Какими свойствами обладает реле первого класса надежности

На сегоднешний день техническое развитие невозможно без широкого применения автоматических устройств, позволяющие осуществлять контроль, защиту и управление определенными видами машин и различных агрегатов. В новейших технических машинах большинство процессов осуществляется с высокой скоростью, и соответственно человек не может успевать осуществлять управление ими без помощи автоматических устройств. Именно эти устройства дают возможность облегчить повседневную работу людей, а также сократить штат сотрудников (обслуживающего персонала). Одним из таких устройств и является реле. В переводе с французского реле (relais, от relayer – сменять, заменять).

Реле – это элемент автоматического устройства, у которого при плавном изменении входной величины происходит скачкообразное изменение выходной величины.

Классификация и условное обозначение реле

В зависимости от конструкции существует множество различных типов реле, которые работают на основе различных принципов.

Если подразделять реле по принципу физической природы явлений, на которое реле предназначено реагировать, то можно выделить следующие типы: электрические (большинство), тепловые, механические, магнитные, оптические, акустические, газовые, пневматические, жидкостные и другие.

Электрические реле в свою очередь (по принципу действия) делятся на электромагнитные, индукционные, магнитоэлектрические и электродинамические. Наиболее распространенным является – электромагнитное реле.

По роду питающего тока электромагнитные реле делятся на 2-е группы:

• постоянного тока;
• переменного тока.

А электромагнитные реле постоянного тока бывают следующих видов:

• нейтральные;
• поляризованные;
• импульсные;
• комбинированные.

Еще реле можно классифицировать по надежности действия:

• реле первого класса;
• реле низших классов.

К реле 1-го класса надежности выдвигаются основные требования:

1) отпускание якоря при выключении питания обмотки должно происходить под действием веса самого якоря и связанных с ним подвижных частей, поэтому якорь, как правило, утяжеляют специальными грузами, которые сделаны из немагнитного материала;

2) должна быть полностью исключена возможность магнитного прилипания якоря к сердечнику после выключения тока, для устранения прилипания, на якоре крепят бронзовый антимагнитный штифт;

3) фронтовые и общие контакты реле не должны свариваться, для этого контакты изготавливаются из разных по составу материалов (фронтовые – из граффито-серебряной смеси, а общий – из серебра).

Условное обозначение реле состоит из букв и цифр.

Рассмотрим пример: НМВМШ1-1000

Первая буква обозначает тип реле, в данном случае Н – нейтральное реле (также могут быть: И – импульсное, П – поляризованное, К – комбинированное, Т – трансмиттерное, если первая буква А – аварийное, О – огневое).

Вторая буква М – малогабаритное реле.

Третья буква В – означает, что реле с выпрямителем.

Четвертая М – медленнодействующее (с замедлением), может стоять буква Т – с термоконтактом.

Пятая Ш – штепсельное, если Р – с разборно-болтовое соединение.

После букв идут цифры, которыми обозначаются группы контактов:

1 – максимальное количество контактов, восемь тройников;

2 – 4-е полных тройника;

3 – 2 полных, 2 не полных тройника.

Дальше через (-) идет полное сопротивление обмоток реле в Ом-х, если одна цифра (как в нашем примере), то обмотки включены последовательно, если они включены параллельно, то указывается сопротивление каждой обмотки через (/), например – НМВШ-1000/1000.

Огневые реле контролируют целостность нитей накаливания ламп светофоров.

Графическое обозначение реле:

— нейтральное реле (с последовательно включенными обмотками

— нейтральное реле (с параллельно включенными обмотками

— комбинированное

— импульсное

— поляризованное

— трансмиттерное

— с замедлением при срабатывании (не сразу включается)

— с замедлением при отпускании (не сразу выключается)

— аварийное

Конструкция и свойства электромагнитных реле

Конструкция реле обычно состоит из 3-х органов:

• воспринимающий;
• промежуточный;
• исполнительный.

Воспринимающий или его еще называют чувствительный (катушка реле) преобразует входной параметр в физическую величину, которая необходима для работы реле.

Сравнение преобразованной величины с имеющимся эталоном происходит в промежуточном органе. И при достижении определенного значения осуществляет передачу воздействия от воспринимающего органа к исполнительному.

Исполнительный орган (это контакты), в свою очередь, воздействует на управляемую цепь.

Принцип действия: главным элементом электромагнитного реле (рис. 1) является электромагнит, по средствам которого происходит преобразование электрической энергии в механическое перемещение. Он состоит из обмотки (1) с сердечником (2), ярма (3) и подвижной части, называемой якорем (4).

Рис. 1 Схема электромагнитного реле

Когда электрический ток проходит по обмотке, якорь притягивается к сердечнику и осуществляет воздействие на контактные пружины (5). При этом контакты (6) замыкаются. Реле СРАБАТЫВАЕТ.

Ниже рассмотрим виды электромагнитных реле постоянного тока.

Нейтральное реле

Рис. 2 Схема нейтрального реле типа НМШ

Нейтральное – это реле, которое не реагируют на полярность напряжения, приложенного к обмотке. В него входят: 1 – катушка; 2 – сердечник; 3 – ярмо; 4 – якорь; 5 – противовес. Бронзовый штифт – 6 на якоре, предотвращает его залипание. Якорь, с помощью тяги – 7 управляет контактной системой – 8, которая состоит из 3-х контактов: Фронтового, Общего и Тылового.

Поляризованное реле

Поляризованные реле (рис. 3) своей конструкцией отличаются от нейтральных тем, что у них в магнитной системе имеется постоянный магнит, который реагируют на направление тока в обмотках катушек реле.

Рис. 3 Схема поляризованного реле типа ПМПШ

Магнитная система состоит из: 1 – катушка; 2 – сердечник; 3 – постоянный магнит; 4 – поляризованный якорь; 5 – изоляционная планка; 6 – контакты; ФК – рабочий поток (от обмоток); ФО – поляризованный поток (от магнита).

При отсутствии тока в обмотках ФО удерживает якорь в заданном положении и обеспечивает направленность действия якоря при изменении направления тока в обмотке. ФО, воздействуя с ФК, перемещает якорь из нормального положения в переведенное и наоборот.

Импульсное реле

Рис. 4 Схема малогабаритного импульсного реле типа ИМШ1-0,3

Импульсное реле – будет являться поляризованным реле. Магнитная система данного реле состоит изследующих элементов: катушки (1), постоянного магнита (2) с полюсными надставками (3) и поляризованного якоря (4). Якорь крепится одним концом к стойке (5) пружиной (6). К свободному концу якоря крепится контактная пружина (7), которая своим контактом замыкается с нормальным (Н) или переведенным (П) контактами.

ФО – при смене направления тока обеспечивает направленность действия якоря и удерживает якорь в заданном положении при отсутствии тока в обмотке. ФК – осуществляет перемещение свободного конца якоря, вследствие чего происходит замыкание контактной пружины с (Н) или (П).

Импульсное реле типа ИМШ1-0,3 получило пременение как путевое реле в импульсных РЦ постоянного тока.

В импульсных и кодовых РЦ переменного тока в качестве быстродействующего путевого реле используется импульсное реле типа ИМВШ-110 (в составе это реле есть выпрямительный мостик, который преобразует переменный ток в постоянный).

Комбинированное реле

Комбинированные реле типов КМШ-3000, КМШ-750 и КМШ-450 — они являются сочетанием нейтрального и поляризованного реле с одной общей магнитной системой (рис. 5).

Рис. 5 Схема комбинированного реле

Магнитная система комбинированного реле типа КМШ включает в себя катушки (1) и (2), сердечник (3), постоянный магнит (4), поляризованный якорь (5) и нейтральный якорь (6). При появлении в обмотках тока любой полярности происходит притяжение нейтрального якоря, вследствие чего происходит замыкание контактов: общего (О) и фронтового (Ф).

Изменение положения поляризованного якоря и соответственно замыкание управляемых им контактов осуществляется и зависит от направления (полярности) тока протекающего через обмотки катушек реле.

Основные характеристики электромагнитных реле

— U (I) притяжения якоря;

— U (I) отпускания якоря;

— R обмоток катушек реле;

— t замедления на отпускание и t замедления на притяжение якоря реле.

U (I), при котором якорь реле притягивается и происходит замыкание фронтовых контактов, называется напряжение (током) притяжения.

U (I), при котором осуществляется отпускание якоря реле и происходит замыкание тыловых контактов, называется напряжением (током) отпускания.

Отношение U (I) отпускания к U (I) срабатывания характеризует коэффициент возврата реле:

KВ = UO/UСР

или

KВ = IO/IСР.

Также реле характеризует и коэффициент запаса по току – отношение рабочего тока к току притяжения:

KЗ = Iраб/Iпр.

Для большого количества реле, которые применяются в устройствах СЦБ (сигнализация, централизация, блокировка), коэффициент возврата находится в пределах 0,25 – 0,5.

Для временных характеристик реле используются параметры:

• t притяжения – это время от момента включения энергии до момента замыкания замыкающих (фронтовых) контактов;
• t отпускания – это время от момента выключения энергии до момента замыкания замыкающих (тыловых) контактов.

В зависимости от времени срабатывания реле бывают следующих видов:

• быстродействующие, со временем замедления на притяжение и отпускание до 0,03 сек.;
• нормальнодействующие, со временем замедления на притяжение и отпускание от 0,15 до 0,20 сек.;
• медленнодействующие – 1,0….1,5 сек.;
• временные – более 1,5 сек.

В настоящее время в системах железнодорожной автоматики и телемеханики очень широко используется микропроцессорная техника, но несмотря на это, реле будут и в дальнейшем применяться в эксплуатации долгие-долгие годы.

В последние годы стали широко внедряться реле, которые созданы на основании новых принципов действия, это герконовые реле и гибридные реле. Они имеют высокую износоустойчивость по числу коммутаций, отличаются быстродействием, и имеют хорошую совместимость с интегральными микросхемами и другими агрегатами эл. техники.

В будущем наиболее перспективно будет использование реле совместно с полупроводниковой техникой. При этом важнейшие логические задачи управления будут решаться путем использования элементов бесконтактной техники, а реле будут применяться в качестве выходных и периферийных устройств, которые будут управлять довольно мощными приборами и их оставляющими.