методичка по практическим работам. Методические указания для выполнения практических занятий
 Скачать 4.95 Mb.
|
|
Контрольные вопросы: 1. Укажите область применения и типы комбинированных реле. 2. Поясните особенности конструкции комбинированного реле. 3. Поясните принцип работы комбинированного реле. 4. Поясните нумерацию контактов комбинированного реле. 5. Объясните, в чем состоит недостаток комбинированных реле. 6. Объясните физический смысл проблеска красного огня на светофоре при управлении его огнями с помощью комбинированного реле. 7. Поясните, с помощью чего в схемах управления огнями светофоров исключен проблеск красного огня. 8. Перечислите электрические характеристики комбинированных реле. 13 Практическое занятие №4 Изучение устройства и принципов работы пусковых реле Цель работы: освоить конструкцию реле, динамику работы, способы их включения в электрическую цепь. Оборудование: Макет лабораторной установки. Реле СКПШ. Краткие теоретические сведения: В системах электрической централизации в схемах управления стрелочными электроприводами в качестве пусковых стрелочных реле применяют самоудерживающие комбинированные пусковые штепсельные реле СКПШ нескольких разновидностей. Для управления стрелочными электроприводами с электродвигателями на 30 В постоянного тока применяют реле СКПШ1А-100 и СКПШ5-320, реле СКПШ4-160 используют для управления стрелочными электроприводами с электродвигателями на 160В. Реле СКПШ1А и СКПШ5 имеют нейтральный и поляризованный якоря и дополнительную самоудерживающую систему (рис. 1) . Нейтральные якоря основной и самоудерживающей систем жестко связаны между собой тягой. Рис. 1 Конструкция самоудерживающей системы и нумерация контактов реле СКПШ1А и СКПШ5 В отличие от самоудерживающего реле СКШ удержание нейтрального якоря СКПШ при изменении полярности тока в основной обмотке (обмотке возбуждения) осуществляется вспомогательной обмоткой самоудерживающей системы. Эта обмотка включается параллельно основной обмотке через выпрямительный мостик, благодаря чему при изменении полярности тока в основной обмотке направление тока во вспомогательной обмотке не изменяется. В этом случае дежурный по станции может возвратить остряки стрелки из промежуточного положения в первоначальное нажатием кнопки и посылкой тока обратного направления в основную обмотку. Поляризованный якорь при этом переключается, а нейтральный будет удерживаться за счет вспомогательной обмотки самоудерживающей системы. Применение вспомогательной обмотки, включенной параллельно основной через выпрямительный мостик, обеспечивает надежное удержание нейтрального якоря при изменении полярности тока в основной обмотке. Удержание нейтрального якоря стрелочного пускового реле необходимо не только при изменении полярности тока в его основной обмотке, но и в некоторых других случаях в зависи- мости от условий работы реле. Стрелочные кнопки не имеют фиксации нажатого положения: при снятии руки до окончания перевода стрелки цепь основной обмотки реле размыкается. Эта цепь может оказаться разомкнутой и контактом стрелочного пускового реле при начавшемся переводе стрелки и занятии подвижным составом стрелочного изолированного участка (при немаршрутизированном передвижении). В этих случаях реле должно удерживать якорь притянутым и начавшийся перевод стрелки не должен прекращаться до достижения остряками крайнего положения. Для обеспечения этого самоудерживающая система имеет 14 удерживающую (токовую) обмотку, включаемую в цепь рабочего тока электропривода. Эта обмотка имеет малое число витков и выполнена из провода с большой площадью поперечного сечения, так как рабочий ток электропривода равен примерно 10 А при местном питании и примерно 3А — при центральном. Самоудерживающая система имеет также короткозамкнутую обмотку, создающую замедление на отпускание якоря примерно 0,2 с. Это замедление необходимо для удержания нейтрального якоря при кратковременных нарушениях рабочей цепи электропривода: при переключении контакта автопереключателя в схеме управления спаренными стрелками, в случае переключения питания с основного на резервный источник и в некоторых других случаях. Порядок выполнения 1. Изучить и записать конструкцию реле типов СКПШ. 2. Изучить схему включения обмоток и нумерация контактов данного реле. 3. Последовательность срабатывания якорей реле. 4. Назначение обмоток реле СКПШ Вывод: Контрольные вопросы: 1. Укажите область применения пусковых реле и их типы. 2. Из каких основных элементов состоит поляризованного реле ППР. 3. Поясните принцип работы поляризованного реле ППР. 4. Расскажите, в чем особенность конструкции реле СКПШ- 1А и СКПШ5. 5. Разъясните назначение каждой обмотки реле СКПШ-1А. 6. В чем особенность конструкции реле СКПШ 4-160. 7.Объясните, как устроена контактная система всех типов реле СКПШ. 8. На какие допустимые токи и напряжения контактная система СКПШ рассчитана. 9. Как в электрических схемах обозначаются обмотки реле ППР и СКПШ. 15 Практическое занятие №5 Изучение устройства и принципов работы импульсных и герконовых реле Цель работы: освоить конструкцию реле, динамику работы, способы включения в электрическую цепь. Оборудование: Макет лабораторной установки. Реле ИМШ, ИВГ Краткие теоретические сведения: Разновидностью герконов являются жидкометаллические (в частности, ртутные) магнитоуправляемые контакты. В реле ИВГ, применяемом взамен ИМВШ-110, применен жидкометаллический (ртутный) магнитоуправляемый геркон МКСР-45181, коммутационный ресурс которого более чем в 10 раз превышает этот показатель для обычных («сухих») контактов. Этот геркон (рис. 1) состоит из стеклянной оболочки 5, в которую помещены (впаяны) неподвижные 4 и 3 и подвижная 1 плоские контакт-детали из магнитомягкого металла. При воздействии магнитного потока подвижная контакт-деталь перемещается, размыкая тыловой и замыкая фронтовой контакты. Для обеспечения стабильного и низкого переходного сопротивления и высокой износостойкости контактов в зону контактирования 2 при работе геркона по капиллярам подвижной контакт-детали постоянно поступает ртуть из резервуара, помещенного внизу оболочки. Рис. 1 Схема жидкометаллического (ртутного) магнитоуправляемого геркона МКСР-45181 Смачивание контактов ртутью обеспечивает их длительную и надежную работу в условиях эксплуатации. Герметичная оболочка геркона заполнена водородом под давлением 1,7·10 6 Па для обеспечения электрической прочности зазора (0,7 мм), равной не менее 2500 В. В реле ИВГ применена магнитная система нейтрального реле, состоящая из катушки, ярма и сердечника, на полюсном наконечнике которого закреплена втулка с герконом. В реле ИВГ предусмотрена возможность включения обогрева на зимний период, так как при температуре — 38 °С и ниже происходит замерзание ртути. Для этого в корпусе реле установлен резистор 18 Ом, 10 Вт с выводами на контакты 12 и 32, к которым при необходимости подключается источник переменного тока напряжением 12—14 В (рис. 2) Рис. 2. Расположение контактов и схема включения обмотки реле ИВГ Для облегчения режима коммутации применен искрогасящий контур, состоящий из резистора и конденсатора. Для его включения устанавливают перемычку между выводами 13 и 16 72 на штепсельной розетке. В случае коммутации переменного тока перемычку не устанавливают, так как через искрогасящий контур образуется обходная цепь. Все детали реле ИВГ размещают на плате реле НМШ. Электрические характеристики реле по переменному току частотой 50 Гц: напряжение срабатывания 2,6— 3,2 В, напряжение отпускания якоря не менее 2,0 В. Герконовый контакт реле обеспечивает не менее 5·10 8 переключений электрических цепей постоянного тока при напряжении 6 В и токе 0,5 А. Для сравнения отметим, что реле ИМВШ-110 обеспечивает 2·10 7 переключений. Реле ИВГ не относится к реле I класса надежности. Поэтому оно, так же как и реле ИМВШ- 110, может применяться в схемах, в которых неправильная работа контактов не приводит к опасным отказам. Правильность работы контактов должна проверяться схемой дешифратора. Полное сопротивление обмотки реле ИВГ и потребляемая мощность такие же, как и у реле ИМВШ-110. Поэтому эти реле являются взаимозаменяемыми. После установки реле ИВГ в штепсельную розетку взамен реле ИМВШ-110 необходимо измерить напряжение переменного тока на обмотке реле, которое должно быть в пределах, указанных в регулировочных таблицах. Затем проверяют правильность и устойчивость работы дешифратора при приеме кодовых сигналов КЖ, Ж и 3 и их отсутствии. Реле ИВГ проходят широкие эксплуатационные испытания на сети дорог. На основании испытаний будет усовершенствована конструкция реле и технология изготовления герконов. Импульсное малогабаритное штепсельное реле ИМШ (рис. 3) состоит из постоянного магнита 2; катушки 3, внутри которой размещается якорь с подвижными контактами 6; магнитопровода 4 с четырьмя полюсными наконечниками; регулировочных винтов 1. Детали магнитной системы смонтированы на корпусе 7, якорь укреплен на металлическом основании 8. Контактная система состоит из неподвижных контактов 5 и подвижных 6, изготовленных из металлокерамической композиции марки СрКд-86-14. Контактная система рассчитана на 20 млн. переключении электрических цепей постоянного тока 0,5 А при напряжении до 16 В. Детали реле закрыты прозрачным колпаком с ручкой (на рис. 4.16 не показаны). Между колпаком и основанием помещается уплотняющая прокладка. Рис. 3 Конструкция реле ИМШ Импульсное малогабаритное штепсельное реле ИМВШ-110 используется в качестве путевого реле в импульсных рельсовых цепях переменного тока. Внутри этого реле на корпусе укреплена панель с выпрямителем, состоящим из четырех кремниевых диодов. В остальном конструкция этого реле такая же, как и у реле ИМШ1. На практике используется лишь такое качество импульсного реле, как быстродействие, так как оно работает в импульсных и кодовых рельсовых цепях переменного тока 25, 50 и 75 Гц. Основное свойство импульсного поляризованного реле — избирательность к направлению тока — здесь не используется, так как переменный ток поступает в обмотку через выпрямитель. Схемы включения обмоток реле ИМШ1 и ИМВШ-110 и расположение контактов показаны на рис. 4.17 . Фронтовой, общий и тыловой контакты реле выведены соответственно на зажимы 13, 33, 53. Эта нетиповая нумерация контактов обусловлена конструктивным исполнением импульсных реле. 17 Рис. 4 Схема включения обмоток и расположение контактов реле ИМШ1 и ИМВШ1-110 Электрические характеристики импульсных путевых реле приведены в табл.1 Таблица 1 Тип реле Сопротив- ление об- мотки, Ом Напряжение, В Ток, мА Род тока срабатывания отпускания срабатывания отпускания НМШ 1-0,3 0,3 — — 280 135 Постоянный ИМВШ- 110 110 2,0—2,3 1 — — 3,2 2 — — Переменный ИМШ1- 1700 1700 7,5 2,5 — — Постоянный Реле ИМШ1-1700 применяют в качестве быстродействующего повторителя импульсного путевого реле; оно рассчитано на номинальное рабочее напряжение 12 В. Ранее выпускались и находятся в эксплуатации импульсные реле ИР (нештепсельные). Путевые реле ИР1-0,3 и ИРВ-110 имеют такие же электрические характеристики, как соответст- венно реле ИМШ1-0,3 и ИМВШ-110. В системах диспетчерской централизации с полярными признаками кодов в качестве линейного применяют реле ИР5. Различные модификации этого реле имеют нейтральную регулировку или регулировку с преобладанием. Порядок выполнения 1. Изучить и записать конструкцию реле типов ИМВШ, ИВГ, геркона. 2. Изучить схемы включения обмоток и нумерацию контактов данного реле. 3. Преимущества и недостатки импульсных реле. 4. Изучить электрические характеристики реле. Вывод: 18 Практическое занятие №6 Изучение устройства и принципов работы трансмиттерных реле Цель работы: освоить конструкцию реле, динамику работы, способы их включения в электрическую цепь. Оборудование: Макет лабораторной установки. Реле ТШ. Соединительные провода Краткие теоретические сведения: Трансмиттерные реле разработаны на основе кодовых реле типа КДРТ, они имеют усиленные контакты и используются для кодирования рельсовых цепей (передачи импульсов тока в рельсовые цепи). Трансмиттерные реле работают в наиболее тяжелых условиях эксплуатации. В системе числовой кодовой автоблокировки они, как правило, работают в релейных шкафах в условиях изменения температуры и влажности воздуха в широких преде- лах, переключая значительные мощности (до 600 В·А) при реактивной нагрузке. В течение суток реле срабатывает примерно 150 тыс. раз, в год — примерно 500 млн. раз. Контактная система трансмиттерных реле (кроме типа В) имеет три контактные группы: одну среднюю на переключение с усиленным контактом и две крайние с обычными контактами (рис. 1) . Одна из крайних групп работает на замыкание (фронтовой контакт), а другая—на размыкание (тыловой контакт). Неусиленные контакты используются в схеме дешифраторной ячейки числовой кодовой автоблокировки. Усиленные контакты выполнены из металлокерамического сплава марки СрКд-86-14, контактное нажатие не менее 0,25 Н, переходное сопротив- ление контакта с учетом сопротивления проводов внутреннего монтажа должно быть не более 0,07 Ом. Для исключения вибрации усиленного контакта, возникшей при ударе общего контакта о фронтовой (что могло бы привести к многократному произвольному размыканию цепи и усиленному износу контакта), фронтовая пружина имеет упорную пластину. Рис. 1 Схема включения и контактная система трансмиттерных реле Имеется несколько типов трансмиттерных реле, отличающихся конструкцией, рабочим напряжением, исполнением контактов и схемным включением. Реле ТР-3А, ТР-3Б, ТШ1-65 и ТШ-65В рассчитаны на номинальное рабочее напряжение постоянного тока 12 В, а соответствующие им по конструкции реле ТР-2000 А, ТР-2000 Б, ТР-2000 В, ТШ1-2000 и ТШ1-2000 В с сопротивлением обмотки 2000 Ом имеют выпрямительный мостик и предназначены для работы от переменного тока с номинальным рабочим напряжением 110 В. У всех трансмиттерных реле постоянного тока внутри кожуха параллельно обмотке включен искрогасительный контур для защиты контактов трансмиттера (или реле, через которые включается трансмиттерное реле) от разрушения. Он состоит из конденсатора емкостью 0,5 мкФ и остеклованного резистора 300 Ом или из диода и резистора. У трансмиттерных реле всех типов (кроме В) внутри кожуха имеется также конденсатор емкостью 0,25 мкФ с рабочим напряжением 1000 В, который служит для искрогашения на усиленном контакте и может быть включен в необходимых случаях перемычкой на плате трансмиттерного реле. Один из выводов конденсатора соединен с контактом 11 усиленного тройника, а второй с выводом 22 (у реле ТР-2000) или 4 (ТР-3Б). Для включения искрогасительного конденсатора необходимо установить перемычку между выводами 22 (4) и 12. Если кодирование осуществляется тыловым контактом, то перемычку устанавливают между выводами 22 (4) и 13. Трансмиттерные реле имеют металлический или прозрачный сополимеровый кожух и разъемное контактное соединение (кроме реле ТР-3А). Штепсельные реле ТШ размещают в кожухах от больших штепсельных реле НШ. Эти реле применяют в устройствах автоблокировки и электрической централизации со штепсельными реле НМШ. 19 Реле (ячейки) ТР-3В, ТР-2000В, ТШ-65В и ТШ-2000В имеют дополнительную схемную защиту усиленных контактов от разрушения, благодаря чему они более надежны в эксплуатации. Внутри кожуха этих реле помещено вспомогательное искрогасительное реле И (рис.2 а) , а последовательно с конденсатором С1 включен резистор R1 (40 Ом, 15 Вт), установленный вне реле ( рис. 2, б ) для сравнения приведена схема без дополнительной защиты). Рис. 2. Схемы кодирования рельсовых цепей Вспомогательное искрогасительное реле И включается через тыловой контакт основного трансмиттерного реле, т. е. является его обратным повторителем (см. рис. 2 а) . Тыловым контактом реле И шунтируется резистор в схеме кодирования. В момент срабатывания реле Т и замыкания рабочей цепи реле И удерживает якорь на замедлении, и резистор R1 включен. Затем реле И отпускает якорь, и к моменту размыкания контакта реле Т резистор R1 оказывается выключенным. Таким образом, в процессе замыкания и размыкания контакта основного трансмиттерного реле с помощью вспомогательного искрогасительного реле при каждом включении и выключении изменяются параметры контура С1—R1. Во время замыкания контакта основного трансмиттерного реле резистор R1 включен, ограничивая ток заряда, а при размыкании контакта он выключен. Такой режим работы контура является наиболее благоприятным для бездугового коммутирования рельсовых цепей. Параллельно обмоткам основного реле Т и вспомогательного И в реле ТР-3В (см. рис. 1) подключены искрогасительные контуры из диодов и резисторов. Контур у основного реле Т используется для коррекции времени отпускания якоря этого реле. При шунтировании резистора R3 внешней перемычкой замедление на отпускание увеличивается примерно на 0,02 с. В реле ТР-2000 В для коррекции времени замедления имеется до- полнительная обмотка. Замыкая эту обмотку внешней перемычкой 2-22, можно увеличить замедление на отпускание примерно на 0,02 с. Порядок выполнения 1. Изучить и записать конструкцию реле типов ТШ,ТР. 2. Изучить схему включения обмоток и нумерация контактов данного реле. 3. Изучить назначение реле И (см. рис. 2) Вывод: Контрольные вопросы: 1.Укажите область применения трансмиттерных, импульсных и герконовых реле. 2. Поясните конструкцию трансмиттерных реле. 3. Перечислите основные типы трансмиттерных реле. 4. Поясните бездуговой режим коммутирования рельсовых цепей. 5. Поясните конструкцию импульсных реле. 6. Перечислите основные типы импульсных реле. 7. Объясните принцип работы импульсного реле. 8. Поясните конструкцию герконовых реле. 9. Перечислите основные типы герконовых реле. 10. Объясните принцип работы герконового реле. 20 Практическое занятие №7 Изучение устройства и принципов работы реле 4-го поколения Цель работы: освоить конструкцию реле, динамику работы, способы их включения в электрическую цепь. Оборудование: Макет лабораторной установки. Реле РЭЛ. Соединительные провода Краткие теоретические сведения: Реле РЭЛ по сравнению с реле НМШ имеет меньшие габариты и массу, более надежно в работе, поэтому их применяют в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики взамен реле НМШ. Реле (рис.1 а) имеет два круглых сердечника 4, на каждом из которых размещены две катушки; катушки могут соединяться последовательно или параллельно. Широкий якорь кла- панного типа 1 укреплен на призме Г-образного ярма 2. На якоре помещена пластмассовая планка 3, в которой зажаты концы всех подвижных контактных пружин (общих контактов), рас- положенных в один ряд. Рис. 1 Конструкция реле РЭЛ При прохождении тока по обмоткам создается магнитный поток, под действием которого якорь притягивается к сердечникам 4. Связанные с якорем общие контакты о изгибаются, за- мыкая фронтовые ф и размыкая тыловые т контакты. Для исключения залипания якоря на нем имеется антимагнитная пластина. Особенностью конструкции этого реле является также подвижное крепление груза на якоре. В результате при вибрации корпуса реле груз свободно перемещается и не действует на якорь, контакты не размыкаются. Даже при опрокидывании реле якорь не перемещается. Штепсельный разъем реле исключает возможность установки другого типа реле. Это достигается за счет пластины 7 (рис. 1, б) с десятью кодовыми отверстиями, в которые входят соответствующие пять штырей со стороны платы реле. Число возможных комбинаций установки штырей определяется по закону сочетаний из десяти по пять и составляет 252 комбинации. Реле РЭЛ, как правило, имеет шесть контактных групп на переключение и два контакта на замыкание (6 фт, 2 ф). По своим электрическим характеристикам реле РЭЛ близки к реле НМШ, что позволяет в большинстве случаев применять их взамен реле НМШ. Порядок выполнения 1. Изучить и записать конструкцию реле типа РЭЛ. 2. Чем отличается реле РЭЛ от НМШ. Вывод: 21 Практическое занятие № 8 Изучение устройства и принцип работы индукционного реле типа ДСШ Цель работы: освоить конструкцию реле, динамику работы, способы их включения в электрическую цепь, условия срабатывания реле. Оборудование: Макет лабораторной установки. Реле ДСШ. Соединительные провода Краткие теоретические сведения: Двухэлементные штепсельные реле переменного тока ДСШ и нештепсельные ДСР широко применяют как путевые реле в рельсовых цепях переменного тока 50 и 25 Гц. В метрополитенах применяют реле ДСШ-2 в качестве путевых и линейных реле. Реле ДСШ и ДСР I класса надежности являются индукционными, работающими только от переменного тока. Принцип действия двухэлементного реле основан на взаимодействии переменного магнитного потока одного элемента с током, индуцируемым в секторе переменным магнитным потоком другого элемента. В соответствии с законом электромагнитной индукции на проводник с током (сектор), помещенный в магнитное поле, действует сила, приводящая его в движение. Сектор реле поворачивается и переключает контакты. Сила, действующая на сектор, пропорциональна произведению токов местного и путевого элементов и зависит от угла сдвига фаз между ними. Электромагнитная система реле ДСШ (рис. 1 , а) имеет два элемента — местный и путевой. Местный элемент состоит из сердечника 1 и катушки 2. На сердечнике путевого элемента 3 помещена катушка 4. Между полюсами сердечников расположен алюминиевый сектор 5. Ток, проходящий по местной обмотке, образует совпадающий с ним по фазе магнитный поток Фм, который индуцирует в секторе токи i m , отстающие по фазе от потока Фм на угол 90° (рис. 1, б) Под действием тока путевого элемента возникает магнитный поток Фп, индуцирующий в секторе токи i п Рис. 1. Принципиальная схема реле ДСШ Взаимодействие индуцированных токов i м с магнитным потоком Фп создает вращающий момент M1, а токов i п с магнитным потоком Фм — вращающий момент М2. Под действием суммарного вращающего момента М=М2+М1 сектор перемещается вверх и замыкает фронтовые контакты. При выключении тока в путевой или местной обмотке сектор возвращается в исходное положение (вниз) под действием собственного веса. Поворот сектора ограничивается сверху и снизу роликами, которые для смягчения ударов могут перемещаться в направляющих их держателях. Положительный вращающий момент и движение сектора вверх возможны только при определенном соотношении фаз между токами (напряжениями) путевого и местного элементов. Так как магнитные потоки Фп и Фм и индуцируемые ими в секторе токи i п и i м пропорциональны токам путевого и местного элементов, вращающий момент пропорционален произведению токов путевого и местного элементов и зависит от угла сдвига фаз между ними: 22 sin М П I I M , где φ — угол сдвига фаз Iп и Iм. Наибольший вращающий момент реализуется при угле сдвига фаз между токами путевого и местного элементов, равном 90°. Таким образом, токи и совпадающие с ними потоки путевого и местного элементов должны быть сдвинуты на угол 90°. Если бы катушки и сердечники путевого и местного элементов были одинаковы, то и опережающие ток напряжения Un и Uм также были бы сдвинуты между собой на угол 90°. Однако из-за некоторого отличия характеристик катушек и сердечников путевого и местного элементов Uм опережает по фазе Iм на 72°, а Un опережает по фазе Iп на 65°. Поэтому напряжения Uм и Un сдвинуты по фазе не на 90°, а на 97°. Практически для индукционных реле ДСШ и ДСР обычно задается такой угол сдвига фаз между напряжением местного элемента и током путевого элемента, при котором реализуется максимальный вращающий момент. Для реле ДСШ и ДСР при частотах сигнального тока 50 и 25 Гц для реализации максимального вращающего момента необходимо, чтобы напряжение местной обмотки опережало ток путевой обмотки на угол (162 ± 5)°. Этот угол называется идеальным углом сдвига фаз. Напомним, что угол сдвига фаз между токами и магнитными потоками путевого и местного элементов составляет при этом 90°. Идеальные фазовые соотношения характеризуются следующими углами сдвига фаз (рис.2) : 90° между токами и магнитными потоками путевого и местного элементов; 162° между током путевого и напряжением местного элементов; 97° между напряжениями путевого и местного элементов. Рис. 2 Векторная диаграмма реле ДСШ Порядок выполнения 1. Изучить и записать конструкцию реле типа ДСШ. 2. Изучить условия срабатывания реле ДСШ. 3. Что такое идеальный угол сдвига фаз реле ДСШ. Вывод: |