Исследование полупроводникового реле времени

Реле времени представляет собой устройство, предназначенное для получения заданной выдержки времени при включении или отключении электрических цепей. Выдержка времени этих реле зависит от изменения какого-либо параметра управляемого процесса, поэтому реле времени являются важнейшим элементом в различных системах автоматики.

В зависимости от назначения реле к ним предъявляются свои специфические

требования, которые, естественно, накладывают отпечаток на принцип действия реле и его конструкцию.

В современной технике широко используются реле времени с электромагнитным замедлением, реле с механическим замедлением, электронное реле времени. В настоящее время отечественная промышленность выпускает большое число модификаций реле с электромагнитным замедлением, выполненных на базе электромагнитов постоянного тока. Эти реле выполняется с магнитопроводами клапанного либо втяжного типа. Реле клапанного типа является более дешевым и технологичным. Так как надежность, и получаемы характеристики обеих реле примерна одинаковы, поэтому наибольшее распространение получило реле клапанного типа.

Время срабатывания таких реле состоит из двух составляющих

Где t TP – время трогания при срабатывании, t ДВ – время движения якоря при срабатывании. Временем трогания при срабатывании называется промежуток времени от момента включения напряжения на обмотку реле до начала движения якоря. За это время ток в катушке реле изменяется от нуля до значения, при котором создается электромагнитное тяговое усилие, способное преодолеть усилие противодействующей пружины. За время движения принимается промежуток времени от начала движения якоря до замыкания контактов. После замыкания контактов якорь может продолжать движение, преодолевая сопротивление контактных пружин. Время отпускания электромагнитного реле, т.е. время с момента выключения реле до размыкания его контактов, также содержит две составляющие.

Для срабатывания электромагнитного реле необходимо наличие определенного магнитного потока, значение которого достигается не сразу в момент включения или выключения обмотки реле, а через определенное время. Замедляя нарастание или спадание магнитного потока, можно регулировать время срабатывания реле. Эти задачи могут быть решены не только схемными, но и конструктивными методами.

Во втором случае, кроме основной обмотки, на сердечнике магнитной системы размещается короткозамкнутый контур в виде медной гильзы или медных колец. При подаче напряжения в рабочую обмотку реле в сердечнике магнитопровода возникает магнитный поток. Изменение магнитного потока по амплитуде влечет за собой появление в короткозамкнутом контуре противо-ЭДС. Под её действием в контуре протекает ток, препятствующий нарастанию возбудившего его магнитного потока. Этот метод магнитного демпфирования позволяет при включении получить выдержку порядка 0,1-0,5 сек. Большие задержки времени получить трудно, так как нарастание магнитного потока в этом случае происходит при большом зазоре между якорем и сердечником.

Малая индуктивность системы при отпущенном якоре определяет относительно быстрый рост магнитного потока. Применение магнитного демпфирования для замедления отпускания реле является более удобной задачей. Спад магнитного потока происходит при малом рабочем воздушном зазоре, т.е. при относительно большой индуктивности системы. Использование короткозамкнутого контура позволяет в этом случае получить выдержку от 0,2 до 10 сек.

Регулирование времени срабатывания реле осуществляется изменением толщины немагнитной прокладки между якорем и сердечником (изменением величины остаточного воздушного зазора - грубая регулировка) или изменением натяжения противодействующей пружины (точная регулировка).

Как отмечалось выше, магнитная система реле по конструктивному решению и характеру движения якоря бывает преимущественно клапанного П-образного типа с внешним поворачивающимся на призмах якорем.

Электронные реле времени обладают высокой чувствительностью. Благодаря простоте изготовления, дешевизне, возможности получения большой частоты включений и высокой износоустойчивости эти реле получали очень широкое распространение. При сравнительно простых средствах электронные реле времени позволяют получить большой диапазон выдержек времени (от 10-3 – до десятков секунд), кроме того, имеется возможность плавно регулировать выдержку времени. Наиболее широкое применение электронное реле находит в системах пуска и управления электрических машин.

Принцип работы электронного реле основан на использовании инерционности заряда конденсатора через сопротивление, причем постоянная времени цепи и определяет время выдержки. Изменение выдержки времени может осуществляться изменением зарядного сопротивления или изменением зарядного напряжения, причем использование второго метода ограничено из-за малого диапазона регулирования.

Реле времени ЭВ-237 широко применяется в различных схемах защиты и автоматики в качестве вспомогательного элемента для получения регулируемой замедленной передачи импульса от управляющего органа. Катушка реле не должна длительно находится под током.

1. После включения стенда необходимо обнулить показания секундомера кнопкой «Сброс». Схема готова к пуску.

2. Установить время срабатывания реле при помощи уставки расположенной на верхней части реле (кликнуть по корпусу исследуемого реле).

3. Включить реле кнопкой «Включить реле» проверить работоспособность реле, наблюдая за индикаторами.

4. Включить реле кнопкой «Включить реле вместе с секундомером» секундомер начнет отсчет времени по окончании выдержки времени остановить секундомер нажатием на кнопку «Пауза» показания занести в таблицу.

5. Обнулить показания секундомера.

6. Провести опыт с разными выдержками времени реле результаты измерений занести в таблицу 5:

Таблица 5

	0.71	2.76	4.86	6.47	8.19
	0.29	0.24	0.14	0.53	0.81
			2.8	7.6

Рассчитать относительную погрешность по формуле:

Определить среднюю относительную погрешность по формуле:

где n – число измерений.

7. Сделать вывод по проделанной работе.

Мы изучили конструкцию и принцип действия электронного реле времени, освоили способы настройки реле времени на заданную выдержку времени.