3-6. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ
а) Назначение и конструкция реле
На подвижном составе городского электротранспорта применяются реле с электромагнитным приводом. Электромагнитные реле осуществляют переключения в цепях управления, срабатывая при определенных параметрах, па которые они настроены.
Назначение реле в схемах очень разнообразно. Их классифицируют по роду контролируемой величины электрической цепи на реле тока, напряжения, времени, ускорения и по направлению изменения параметра цепи на реле минимальные и максимальные. Реле, защищающие электрические цепи от ненормальных режимов, называются защитными, а реле, срабатывающие при определенной разности параметров цепи, — дифференциальными. Реле времени предназначены для получения интервала времени между моментом разрыва цепи включающей катушки и выключением контактов. Различаются реле и конструктивно.
Реле типа РМ-3001 применяют в схемах в качестве токового реле с силовой включающей катушкой 11 (рис. 3-48), намотанной из шинной меди на ребро. Магнитная система клапанного тина. Детали реле монтируют на общей панели 1. К магнитопроводу (ярму) 12, выполненному из полосовой стали, приклепан круглый стальной сердечник 9.
Рис. 3-48. Реле типа РМ-3001.
Якорь 10 реле также выполнен из полосовой стали и оттягивается от сердечника отключающей пружиной 3. Контактная часть реле состоит из неподвижных серебряных контактов, припаянных к шестигранным гайкам 4. В гайку ввертывается шпилька 2, которая закреплена на панели. Подвижные серебряные контакты припаиваются к мостику 5, который может перемещаться по направляющей, закрепленной в изоляционной планке 7. Нажатие подвижного контакта на неподвижный осуществляется контактной пружиной 6. Реле имеет один контакт. Включение реле происходит под действием включающей катушки. Реле регулируется гайкой 8, изменяющей усилие, создаваемое выключающей пружиной.
Реле типа РМ-3000 имеет конструкцию, подобную реле РМ-3001, но с несколько большим обмоточным пространством, т. е. с более высоким сердечником и ярмом. Кроме того, реле снабжено замыкающими и размыкающими контактами. Реле РМ-3000 обычно используют в качестве реле напряжение.
Раствор А и провал Б контактов реле РМ-3001 и РМ-3000 показаны на рис. 3-49,а, а их величины приведены в табл. 3-12.
Рис. 3-49. Раствор и провал контактов реле.
а — типов РМ-3000 и РМ-3001; б — типов Р-3100 и РМ-3150.
Реле типов Р-3100 и Р-3150 применяют в качестве реле тока, напряжения и времени.
Таблица 3-12
Технические данные реле
Подвижные контакты припаяны к токоведущему мостику 12, который перемещается по квадратной направляющей закреплен на ярме 1. Якорь оттягивается от сердечника пружиной 5, укрепленной на специальной планке.
Рис. 3-50. Реле типа Р-3100.
Магнитная система и контактная часть реле Р-3100 монтируются отдельно на изоляционной панели 3 (рис. 3-50). Реле имеет магнитную систему клапанного типа с якорем 6, имеющем подвижную опору на призме. Контакты реле замыкаются под действием включающей катушки 4, находящейся па сердечнике 2. Сердечник, закрепленной в пластмассовой рейке 10. Неподвижные контакты припаиваются к гайке 13, закрепленной на латунной шпильке 14. В притянутом положении сердечника контактное давление создается пружиной 11.
Контакты реле серебряные.
Реле снабжено размыкающими или замыкающими контактами мостикового типа, изолированными пластмассовой планкой от магнитной системы. Цепь размыкающего контакта проходит через шпильку, ярмо и якорь, пластину 7, подвижный контакт 8 и неподвижный контакт 9. Цепь замыкающих контактов образуется шпильками 14 и мостиком 12. Реле Р-3150 в отличие от реле Р-3100 на сердечнике и ярме, прилегающем к якорю, имеет немагнитные прокладки, увеличивающие его коэффициент возврата (отношение напряжения или тока отпадания к напряжению или току срабатывания) до 0,6.
Реле типов ΡΜ-3100 и РМ-3150 изготовляются как с катушками, намотанными на обычном каркасе, так и с катушками, намотанными па массивном медном цилиндре. В первом случае выдержка времени получается при замыкании концов катушки за счет того, что ток и магнитное поле катушки исчезают не мгновенно, а затухают спустя некоторый промежуток времени. Одновременно уменьшается и тяговое усилие. В тот момент, когда отрывающее усилие пружины окажется больше, чем тяговое усилие катушки, якорь отпадает.
Выдержка времени при использовании реле с катушкой, имеющей медный сердечник, получается при отключении катушки от сети за счет того, что после отключения катушки реле в медном цилиндре в течение некоторого времени будет циркулировать ток, наводимый спадающим магнитным потоком. Ток в гильзе в свою очередь способствует сохранению магнитного потока и усилия притяжения якоря.
Реле типов РМ-3100 и РМ-3150 изготовляются как с катушками параллельного возбуждения, так и с катушками последовательного возбуждения, а также с двумя катушками — одной последовательного и другой — параллельного возбуждения в зависимости от применения реле в схеме управления.
Характерной особенностью указанных реле является сравнительно высокий коэффициент возврата и большая частота срабатывания. Величины растворов, провалов и нажатий контактов реле Р-3100 и РМ-3150 показаны на рис. 3-49,б и приведены в табл. 3-12.
Реле ускорения типа Р-40 предназначено для автоматизации управления, где они выполняют роль реле ускорения и торможения. Реле имеет замкнутую через сталь магнитную систему с большим воздушным зазором, обеспечивающую высокий коэффициент возврата.
Рис. 3-51. Реле типа Р-40.
На панели 1 (рис. 3-51) установлены стойки 11 и 3, на которых закреплен сердечник 2. Якорь 7 своей призмой опирается па латунный кронштейн 4 и оттягивается пружиной 6. Подвижный контакт 8 укреплен на якоре, а неподвижный 9 — на угольнике 10. Контакты реле серебряные. На сердечнике обычно устанавливают силовые катушки, включенные в цепь тягового двигателя, и параллельные катушки цепи управления, обеспечивающие четкую работу реле и автоматическое регулирование тока срабатывания. Реле регулируют гайкой 5.
Реле ускорения типа Р-41 предназначено для автоматизации управления в пусковом и тормозном режимах. Благодаря разомкнутой магнитной системе и примененной конструкции сердечника коэффициент возврата реле достигает наиболее высокого значения.
Рис. 3-52. Реле типа Р-41.
Детали реле смонтированы на основании 1 (рис. 3-52). Якорь 3 выполнен из двух боковин, к которым приклепан сердечник 9. Якорь вращается в конусных опорах стойки 2. Подвижный контакт 4 прикреплен к якорю, а неподвижный контакт 5 установлен на изоляционных планках 6. Контакты реле серебряные. Силовая катушка 7 намотана из шинной меди и укреплена на стойках 8. При прохождении тока по силовой катушке сердечник втягивается в нее, замыкая контакты реле.
Реле ускорения типа Р-52Б (рис. 3-53) имеет блочную конструкцию. Магнитная система и контакты смонтированы на отдельном прессованном основании. Это дает возможность регулировать реле не только на троллейбусе, но и на стенде, что облегчает его настройку и обслуживание.
Рис. 3-53. Реле типа Р-52Б.
На основании 1 укреплена стальная скоба 3 и стойка 15, выполненная из немагнитного материала. На скобе заклепками 19 закреплен пакет железа, набранный из отдельных листов и являющийся частью магнитопровода. Пакет и стойка имеют отверстия, в которые вставляют сердечник 16 (показанный пунктирной линией) магнитопровода реле. Для увеличения коэффициента возврата сердечник изготовлен из отдельных листов стали. На стойке болтом 13 закреплен кронштейн 14, в котором имеется ось 22 вращения якоря. Якорь 8 с двух сторон имеет опоры вращения 20, которые завинчены в отогнутые стенки якоря и закреплены гайками 21. Такая конструкция узла вращения создает устойчивое положение якоря при работе и не влияет на регулировку реле.
Реле выключается пружиной 10, которая одним концом закреплена за скобу 9, приклепанную к якорю, а другим концом при помощи пружинодержателя 11 и регулировочного винта 12 связана с неподвижным кронштейном. Реле имеет один замыкающий контакт 7 и один размыкающий контакт 4.
Неподвижные контакты закреплены в пластмассовом изоляторе 6, который при помощи двух шпилек 2 установлен на основании. Подвижные контакты 5 припаяны непосредственно к якорю. Все контакты серебряные. Подвижные контакты связаны со своими зажимами через якорь и медный шунт 23. На сердечнике реле может находиться несколько катушек. Одна катушка 18 включена в цепь якоря тягового двигателя, а другие (регулировочные) 17 находятся в цепи управления. Концы силовой катушки выведены на зажимы 25, а концы регулировочных катушек — на зажимы 24. Реле имеет малонасыщенную магнитную систему, что обеспечивает высокий коэффициент возврата.
Регулирование тока срабатывания реле осуществляется винтом 12, натягивающим или ослабляющим пружину 10, а также за счет изменения величины раствора контактов. Технические данные реле ускорения приведены в табл. 3-12.
б) Обслуживание реле
В ходе эксплуатации необходимо производить периодические осмотры реле с целью предупреждения возможных нарушений их нормальной работы.
Перед включением аппарата в цепь следует убедиться в легкости хода всех подвижных частей, замкнув аппарат несколько раз от руки. Все заедания должны быть устранены. Реле следует очистить от пыли и грязи. Нажатие и провалы контактов должны поддерживаться согласно табл. 3-12.
Провал контакта необходим для обеспечения надежного замыкания. При отсутствии провала даже небольшой износ контактов может нарушить надежность их замыкания.
Контакты следует регулярно осматривать и в случае их обгара, загрязнения или появления на их поверхности капель металла зачищать напильником с мелкой насечкой. Зачистка наждачной бумагой не допускается. Если контактный мостик реле после отключения цепи катушки не опускается, а остается в верхнем разомкнутом положении, то необходимо осмотреть направляющие, по которым скользит мостик. Все образовавшиеся неровности и заусеницы следует удалить. Необходимо регулярно проверять затяжку всех винтовых и гаечных соединений и очищать аппараты от пыли и грязи.
Регулирование тока и напряжения срабатывания реле типов РМ-3001 и РМ-3000 осуществляют изменением натяжения регулировочной пружины. Регулирование реле Р-3100, используемого в качестве реле времени и Р-3150 — в качестве реле напряжения, производят изменением толщины или количества немагнитных сменных прокладок, натяжением отключающей пружины и изменением хода якоря.
При регулировании выдержки времени вначале производится предварительная настройка с помощью немагнитных прокладок, а затем (более точная) изменением натяжения отключающей пружины. После этого проводятся проверка напряжения включения реле и регулирование его изменением хода якоря.
В тех случаях, когда требуется отрегулировать реле на определенное напряжение включения и определенное напряжение отключения якоря, вначале регулируется напряжение отключения изменением натяжения главной пружины и толщины немагнитных прокладок, а затем — напряжение включения изменением хода якоря. В обоих случаях увеличение толщины немагнитных прокладок уменьшает выдержку времени и увеличивает напряжение отпадания якоря, не влияя на напряжение притягивания. Увеличение натяжения главной пружины уменьшает выдержку времени и увеличивает напряжение притягивания и отпадания якоря.