Исследование эксплуатационных свойств электромагнитных механизмов релейного действия. Приобретение навыков определения основных эксплуатационных свойств электромагнитных механизмов релейного действия переменного и постоянного токов. Определение времени срабатывания при номинальном напряжении питания. Исследование свойства схем, предназначенных для уменьшения времени срабатывания электромагнитного реле, страница 2

4.   Для  исследования схемных решений, позволяющих увеличить  время срабатывания собираются следующие схемы (рис. 3). Параметры времени и тока определяются с помощью осциллографа.  Результаты заносятся в таблицы 4-6. Соответствующие осциллограммы тока в обмотке реле представлены на рис. 4.

Рис. 3. Схемы включения реле, позволяющие изменить время отпускания:

а – с ёмкостью, шунтирующей обмотку реле;  б – с диодом и сопротивлением, шунтирующими обмотку реле.

Таблица 5

Результаты исследований по схеме, приведённой на рис. 4, б, при входном напряжении U=27 B.

t, мкс	Ток в обмотке I, мА
0	540
20	380
40	180
48	130
62	110
68	0
84	-8
122	0
146	10
160	20
180	20
200	20

Таблица 6

Результаты исследований по схеме, приведённой на рис. 4, в, при входном напряжении U=27 B.

t, мкс	Ток в обмотке I, мА
0	270
5	130
10	100
15	80
20	70
34,5	80
40	40
45	25
50	20
55	10
100	20
150	20

Рис. 4. Осциллограммы тока в обмотке реле при различных схемах, позволяющих увеличить значение времени отпускания:

1 – с ёмкостью, шунтирующей обмотку реле (рис. 3, а);  2 – с диодом и сопротивлением, шунтирующими обмотку реле (рис. 3, б).

5.  Определениекоэффициентов возвратаk_в

                k_в=I_ср/I_отп

,где I_отп – наибольшее значение тока, при котором начинается и полностью заканчивается отпадание якоря, А;

I_ср – наименьшее значение тока, при котором начинается и полностью заканчивается втягивание якоря, А;

1.  k_в=270/110=1,35   t_отп = 62 мс

2.  k_в=270/80=1,35      t_отп = 34,5 мс

В схеме с емкостью, шунтирующей обмотку реле (рис. 3, а), при срабатывании зарядный ток емкости создает дополнительное падение напряжения на сопротивлении. В результате к обмотке подается пониженное напряжение, и время отпускания возрастает.

В схеме,  с шунтированием реле диодом и сопротивлением (рис. 3, б), при уменьшении сопротивления величина значения времени отпускания увеличивается.  Сопротивление и диод образуют с обмоткой реле замкнутый контур для переходного тока с постоянной времени:

Переделай на всякий случай формулу в Eqation

где,  – индуктивность обмотки реле;

 –  активное сопротивление обмотки реле;

 - шунтирующее сопротивление;

Из данного соотношения видно, что чем меньше шунтирующее сопротивление, тем больше постоянная времени реле, а, следовательно, время отпускания.

Увеличение времени отпускания в схеме с дополнительной медной гильзой на магнитопроводе (рис. 3, в) достигается за счет изменения дифференциальной индуктивности обмотки электромагнита при притянутом и отпущенном якоре.

Вывод

Схемные методы изменения времени срабатывания основаны на изменении длительности переходных процессов в обмотке реле. Включение добавочного сопротивления с одновременным повышением напряжения сети  так, чтобы установившееся значение тока оставалось неизменным, приводит к ускорению срабатывания.

Также время срабатывания и отпускания реле можно изменять конструктивными методами. Например,  снижение массы подвижных частей и предотвращение прохождения вихревых токов в толще электромагнита позволяет увеличить время срабатывания. Для замедления работы реле широко используются короткозамкнутые обмотки.

Приложение

Листинг программы для построения осциллограмм тока в обмотке реле при различных схемах для изменения времени срабатывания и отпускания на MATLAB.

x1= 0.005.*[0,1,2,4,4.5,6.2,7,7.7,9,10,11,12];%схема рис.1,а время

y1= 0.1.*[0,1,1.4,1.9,2,1.6,1.7,1.8,2,2.2,2.4,2.6];% схема рис.1,а ток

x2= 0.005.*[0,1,2,2.5,3,4,5.4,6,7,8,9,10,12];% схема рис.1,б время

y2= 0.1.*[0,1.6,1.95,2,1.9,1.7,2.1,2.3,2.6,2.65,2.7,2.7,2.7];% схема рис.1,б ток

x3= 0.005.*[0,1,1.51,2,3.4,4.8,6,7,8,9,10,12];% схема рис.1,в время

y3= 0.1.*[0,1.7,1.95,2,1.7,1.9,2.2,2.4,2.5,2.55,2.6,2.65];% схема рис.1,в ток

x4= 0.005.*[0,1,2,3,3.4,4,5.4,6.2,7,8.2,9,10,12];% схема рис.1,г время

y4= 0.1.*[0,1.2,1.6,2,2.05,1.9,1.6,1.7,1.85,2.2,2.4,2.6,2.65];% схема рис.1,г ток

x5= 0.02.*[0,1,2,2.4,3.1,3.4,4.2,6.1,7.3,8,9,10];% схема рис.3,а время

y5= 0.2.*[2.7,1.9,0.9,0.65,0.55,0,-0.4,0,0.05,0.1,0.1,0.1]; % схема рис.3,а ток

x6= 0.005.*[0,1,2,3,4,6.9,8,9,10,11,20,30];% схема рис.3,б время

y6= 0.1.*[2.7,1.3,1,0.8,0.7,0.8,0.4,0.25,0.2,0.1,0.2,0.2];% схема рис.3,б ток

figure(1)

hold on

grid on

xlabel('t, c')

ylabel('I, A')

t1=linspace(x1(1), x1(end));

plot(x1,y1,'o',t1,[pchip(x1,y1,t1)],'k-');

t2=linspace(x2(1), x2(end));

plot(x2,y2,'o',t2,[pchip(x2,y2,t2)],'r-');

t3=linspace(x3(1), x3(end));

plot(x3,y3,'o',t3,[pchip(x3,y3,t3)],'g-');

t4=linspace(x4(1), x4(end));

plot(x4,y4,'o',t4,[pchip(x4,y4,t4)],'k-');

figure(2)

hold on

grid on

xlabel('t, c')

ylabel('I, A')

t5=linspace(x5(1), x5(end));

plot(x5,y5,'o',t5,[pchip(x5,y5,t5)],'r-');

t6=linspace(x6(1), x6(end));

plot(x6,y6,'o',t6,[pchip(x6,y6,t6)],'g-');