Электроконтактные устройства (Теоретическое обоснование и порядок выполнения лабораторной работы № 1)

Электроконтактные устройства.

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1.1. Изучить электроконтактные устройства, разобраться с конструкцией и принципом действия.

2.  ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ.

2.1. Реле автоматики – это устройство, преобразующее воздействие определенной величины любого вида энергии в скачкообразное изменение состояния электрической цепи.

2.1.1. Пьезоэлектрические реле преобразуют ударные нагрузки на пьезоэлементе в скачкообразное появление электрического сигнала.

2.1.2. Поплавковые реле представлены на рисунке 1. Они следят (сигнализируют) об опустошении бака.

2.1.3. Акустические реле. В них замыкание цепи происходит под воздействием механических колебаний звуковой или ультразвуковой волны. Эффект обратимый. Ди-                                        Рисунок 1

афрагма при пропускании будет испускать какие-то частоты. Преобразование механической (акустической) волны в электрический сигнал может быть основано на принципе электромагнитной индукции или пьезоэффект. Принцип действия основан на перемещении подвижного контакта связанного с деформационным чувствительным элементом, на который воздействует пневматический сигнал.

Чувствительный элемент может быть в виде поршня, мембраны, трубки Бурдо.

2.1.4. Оптические реле. В общем случае это оптические преобразователи, чаще параметрические, в которых под действием света резко изменяется либо проводимость цепи (фототиристор, фотодиод и так далее), либо появляется электрический сигнал, вакуумный фотоэлемент.

Требования к фотоэлементам:                                                               Рисунок 2

- релейность их характеристики, то есть, чтобы при попадании на них света, их сопротивление скачком уменьшалось до минимальных величин, это приведет к загоранию лампочки (рис. 2).

2.1.5. Тепловые реле предназначено для скачкообразного изменения тока в электрической цепи при достижении тепловой энергии порога их срабатывания.

2.1.6. Плавкие реле. При достижении тока срабатывания определенной величины происходит его расплавление. Характерный пример – плавкий предохранитель.

2.1.7. Расширительное реле. При повышении температуры происходит расширение (удлинение металла, увеличение объема сильфона с жидкостью или газом и так далее), которое приводит к замыканию или размыканию подвижного контакта, связанного с чувствительным элементом.

2.1.8. Биметаллическое реле. Принцип действия основан на разнице коэффициента теплового расширения двух разных скрепленных металлов (рис. 3). Основной частью является пластина, состоящая из материалов 1 и 2 с разными коэффициентами линейного расширения (1 и 2 плотно скреплены друг с другом). При нагревании, если у второго материала коэффициент расширения больше, пластина будет изгибаться против часовой стрелки, и разомкнет контакты 5 и 6 в цепи R_н. Пружина 3 под действием винта 4 будет об-                             Рисунок 3

еспечивать противодействующий момент (чем сильнее поджата пружина, тем дольше будут замкнуты контакты, то есть надо больше тепла, чтобы разомкнуть контакты).

2.1.9. Электрические реле. Они наиболее распространены в технике. Существует два вида:

- контактные;

- бесконтактные.

Если скачкообразные изменения тока в управляемой цепи происходит за счет физического разрыва ее (контакты) – это контактные реле.

В бесконтактных используется чаще всего тиристоры, симисторы и другие элементы.

Основные параметры:

- Величина срабатывания. Различают минимальный и номинальный порог срабатывания. Для теплового реле – это количество тепла, необходимое для порога срабатывания, для оптического реле – интенсивность светового излучения.

- Допускаемая величина коммутируемого тока и напряжения.

- Номинальная величина входного сигнала, обеспечивающая надежное срабатывание реле.

- Величина отпускания реле (минимальная входная величина до момента отпускания).

- Время срабатывания и время отпускания реле, это время, за которое происходит переключение контактов после подачи (снятия) номинального входного сигнала.

- Допускаемая величина сигнала управления.

Кроме выше перечисленных существуют другие параметры реле, например: «дребезг» контактов, усилие замыкания и так далее.

2.1.10. Электромагнитное реле постоянного тока. Состоят из двух независимых устройств: электромагнитного механизма (катушка, сердечник, якорь) и контактной группы. Группа механически связана с якорем.

Контактная группа может состоять из разных комбинаций и разного количества контактов. Различают:

- Нормально разомкнутые, это контакты, которые являются разомкнутыми

при отсутствии управляющего сигнала.

- Нормально замкнутые, это контакты являющиеся замкнутыми бес подачи управляющего сигнала.

- Переключающиеся контакты, это контактная группа из трех контактов работающая на переключение.

Примечание: на схемах состояния контактов, контакты указываются без управляющего сигнала.