевого и местного элементов составляет при этом 90°.

Для нормальной работы реле ДСШ и ДСР необходимо питание путевой и местной обмоток осуществлять от одной и той же фазы. Сдвиг фазы напряжения на путевой обмотке на 90—97° по отношению к напряжению на местной обмотке достигается в рельсо­вых цепях 50 Гц схемой питающего или релейного конца (включе­нием фазосдвигающего конденсатора), а в рельсовых цепях 25 Гц — путем начального жесткого смещения фаз напряжения на 90° преоб­разователей, питающих путевые и местные обмотки фазочувствительных рельсовых цепей с реле ДСШ и ДСР.

К местным обмоткам реле (кроме реле ДСШ-2) при частоте 50 Гц подводится напряжение 220 В, а при частоте 25 Гц—110 В. К местной обмотке реле ДСШ-2 подводится напряжение 110 В перемен­ного тока частотой 50 Гц.

Фазочувствительные индукционные реле ДСШ и ДСР могут работать и при более высоких частотах сигнального тока. С увели­чением частоты сигнального тока индуктивное сопротивление Z обмо­ток возрастает   пропорционально частоте. Для сохранения мощности срабатывания S_cp = U ² / Z необходимо при увеличении частоты повышать напряжения на обмотках реле.

На графике зависимости напряжения путевой обмотки реле ДСШ-12 от частоты сигнального тока и неизменном напряжении (220 В) на местной обмотке (рис. 4.38) изменение частоты тока от 0 до 275 Гц вызывает возрастание напряжения на путевой обмотке примерно пропорционально частоте. При дальнейшем увеличении частоты нап­ряжение на путевой обмотке, необходимое для срабатывания реле, изменяется более резко. Это связано с более резким возрастанием потерь в сердечниках путевого и местного элементов. Учитывая, что напряжение на путевом элементе в нормальных условиях эксплу­атации по условиям техники безопасности и допустимым напряжени­ям на приборах не должно превышать 250 В, можно считать, что реле ДСШ-12 может работать при частотах сигнального тока до 375 Гц.  

 

Рис. 4.38 График напряжения на путевой обмотке реле ДСШ-12

 

Контактная система ДСШ-2— 4 фт, 2 ф, 2 т (четыре тройника, два фронтовых и два тыловых контакта) (рис. 4.39).

С целью повыше­ния чувствительности (снижения мощности срабатывания) у реле ДСШ-12, ДСШ-13 и ДСШ-13А уменьшено число контактных групп. Эти реле имеют только два фронтовых 2 ф и два тыловых 2 т контакта. Фронтовые и тыловые контакты выполнены из графита с серебряным наполнением, общие (подвижные) — из серебра. Каждый контакт рассчитан на 100000 переключений электрических цепей переменно­го тока 1 А при напряжении 110 В с индуктивной нагрузкой. Масса реле без штепсельной розетки—6,14 кг (реле ДСШ-2) и 6,05 кг (реле ДСШ-12 и ДСШ-13).

 

Рис. 4.39. Контактная система реле ДСШ

 

Двухэлементное секторное реле ДСР-12 с контактно-болтовым соединением является устаревшим, однако его применяют в условиях эксплуатации. При модернизации устройств это реле заменяют реле ДСШ.

Реле ДСР-12 имеет четыре полных тройника (4 фт) (рис. 4.40). Местный элемент имеет две катушки, обмотки которых при напряже­нии 220 В, 50 Гц включают последовательно, а при напряжении 110 В—параллельно.

 При частоте тока 25 Гц обмотки включают последовательно и на них подается напряжение 110 В; масс