Исследование электромагнитного реле времени

МПС РОССИИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

(РГУПС)

,

ИССЛЕДОВАНИЕ электромагнитного реле времени

Методические указания

к лабораторной работе

Ростов-на-Дону

2003

УДК 621.38 (075)

,

Исследование электромагнитного реле времени: Методические указания. – Ростов н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2003. – 8 с.

Приводятся краткие теоретические сведения по принципу действия и конструкции электромагнитного реле времени, дается описание лабораторной установки, программа и методика выполнения работы, структура отчета, контрольные вопросы.

Предназначены для студентов специальности 10.08.01 – Электромеханика (ж.-д. транспорт), изучающих курс «Электрические и электронные аппараты».

Ил. 2. Библиогр.: 2 назв.

Рецензент канд. техн. наук, доц. (РГУПС)

Исследование электромагнитного реле времени

Методические указания к лабораторной работе

Редактор

Техническое редактирование и корректура

Подписано в печать 20.06.03 г. Формат 60х84/16.

Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 0,46.

Уч.-изд. л. 0,63. Тираж 60 экз. Изд. № 73. Заказ № 000.

Ростовский государственный университет путей сообщения.

Ризография РГУПС.

Адрес университета: 344038, Ростов н/Д, пл. Народного ополчения, 2

© Ростовский государственный университет путей сообщения, 2003

Содержание

1. Цель работы

2. Теоретические сведения

3. Описание установки

4. Программа работы и порядок ее выполнения

5. Оформление отчета

Контрольные вопросы

Рекомендуемая литература

1. Цель работы

Целью работы является изучение конструкции и принципа действия электромагнитного реле времени типа РЭВ-292, исследование влияния напряжения на катушке реле, толщины немагнитной прокладки и силы натяжения возвратной пружины на выдержку времени срабатывания.

2. Теоретические сведения

В лабораторной работе производится исследование электромагнитного реле типа РЭВ-292. Реле задействовано в цепи управления главного выключателя электровозов серий ВЛ-60к и ВЛ-80к и срабатывает при замедленном вращении вала группового переключателя ЭКГ-8ж для предотвращения повреждения переключаемой секции обмотки тягового трансформатора. Общий вид исследуемого реле РЭВ-292 представлен на рис.1.

Временем срабатывания реле считают промежуток времени от момента включения катушки до момента замыкания контактов. Различают время срабатывания на включение (промежуток времени от момента включения катушки до момента замыкания замыкающих контактов) и на выключение (промежуток между снятием напряжения с катушки и размыканием размыкающих контактов).

Время срабатывания электромагнитного реле складывается из двух частей

,

где – время трогания, т. е. время с момента подачи управляющего воздействия на катушку до начала якоря;

– время движения якоря от начала движения до полной остановки.

В электромагнитных реле времени серии РЭВ замедление достигается с помощью магнитного демпфирования, т. е. воздействия на скорость изменения магнитного потока. При этом используются магнитные потоки, созданные вихревыми токами, которые появляются в массивных деталях магнитной системы при изменении основного магнитного потока. Для этого на магнитопровод реле надевают металлические гильзы или шайбы (обычно из меди или алюминия). При изменении основного магнитного потока, созданного током катушки, в гильзе наводятся вихревые токи, магнитные потоки которых препятствуют изменению основного потока. Когда основной поток уменьшается, направление потока от вихревых токов совпадает с ним.

Эффективность этого метода тем выше, чем больше абсолютная величина основного магнитного потока. Поэтому наибольшее время выдержки реле можно получить при отключении катушки электромагнита, когда поток в магнитопроводе максимален, а зазоры минимальны. Регулировать выдержку времени при отпускании реле можно разными способами. При изменении толщины немагнитной прокладки изменяется результирующая магнитная проводимость системы и величина основного магнитного потока. Чем толще прокладка, тем ниже магнитная проводимость и, соответственно, выдержка времени. При изменении сопротивления короткозамкнутой гильзы изменяется величина вихревых токов в ней и величина потока, вызванного вихревыми токами. Чем выше сопротивление гильзы, тем меньше выдержка времени. При изменении натяжения противодействующей пружины изменяется электромагнитная сила и магнитный поток, при которой якорь отпадает. Если пружина ослаблена, то поток отпадания меньше, чем при натянутой пружине, а время отключения больше. Для того, чтобы выдержка времени реле не зависела от значения питающего напряжения, магнитная цепь делается сильно насыщенной. Поэтому снижение напряжения до 60 % от номинального не вызывает заметного изменения выдержки времени.

Магнитопровод реле выполнен из низкоуглеродистой стали и состоит из сердечника и скобы. Основание магнитной системы выполнено из силумина, что обеспечивает дополнительный контур для вихревых токов и увеличивает время выдержки. На скобе крепится пластинка и угольник, образуя призматическую опору якоря, что повышает его механическую износостойкость. Катушка реле устанавливается на сердечник и закрепляется кольцом. На сердечнике и скобе магнитной системы устанавливаются съемные медные демпферы. Противодействующее усилие создается пружиной, регулировка натяжения которой осуществляется гайкой. Для осуществления плавной регулировки на якоре установлен регулировочный узел. Между якорем и сердечником установлена немагнитная прокладка из латуни толщиной 0,1 мм.

На якоре укреплена скоба, несущая колодку с подвижными контактами. Узел неподвижных контактов крепится на магнитной системе.

3. Описание установки

Исследование проводится на лабораторном стенде, где выполнены все необходимые соединения. Питание стенда осуществляется от лабораторного щита, имеющего независимые источник переменного напряжения 220 В и регулируемый источник постоянного напряжения. Принципиальная электрическая схема стенда показана на рис. 2. На стенде имеется табличка с техническими характеристиками исследуемого реле времени РЭВ-292.

Перед началом работы необходимо ознакомиться со схемой стенда и выяснить назначение каждого элемента.

Схема включает три цепи, в ней используется дополнительное промежуточное реле KL.

Рис.2. Электрическая схема стенда

При подключении напряжения ко всем цепям и разомкнутом переключателе SA реле времени и промежуточное реле не срабатывают, секундомер не работает, т. к. его обмотка зашунтирована размыкающим контактом реле времени. При включении переключателя срабатывает промежуточное реле и размыкает цепь питания секундомера, также срабатывает реле времени и размыкает свой контакт.

При отключении переключателя промежуточное реле практически мгновенно выключается и замыкает свой контакт, электрический секундомер получает питание и начинает отсчет времени. Отключение реле времени происходит через 2-3 секунды, его контакт замыкается и вызывает остановку секундомера.

4. Программа работы и порядок ее выполнения

Определить влияние напряжения на катушке на величину выдержки времени при отключении реле. Для этого нужно установить заданное значение напряжения на обмотке реле при помощи ЛАТР лабораторного щита и включить переключатель SA.

Таблица 1

Uk, % от Uном	60	80	100	120
Uk, В
tотк, с 1. 2. 3.
tотк. сред., с

Через 1-2 секунды после срабатывания реле времени отключить переключатель и записать показания секундомера в табл.1. Оценку результата произвести по среднему арифметическому трех измерений. По данным опыта построить зависимость tотк. ср. = f (Uk).

Таблица 2

Количество слоев кабельной бумаги (немагнитная прокладка)	0	1	2	3
tотк, с (пружина натянута) 1. 2. 3.
tотк. сред., с
tотк, с (пружина ослаблена) 1. 2. 3.
tотк. сред., с

Определить зависимость выдержки времени при отключении реле от толщины немагнитной прокладки между якорем и сердечником. Измерение проводится при номинальном напряжении на обмотке реле (50 В) для случаев затянутой и ослабленной возвратной пружины. Регулировка натяжения пружины осуществляется вращением корончатой гайки. В качестве немагнитной прокладки можно использовать электротехнический картон или кабельную бумагу, сложенную в несколько слоев. Результаты измерений заносятся в табл. 2. По полученным данным строятся зависимости tотк. ср. = f (δ) для разных величин натяжения возвратной пружины.

5. Оформление отчета

Отчет должен содержать:

Ø Название и цель работы;

Ø Номинальные характеристики испытуемого реле времени;

Ø Электрическую схему установки и перечень использованных приборов;

Ø Таблицы 1 и 2 с измеренными и рассчитанными величинами;

Ø Графики зависимостей tотк. ср. = f (Uk) и tотк. ср. = f (δ). Зависимости, полученные в одинаковых координатах, следует строить на одном графике.

Контрольные вопросы

1.  Какую функцию выполняет реле РЭВ-292 на электровозе?

2.  Что называется временем срабатывания реле?

3.  В чем заключается принцип магнитного демпфирования?

4.  От чего зависит скорость изменения магнитного потока?

5.  Как повлияет на выдержку времени замена медной гильзы алюминиевой?

6.  Как повлияет на выдержку времени повышение температуры окружающей среды?

7.  Из какого материала изготовлено основание реле и почему?

8.  Как влияют на выдержку времени толщина немагнитной прокладки и натяжение возвратной пружины?

Литература

1. , А. Лабораторные работы по электрическим аппаратам. – М.: Высшая школа, 1986. – 119 с.

2. и др. Грузовые электровозы переменного тока: Справочник / , , . – М.: Транспорт, 1991. – 471 с.