Типы контактов и требования к ним
Контакты являются исполнительным органом реле. При срабатывании реле они замыкают или размыкают электрические цепи.
По форме контактных поверхностей контакты могут быть (рисунок 11):
1) точечные (прижимные);
2) линейные (прижимные);
3) плоскостные:
- прижимные;
- врубающиеся;
-
![]() |
![Типы контактов и требования к ним Типы контактов и требования к ним - student2.ru](/images/mekhanika/tipy-kontaktov-i-trebovaniya-k-nim-518696-2.jpg)
По величине разрываемой мощности контакты подразделяются на:
1) маломощные (25 ¸ 35 Вт);
2) усиленные (100 ¸ 150 Вт);
3) мощные (до 1000 Вт).
По выполняемым задачам в управляемой цепи контакты бывают (таблица 2):
а) размыкающие (тыловые – т);
б) замыкающие (фронтовые – ф);
в) переключающие (тройник – фт);
г) переходные (мостовые).
Таблица 2 – Условные обозначения контактов реле на электрических схемах
![]() |
Маломощные контакты выполняют из серебра и его сплавов, а также из платины, так как окисные плёнки этих материалов являются токопроводящими и их сопротивление мало отличается от сопротивления чистых материалов.
Контакты повышенной мощности (усиленные) выполняют из вольфрама и смешанных материалов (серебро, уголь), что исключает приваривание контактов.
Мощные контакты изготавливают из меди, угля и металлокерамических материалов.
Так как контакты являются наиболее ответственными элементами, переключающими электрические цепи, от надёжности работы которых зависит бесперебойность и безопасность движения поездов, то к ним предъявляется ряд технических требований.
Во-первых, переходное сопротивление должно быть небольшим, что достигается применением соответствующих материалов.
Во-вторых, контактные пружины не должны иметь остаточных деформаций. С целью обеспечения надёжности замыкания цепи некоторые контактные пружины на концах разрезают, образуя два или три лепестка.
В-третьих, для обеспечения надёжного размыкания цепи между поверхностями контактов в разомкнутом состоянии делают зазор (1-5 мм).
Надёжная работа контактов обеспечивается также созданием соответствующего контактного нажатия.
При коммутации мощных цепей должны быть предусмотрены схемы искро- и дугогашения.
Не допускается чрезмерный нагрев контактов. Повышение температуры контактов приводит к увеличению сопротивления контактного перехода, что, в свою очередь, вызывает дальнейший нагрев контактов.
При срабатывании реле должна отсутствовать вибрация, особенно при ударе общего контакта о фронтовой.
Обозначение реле
Применяемые в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики реле имеют специальную маркировку (условное наименование), состоящую из букв и цифр, занимающих определённое место в обозначении.
Первая буква или сочетание двух первых букв в обозначении реле указывает на физический принцип действия реле:
Н – нейтральное;
П – поляризованное;
К – комбинированное;
СК– самоудерживающее комбинированное;
И – импульсное;
ДС – двухэлементное секторное (индукционное переменного тока);
А – автоблокировочное.
Конструкция реле обозначается буквами:
Ш – штепсельное;
Р – с разборным болтовым соединением.
Буква М, стоящая на втором месте в условном обозначении штепсельных реле, указывает на его малогабаритное исполнение. Если на втором месте стоит буква П, то это реле является пусковым; В – реле имеет выпрямитель.
У медленнодействующих реле в обозначении имеется дополнительная буква М, у реле с замедлением при помощи термоэлемента – буква Т.
После букв ставится цифра, характеризующая контактную систему штепсельных реле:
1 – реле имеет 8 контактных групп на переключение (8 фт);
2 – реле имеет 4 контактные группы на переключение (4 фт);
3 – реле имеет 2 контактные группы на переключение и 2 замыкающих контакта (2 фт; 2 ф);
4 – реле имеет 4 контактные группы на переключение и 4 замыкающих контакта (4 фт; 4 ф);
5 – реле имеет 2 контактные группы на переключение и 2 замыкающих контакта (2 фт; 2 т).
Второе число, написанное в обозначении реле через тире, указывает на общее сопротивление обмоток при последовательном их включении. Если обмотки включаются раздельно или имеют различное сопротивление, то их сопротивление указывается дробным числом.
Примеры обозначений реле:
НМШ1-1800 – нейтральное малогабаритное штепсельное реле с контактами 8 фт и сопротивлением обмотки 1800 Ом;
ПМПШ-1400 – поляризованное пусковое малогабаритное штепсельное реле с сопротивлением обмотки 1400 Ом;
АНВШ2-2400 – автоблокировочное малогабаритное штепсельное реле с выпрямителем, имеющее контакты 4 фт и сопротивление обмотки 2400 Ом;
НМШМ1-650 – нейтральное малогабаритное медленнодействующее штепсельное реле с контактами 8 фт и сопротивлением обмотки 650 Ом;
КМ-3000 – комбинированное малогабаритное реле с болтовым соединением и сопротивлением обмотки 3000 Ом.
Рассмотренная система обозначений выдерживается не для всех типов ре-ле. Например:
ОМШ – огневое малогабаритное штепсельное реле;
АШ – аварийное штепсельное реле;
КДР – кодовое реле;
КДРТ – кодовое трансмиттерное реле.
Реле постоянного тока
Нейтральные реле
Нейтральные реле (рисунок 12) не реагируют на направление тока в обмотке. Якорь реле притягивается, переключая контакты при любой полярности тока в обмотках, а при выключении тока возвращается в исходное состояние.
Нейтральные реле являются двухпозиционными, так как якорь может находиться в двух положениях. Нейтральные реле типа НМШ, АМШ, НШ и НР относятся к реле I класса надёжности.
К нейтральным реле относятся и кодовые реле типа КДР (рисунок 13). Своё название эти реле получили из-за их применения в кодовой аппаратуре диспетчерской централизации временнóго кода.
По надёжности действия кодовые реле не отвечают требованиям, предъявляемым к реле I класса надёжности. Отпадание якоря реле осуществляется под действием сил упругости контактных пружин.
При использовании этих ре-ле в схемах, обеспечивающих безопасность движения поездов, требуется обязательный схемный контроль отпускания и притяжения яко-ря. Такие реле широко использу-ются в дешифраторных ячейках числовой кодовой автоблокировки, в дешифраторах автоматической локомотивной сигнализации, в наборной группе реле маршрутно-ре-лейной централизации и других устройствах.
Поляризованные реле
Поляризованные реле реагируют не только на наличие тока в обмотках, но и на его полярность. В отличие от нейтральных реле поляризованные реле имеют поляризованный якорь, который переключается из одного положения в другое в зависимости от направления тока в обмотке.
Воспринимающая часть поляризованного реле (рисунок 14) состоит из катушек 1, постоянного магнита 3 и магнитной цепи, включающей в себя сердечник 2 с полюсными наконечниками и якорь 4.
При отсутствии тока в обмотках реле якорь остаётся и удерживается потоками постоянного магнита 3 в том положении, в котором он находился в момент выключения тока. Поток постоянного магнита Фпразветвляется в виде потоков Фп1и Фп2. При этом благодаря увеличению воздушного зазора справа и уменьшению его слева магнитный поток в левом полюсном наконечнике превышает магнитный поток правого полюсного наконечника. За счёт разности магнитных потоков DФп= Фп1- Фп2якорь удерживается в левом положении.
При включении тока магнитный поток Фк, создаваемый катушками 1, всегда в одном полюсном наконечнике складывается с потоком постоянного магнита 3, а в другом вычитается. Для того чтобы якорь перебросился в правое положение, необходимо по обмоткам катушек 1 пропустить ток такой полярности, чтобы магнитные потоки постоянного магнита 3 и катушек 1 складывались в правом полюсном наконечнике и вычитались в левом. После выключения то-ка якорь остается в этом положении, так как теперь поток Фп2будет превышать поток Фп1.
![]() |
Поляризованные реле могут быть настроены на два режима работы:
1) двухсторонний с удержанием якоря (рисунок 14);
2) односторонний с магнитным преобладанием (импульсное реле).
Импульсное поляризованное реле в зависимости от регулировки их магнитной системы могут работать в каждом из вышеперечисленных режимов.
Импульсные путевые реле имеют регулировку с преобладанием и облада-ют высокой чувствительностью и быстродействием. По надёжности действия, как и все поляризованные реле, они не отвечают требованиям, предъявляемым к реле I класса надёжности.
Импульсное реле, изображённое на рисунке 15, имеет регулировку с преобладанием вправо, чтобы его якорь при отсутствии тока в обмотке возвращался в исходное положение. Преобладание вправо достигается более близким рас-положением правого верхнего 2 и левого нижнего 3 полюсных наконечников. Магнитный поток Фп, создаваемый постоянным магнитом 1, проходит через по-люсные наконечники 2 и 3. Часть магнитного потока проходит также через якорь 4 и воздушные зазоры у правого верхнего и левого нижнего полюсных наконечников в виде дополнительного магнитного потока DФп. Поэтому магнитный поток в правом верхнем и левом нижнем зазорах превышает магнитный поток в левом верхнем и правом нижнем зазорах, и якорь
![]() |
занимает правое по-ложение. В этом положении он удерживается также дополнительным усилием, создаваемым плоской пружиной.
Чтобы якорь 4 перебросился в левое положение, необходимо пропустить по обмотке ток такого направления, чтобы магнитный поток Фк, создаваемый катушкой 5, складывался в левом верхнем и правом нижнем зазорах. За счёт суммарного магнитного потока Фп + Фк якорь переключается в левое положение. Для срабатывания реле необходимо, чтобы усилие, создаваемое магнитным потоком DФк, превышало усилие, создаваемое магнитным потоком DФп и реакцией плоской пружины. После выключения тока в обмотке якорь 4 под действием пружины возвращается в исходное состояние.
При другом направлении тока в обмотке магнитный поток Фк будет скла-дываться с магнитным потоком Фп в правом верхнем и левом нижнем зазорах, и якорь реле останется в прежнем положении.
Таким образом, при прохождении тока определённой полярности якорь импульсного реле действует так же, как и у нейтрального реле. Однако, импульсное поляризованное реле работает только от импульсов определённой полярности и не срабатывает от импульсов другой полярности. Это свойство реле используется в импульсных рельсовых цепях постоянного тока для защиты от тока смежной рельсовой цепи при замыкании изолирующих стыков. В этом случае импульсное путевое реле срабатывает только от тока своей рельсовой цепи и не реагирует на ток смежной рельсовой цепи с другой полярностью. Для правильной работы в смежных рельсовых цепях делается чередование полярности сигнального тока.
Комбинированные реле
Комбинированное реле (рисунок 16) представляет собой сочетание нейтрального и поляризованного реле с общей магнитной системой и имеет два яко-ря: нейтральный 5 и поляризованный 4.
Нейтральный якорь у комбинированных реле устроен и работает так же, как и у нейтральных реле, т. е. якорь притягивается при прохождении по обмот-ке 1 тока любой полярности. Переключение поляризованного якоря происходит в зависимости от направления тока в катушках реле.
К комбинированным относятся также самоудерживающие реле типа СКР и СКШ, которые имеют похожую конструкцию, дополненную специальной магнитной системой для удерживания нейтрального якоря в притянутом положении в момент изменения направления тока в основных катушках реле.
![]() |
![Типы контактов и требования к ним Типы контактов и требования к ним - student2.ru](/images/mekhanika/tipy-kontaktov-i-trebovaniya-k-nim-518696-13.gif)
Реле переменного тока
Магнитную цепь реле постоянного тока нельзя без переделки использовать для переменного тока, так как якорь будет вибрировать или не будет притягиваться.
Получение постоянных тяговых усилий, создаваемых обмоткой реле переменного тока можно обеспечить:
1) сочетанием реле постоянного тока с полупроводниковым выпрямителем;
2) специальной конструкцией магнитной цепи.
Второй вариант можно реализовать несколькими способами.
Якорь утяжеляется с целью получения большого момента инерции, при котором якорь не успевает отпадать при уменьшении тягового усилия.
Можно создать два магнитных потока, сдвинутых по фазе. При переходе одного магнитного потока через нулевое значение величина второго магнитного потока достаточна для удержания якоря. Этот метод можно реализовать с помощью двух обмоток, в одну из которых включена ёмкость.
Также широкое применение нашёл метод экранирования части сердечника или полюсного наконечника реле (рисунок 17) медным кольцом (расщепление магнитного потока с помощью короткозамкнутого витка). Кольцо, охватывая часть сердечника, делит магнитный поток пополам. Магнитный поток экранированной части отстаёт по фазе от магнитного потока неэкранированной части.
В устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики из реле переменного тока применяют фазочувствительные двухэлементные секторные реле типа ДСШ (рисунок 18).
Реле типа ДСШ состоит из двух магнитных систем, называемых элементами. Местный элемент имеет сердечник 3 с катушкой 4, подключённой к источнику питания. Путевой элемент содержит сердечник 10 с катушкой 1, которая подключается к рельсовой цепи. Между полюсами сердечников местного и путевого элементов расположен алюминиевый сектор 2, который вращается на оси и при помощи коромысла 5 и тяги 6 управляет контактами 7.
Принцип действия двухэлементного секторного 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 взаимодействие индуцированных токов с магнитными потоками создаёт вращающий момент, который действует на сектор. Поворот сектора ограничивается сверху и снизу роликами 8 и 9.
Вращающий момент пропорционален токам в местном Iм и путевом Iп
|
элементах и зависит от угла сдвига фаз j между ними.
При соответствующем токе Iп (значение тока Iм не меняется), а также определённых фазовых соотношениях сектор перемещается в верхнее положение и пе-реключает контакты. При выключении тока Iп или Iм вращающий момент стано-вится равным нулю и сектор под действием собственного веса перемещается вниз, переключая контакты обратно. Наибольший вращающий момент реализуется при угле сдвига фаз между токами путевого и местного элементов равном 90°.