4.4. Реле уровня масла и топлива

Реле уровня масла и топлива (рис.14) состоит из электронного реле, смонтированного в отдельном блоке (блок-реле), и датчика уровня, соединенных между собой отрезком высокочастотного кабеля.

Датчик уровня масла представляет собой цилиндрический конденсатор, конструктивно выполненный в виде двух никелированных коаксиально расположенных трубок, изолированных друг от друга диэлектриком. Наружная труба имеет две продольные прорези для прохода масла при погружении.

Принцип действия реле основан на изменении емкости датчика при погружении его в масло или дизельное топливо. Если между трубками датчика находится воздух, относительная диэлектрическая проницаемость которого равна 1, то электрическая емкость датчика С_Д равна 15…18 пФ. При погружении датчика в масло или дизельное топливо, относительная диэлектрическая проницаемость которого равного 1,9, электрическая емкость датчика С_Д увеличивается примерно в два раза.

Электронное реле состоит из двухкаскадного усилителя на транзисторах VT1, VT2, VT3 и выходного каскада на транзистореVT4 , работающего в ключевом режиме. Между выходом и входом усилителя включен емкостный мост, в который входят емкость датчика С_Д (зависящая от уровня), емкости конденсаторов С3, С4 и обмотки 3-5 трансформатора TV.

Если уровень масла ниже геометрической оси датчика, то ёмкость датчика С_Д меньше емкости С3. В этом случае нарушение равновесия моста вызовет возникновение положительной обратной связи. Начинается автоколебательный процесс. Частота колебаний определяется параметрами моста, трансформатора и транзисторов и составляет примерно 200 кГц. В обмотке 6-7 трансформатора TV наводится переменная ЭДС, которая прикладывается к переходу база-эмиттер транзистора VТ3. Транзистор VT3 периодически открывается, закорачивая обкладки конденсатора С7. Конденсатор разряжается, и на его обкладках присутствует нулевой потенциал. При этом коллектор транзистора VT3 приобретает практически нулевой потенциал. Поэтому на базу транзистора VT4 поступает через резистор R32 положительный потенциал, и транзистор выходного каскада VT4 закрывается, разрывая цепь электромагнитного реле К.

Если уровень контролируемой жидкости выше геометрической оси датчика, то электрическая емкость датчика увеличится. В этом случае ёмкость датчика С_Д больше ёмкости С3, и происходит разбаланс моста. При этом возникает отрицательная обратная связь. Автоколебания прекращаются. Потенциалы базы и эмиттера транзистора VT3 будут равны, и он находится в запертом состоянии. Ток, протекающий по цепи: контакт +5 В, резистор R32, резистор R31, резистор R9, резистор R7, контакт –10 В, создает отрицательный потенциал около –5 В на базе транзистора VT4. Поэтому транзистор VT4 открывается. По катушке электромагнитного реле К начинает протекать ток, и оно срабатывает, сигнализируя о превышении уровнем жидкости уставки срабатывания.

4.5. Реле частоты вращения

Реле частоты вращения (рис.15) состоит из датчика, представляющего собой импульсный тахогенератор, и электронного устройства, размещенных в блоках-реле № 2 и 3.

Рис. 15. Структурная схема и эпюры сигналов на элементах

реле частоты вращения

Структурная схема реле частоты вращения включает: датчик (импульсный тахогенератор); формирователь прямоугольных импульсов; три схемы сравнения, которые подключены к соответствующим выходным каскадам. Реле частоты вращения имеет три выходных электромагнитных реле - по числу диапазонов уставок. Эти реле входят в выходные каскады (на рис. 15 не показаны). Структура выходных каскадов полностью совпадает с выходными каскадами рассмотренных выше электронных реле.

Импульсный тахогенератор – электромеханическое устройство, которое вырабатывает электрические импульсы, частота следования которых пропорциональна частоте вращения вала первичного двигателя.

Принцип работы реле основан на сравнении периода следования импульсов с выхода тахогенератора с эталонными промежутками времени, которые соответствуют заданным уставкам частоты вращения.

Датчик вырабатывает короткие импульсы Х1, которые поступают на вход формирователя прямоугольных импульсов. На его выходе появляются прямоугольные импульсы Х2, длительность которых t_И пропорциональна периоду входных импульсов Х1. С выхода формирователя импульсы Х2 поступают на входы схем сравнения, где они сравниваются с периодами соответствующих уставок t₁ ,t₂ ,t₃. Если длительность импульса с выхода формирователя меньше заданного промежутка времени t_И < t₁, то на выходе первой схемы сравнения появляется сигнал Х3 о превышении первой уставки, обеспечивающий включение выходного электромагнитного реле первого диапазона. При дальнейшем увеличении частоты вращения аналогично появятся сигналы Х4 и Х5, что приведет к включению выходного реле второго и третьего диапазонов.

При снижении частоты вращения исчезновение сигналов Х3, Х4, Х5 и отключение выходных реле диапазонов уставок происходят в обратном порядке.