28 (33). Бесконтактные реле. Полупроводниковые реле. Принцип действия и особенности характеристик. Особенности реле на опртронах.

Представляет собой магнитный усилитель работающий в релейном режиме. Простейший магнитный усилитель образуется из замкнутого ферромагнитного сердечника на котором намотаны обмотки переменного тока (рабочая) ω_p, в цепь которой включены нагрузка z_н и обмотка постоянного тока ω_y.

Входным током усилителя является ток управления I_y, а выходным – ток нагрузки.

Принцип действия магнитного усилителя основан на том, что при изменении тока подмагничивания I_y, изменяется магнитная проницаемость ферромагнитного сердечника µ=λΒ/λΗ и индуктивность рабочей обмотки l_p= µ(W_pS)/l.

Полупроводниковые реле. Принцип действия и особенности характеристик

Реле с выпрямлением – реле постоянного тока, которое замыкается через источник переменного тока через выпрямитель.

Реле переменного тока по сути это реле постоянного тока, включенное через выпрямитель. Реле с выпрямителем с выпрямителями используют в качестве путевых, огневых и аварийных в цепях переменного тока.

Первый способ включения выпрямителей состоит во включении обмотки реле через диодный мост. Этот способ используют в аварийных реле, которые предназначены для контроля наличия переменного тока от источника питания и для автоматического включения резервного источника при прекращении подачи питания от основного. Аварийное реле имеют усиленные металлокерамические контакты и увеличенный межконтактный зазор.

Второй способ включения диодов применен в двухобмоточных огневых реле для контроля горения ламп станционных светофоров. Одна обмотка реле включена последовательно с первичной обмоткой сигнального тр

трансформатора, со вторичной обмотки которого снимается напряжение 12 В для питания светофорной лампы. Якорь реле притягивается благодаря постоянной составляющей напряжения, которое индуцируется во вторичной обмотке реле, замкнутой на диод. При перегорании нити лампы резко уменьшается ток в обмотке 1 – 4 до значения тока холостого хода трансформатора, и реле отпускает якорь, чем и контролируется неисправность светофорной лампы.

Выпрямители выполняют по мостовой схеме, которые устанавливаются в самом реле.

Особенности реле на оптронах

Оптроном называется прибор, в котором оптически и конструктивно связаны источник света – 1, оптическая среда – 2 и фотоприемник – 3. Принцип действия его основан на двойном преобразовании энергии. В источнике света энергия электрического сигнала преобразуется в оптическое излучение, а в фотоприемнике оптический сигнал вызывает электрический ток или напряжение.

Схемы, построенные на оптронах, обладают по сравнению с электронными и электрическими схемами рядом важных преимуществ. Оптическая связь позволяет получить почти идеальную электрическую изоляцию элементов схемы. Сопротивление изоляции между входом и выходом оптрона может достигать 10¹⁶ Ом, проходная емкость 10^-4 пФ. Это дает возможность реализовать высококачественную гальваническую развязку цепей управления и нагрузки, что необходимо в безопасных схемах управления. Оптическая связь обеспечивает однонаправленную передачу сигнала от источника к приемнику. С помощью оптронов легко связывать с различными частотами, цепи переменного и постоянного тока, маломощные цепи с силовыми. Оптронные схемы обладают хорошей помехозащищенностью, т.к. оптические каналы не подвержены электромагнитным помехам.

Недостатки:

- невысокий КПД

- значительная потребляемая мощность

- зависимость параметров от температуры

На выходе схемы оптического реле образуются импульсы различной полярности в зависимости от того, на которой из 2-х входов поступает сигнал, открывающий транзистор VT1 или VT2.

29. Классы надёжности электромагнитных реле отечественного производства. Особенности реле 1-го класса надёжности типов НР, НШ, НМШ, РЭЛ. Особенности реле 2 и 3-го классов надёжности. Реле зарубежных фирм.

С точки зрения надежности реле железнодорожной автоматики делят на три класса:

- реле I класса - применяются при построении схем, обеспечивающих безопасность (НМШ, НШ, HP, ДСШ, РЭЛ, Н, ПЛ);

- реле II класса – применяются при построении схем, обеспечивающих безопасность с условием схемного контроля их работы (ПМШ, ПМПШ, КМШ);

- реле III класса - нельзя применять при построении схем, обеспечивающих безопасность (КДР и реле связи).

Реле зарубежных фирм.

Разработкой и выпуском железнодорожных реле за рубежом занимаются многие известные фирмы. К ним относятся в США — фирмы WАВСО (роле типа РN) и "Вестерн электрик" (реле типов АФ, АК), в Англии — фирма '"Westinghouse" (реле серии Q), в Гер­мании — фирмы "Siemens" (реле К.50), "Standard Electric Lorenz" (реле типа ВВ, ( В5), \У55В (реле типа II и III), в Швеции — фирма "Ericsson"( реле типа ЛНР), в Японии — фирма ОКI (реле типов WА, WК, WМ), в Венгрии — фирма им. Белояниса (реле SR50)и др.

Реле зарубежных фирм имеют ряд особенностей, которые отли­чают их от отечественных реле. К ним относится широкое примене­ние возвратных пружин, работающих на сжатие или растяжение. В ~ итоге реле отпускает якорь под действием сил противодействия воз­вратной пружины, тяжести якоря и реакции контактных пружин. У большинства зарубежных реле отсутствуют угольные контакты и часто используется рамочное управление контактами (см. рис. 3.3, г). Рамочное управление обеспечивает одновременное замыкание и размыкание контактов, независимость механических и электриче­ских характеристик реле от регулировки контактных пружин, посто­янство контактного нажатия, уменьшение влияния износа контак­тов на контактное нажатие. Для реле, выпускаемых в Германии и Швеции, характерным является отсутствие контактных тройников и замена их четырьмя пружинами (см. рис. 3.3, д). Это повышает надежность размыкания электрических цепей, поскольку они раз­мыкаются одновременно в двух местах.

Особенностью некоторых зарубежных реле является примене­ние вместо плоских контактных пружин проволочных пружин, изго­тавливаемых из двух параллельно расположенных проволок из ней­зильбера с контактами из серебра или палладия. Такие пружины значительно дольше сохраняют механические свойства.

Что касается поляризованных реле, то в некоторых странах ис­пользуют реле с магнитной блокировкой (удерживающие реле). В них конструкция нейтрального реле дополняется постоянным маг­нитом. При выключении обмотки реле якорь удерживается в притя­нутом положении благодаря действию магнитного потока постоян­ного магнита. Этим реализуется функция памяти. Для отпускания якоря через обмотку пропускается ток противоположного направ­ления. В качестве фазочувствительных реле (аналог реле ДСШ) используют моторные реле, представляющие собой двухфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. Электродвигатель управляет контактной системой. Принцип дейст­вия реле основан на изменении направления вращения ротора в зависимости от фазы питающего напряжения.

Реле постоянного тока:

Лучшие образцы реле зарубежных фирм отличаются друг от друга конструкцией электромагнитов, контактных систем, электри­ческими параметрами.

Нейтральное реле постоянного тока (QNI (Англия, фирма " Westinghouse ") (рис. 8.1) крепится на монолитном основании / и имеет обмотку 2, расположенную на сердечнике 3, Г-образное ярмо 11, поворотный якорь 5 с антимагнитным штифтом 4, возвратную пружину 6, работающую на сжатие. Контактная система состоит из четырех вертикальных колонок с опорными пружинами 9. Непод­вижные контактные пружины Ф и Т удерживаются ограничитель­ными планками 8, которые соединены с приваренной к ярму наклад­кой 7. Подвижные пружины О перемещаются управляющей план­кой 10, связанной с якорем. Контактные пружины изготавливаются из фосфористой бронзы, фронтовые и тыловые контакты — из се­ребра с графитовым наполнителем, общие контакты — из серебра. Реле имеет штепсельное включение и предназначено для работы в цепях напряжением 12, 24 и 50 В.

Фирма Siemens (Германия) разработала нейтральное реле К50 (рис. 8.2). Оно состоит из обмотки 6, сердечника 5, ярма 7, якоря 4, возвратной пружины 3, работающей на растяжение. Управление контактами осуществляется с помощью контактного поводка 2 с серебряными штифтами 1. Возврат якоря происходит под действи­ем спиральной пружины и массы контактного поводка. Реле имеют удобный обзор состояния контактов, выпускаются с нормальными и усиленными контактами и используются в качестве пусковых в цепях управления стрелочными электроприводами.

В нейтральном реле типа II (Берлин, фирма WSSB) обмотка 2 (рис. 8.3) расположена на сердечнике 3 вертикально. Магнитопровод образуют также ярмо 1 и якорь 4, шарнирно соединенный с контактной стойкой 6 с жестко укрепленными на ней контактны­ми штифтами - 7. Якорь отпускается под действием собственной мас­сы и силы упругости возвратной пружины 8, работающей на сжатие (5 - контактные пружины; 9 -станина). Реле имеет два переклю­чающих, 11 фронтовых и шесть тыловых контактов. Переходное со­противление двойного серебряного контакта не более 0,05 Ом. Срок службы реле 10⁶ срабатываний.

Эта же фирма выпускает малогабаритное поляризован­ное реле (рис. 8.4) с магнитной блокировкой и с повышенной надежностью контактной системы. Оно имеет обмотку 3, сер­дечник 2, ярмо 5, якорь /, постоянный магнит 4. На якоре устанавливается контактная стойка 9, на которой укрепля­ются контактные пружины и один конец возвратной пружины 8. Реле имеет последовательную магнитную цепь (см. рис. 6.1). В отпущенном положении якорь удерживается усилием пружины 8. При протекании по обмотке тока определенной полярности, когда магнитные потоки электромагнита и по­стоянного магнита складываются, якорь притягивается к сердечнику. При выключении обмотки якорь удерживается благодаря действию постоянного магнита. При включении тока обратной полярности реле отпускает якорь. Реле имеет восемь контактов, которые образуются в результате сопри­косновения наклепок из серебра, укрепленных на контакт­ных пружинах, с серебряными штифтами 7, укрепленными на плате реле 6. Ресурс реле 10⁷ срабатываний, номинальное напряжение 60 В, потребляемая мощность 12 Вт.

30. Электромагнитное реле. Необходимость ускорения и замедления срабатывания реле. Способы замедления и ускорения работы электромагнитных реле. Электрический способ замедления. Схемные способы замедления срабатывания и отпускания.

Реле работа которого обеспечивает постоянное напряжение на обмотке реле. В рабочем режиме протекает ток, создается магнитный поток одного направления.

Способы замедления и ускорения электромагнитного реле

В системах АТС часто возникают задержки реле. Причины временной задержки (технические, алгорифмические)

Технические: кратковременное пропадание питания.

Алгорифмические: причины, обусловленные логикой работы телемеханики. При этом некоторые реле может замыкать исполнительное устройство нормально-замкнутыми контактами, но при протекании питания блокируется своими собственными контактами, таким образом предварительное реле может быть отключено от питания рассматриваемого исполнительного реле.

Для того, чтобы обеспечить замедление существует 3 способа:

4. механический

5. электрический

6. схемный

Механический, при этом способе замедление реле осуществляются за счет электромагнитной постоянной времени подвижной системы. Необходимо увеличить массу груза.

Электрический, при этом способе замедление реле происходит за счет изменения электромагнитной постоянной времени. Изменение магнитопровода сердечника, количество витков обмотки реле, изменение индуктивности обмотки реле.

Схемный – предусматривает создание некоторых внешних схем, которые увеличили бы постоянную времени срабатывания/отпускания электромагнитного реле постоянного тока.

Схемные (электрические) способы замедления срабатывания и отпускания.

Схемное (электрический метод) решение изменения временных параметров реле заключается в шунтировании катушки реле резистором, конденсатором, диодом или их комбинацией, а также путем закорачивания второй катушки реле.