Приобретение навыков определения основных эксплуатационных свойств электромагнитных механизмов релейного действия переменного и постоянного токов

Цель работы

Приобретение навыков определения основных эксплуатационных свойств электромагнитных механизмов релейного действия переменного и постоянного токов.

Задачи работы

Для нейтрального реле постоянного тока программа исследований сводится к следующему.

1. Определитькоэффициенты возвратаk_в изапаса k_з;

2. Определить время срабатывания при номинальном  напряжении питания (ЭДС источника 27В);

3. Исследовать свойства схем, предназначенных для уменьшения времени срабатывания электромагнитного реле;

4. Исследовать свойства схем, предназначенных для увеличения времени отпускания электромагнитного реле.

Методические указания

При исследовании свойств ЭММ реле постоянного тока определению подлежит:

– номинальный ток обмотки реле I_н;

– напряжение срабатывания U_ср;

– напряжение отпадания U_отп;

– коэффициент возврата ;

– коэффициент запаса .

При исследовании схемных решений, изменяющих время срабатывания и отпадания реле, определению подлежит:

–  напряжение питания схемы, при котором установившееся значение тока в обмотке реле соответствует номинальному значению;

– номинальное время срабатывания реле;

– время срабатывания, а если позволяет схема, то и время отпускания реле в конкретных условиях.

Для выполнения всех пунктов используется схема согласно рис.1.

Рис. 1. Схема для исследования свойств реле в естественных условиях

Величина напряжения устанавливается с помощью потенциометра, установленного в блоке питания БП1

Выполнение работы:

1. При зажатой кнопки SB1, плавно повышая напряжение БП1, фиксируем величину напряжения срабатывания реле. Не отпуская кнопку, снижая напряжение, фиксируем напряжение отпускания. Результаты измерений заносим в табл.1.

                                                                               Таблица 1               

Рис. 3. Изменение тока в обмотке реле постоянного тока в естественных условиях при срабатывании

2. Исследовать свойства схем, предназначенных для уменьшения времени срабатывания электромагнитного реле.

В первой схеме (см. рис. 4, а) последовательно с катушкой подключается сопротивление, параллельно к которому подключена ёмкость. Так как U > U_н, то ток в обмотке реле быстрее достигает значения срабатывания. Когда ток в обмотке достигнет номинального значения, напряжение на катушке станет равным U_н, потому что часть напряжения будет падать на резисторе.

Во второй схеме (см. рис. 4, б) последовательно с катушкой подключается сопротивление, шунтированное контактами этого реле. Так как U > U_н, то ток в обмотке быстрее достигает значения срабатывания. При достижении током номинального значения контакты реле размыкаются, и часть напряжения падает на резисторе.

В третьей схеме (см. рис. 4, в) последовательно с катушкой включается лампа накаливания. Так как U > U_н, то ток в обмотке быстрее достигает значения срабатывания. Лампа накаливания представляет собой сопротивление, на котором будет падать избыток напряжения.

Рис. 4. Схемы включения реле, позволяющие уменьшить время срабатывания

Результаты измерений представлены в таблице 2, где t_н – номинальное время срабатывания;

t_ср – время срабатывания;

U_п – напряжение питания схемы.

время трогания            

                                                           Таблица 2

Рис. 5. Изменение тока в обмотке реле при срабатывании:  1 – для реле постоянного тока в естественных условиях; 2 – для схемы на рис. 4, а; 3 – для схемы  на рис.4, б; 4 – для схемы на рис. 4, в

Вывод

Изменение тока в обмотке состоит из трех стадий. Пока тяговое усилие, развивающееся электромагнитным реле, меньше противодействующего усилия, ток нарастает экспоненциально, и якорь остается неподвижным - это первая стадия. Как только тяговое усилие реле превышает противодействующую силу, якорь начинает двигаться. При этом в катушке реле возникает ЭДС, противодействующая приложенному напряжению. Поэтому, ток замедляет свое нарастание и спадает (вторая стадия). После того, как движение якоря закончено, и он притянут к сердечнику, ток в катушке продолжает нарастать до номинального значения - это третья стадия.