Электромеханическое реле. Устройство, принцип работы, типы, характеристики.

Электромагнитные реле – это электромеханические реле, функционирование которых основано на воздействии магнитного поля неподвижной обмотки с током на подвижный ферромагнитный элемент, называемый якорем. Электромагнитные реле подразделяются на собственно электромагнитные (нейтральные), реагирующие только на значение тока в обмотке, и поляризованные, функционирование которых определяется как значением тока, так и его полярностью.

Электромагнитные реле для промышленных автоматически устройств занимают промежуточное положение между сильноточными коммутационными аппаратами (контакторы, магнитные пускатели и т.д.) и слаботочной аппаратурой. Наиболее массовым видом этих реле являются реле управления электроприводом (реле управления), а среди них – промежуточные реле.

Для реле управления характерны повторно-кратковременный и прерывисто-продолжительный режимы работы с числом коммутаций до 3600 в 1час при высокой механической и коммутационной износостойкости (последняя – до циклов коммутации).

Электромагнитные реле РПЛ

Примером промежуточных реле является электромагнитные реле РПЛ. Реле РПЛ предназначены для применения в качестве комплектующих изделий в стационарных установках, в основном в схемах управления электроприводами при напряжении до 440В постоянного тока и до 660 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Электромагнитные реле РПЛ пригодны для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки ограничителем ОПН или при тиристорном управлении.

При необходимости на промежуточное реле РПЛ может быть установлена одна из приставок ПКЛ и ПВЛ.

Номинальный ток контактов реле РПЛ – 16А Допустимый ток в промышленном режиме – 10 А. Выпускают реле двух модификаций: РПЛ-1 – с питанием входной цепи на переменном токе и РПЛ-2 – с питанием на постоянном токе. Конструктивно они отличаются друг от друга только магнитной системой.

Устройство и принцип действия электромагнитных реле РПЛ

При подаче напряжения на обмотку 5 в магнитопроводе возникает магнитный поток, создающий электромагнитную силу, которая преодолевая противодействие возвратной пружины 3, перемещает якорь 4 от упоров 9 таким образом, чтобы уменьшить рабочие зазоры и магнитной системы.

С якорем через тягу 6 и контактную пружину 1, расположенную на направляющей 10, связан контактный мостик 8 с двумя контакт-деталями 2. При некотором положении якоря последние соприкасаются с неподвижными контакт-деталями 2`2``.

При дальнейшем движении якоря, вплоть до его конечного положения, происходит увеличение контактного напряжения из-за сжатия контактной пружины 1. Одновременно контактный мостик 8 перемещается вверх на расстояние , т.к. направляющая 10 не перпендикулярна мостику. В результате проскальзывания контакт-деталей происходит самозачистка их поверхностей во время работы реле. При конечном положении якоря его вибрация устраняется действием короткозамкнутых витков 7.

После снятия входного сигнала магнитный поток в магнитопроводе уменьшается до остаточного значения. При некотором значении потока, большем остаточного, сила, развиваемая деформированными при срабатывании пружинами 1 и 3, становится больше электромагнитной силы. Якорь возвращается в исходное положение, контакты размыкаются. Для уменьшения остаточного потока до значения, при котором исключается “залипание” якоря, в рассматриваемой конструкции зазор принимается большим зазоров . Поэтому при зазор >0.

Технические характеристики электромагнитных реле РПЛ

Структура условного обозначения электромагнитного реле РПЛ

Контактные приставки серии ПКЛ

Предназначена для увеличения количества вспомогательных контактов реле РПЛ или пускателя ПМЛ. На каждый из пускателей можно установить 2- или 4-контактную приставку с различным набором размыкающих и замыкающих контактов.

Контактные приставки механически соединяются с пускателями и фиксируются при помощи защелки. Способ крепления обеспечивает жесткую и надежную связь между контактной приставкой и пускателем.

Контактные приставки ПКЛ выпускаются со степенью защиты ІР00 и ІР20, в двух исполнениях по износостойкости: А – 3.0 млн.циклов; Б – 1.6 млн.циклов.

Таблица выбора контактной приставки ПКЛ

Контактные приставки для создания выдержки времени ПВЛ

Приставки выдержки времени применяются в качестве комплектующих изделий в стационарных установках, в основном в схемах управления электроприводами при напряжении до 440В постоянного и до 660В переменного тока частотой 50 и 60Гц. Пневматическая приставка предназначена для создания выдержки времени при включении или отключении реле РПЛ или пускателя ПМЛ.

Приставки механически соединяются с пускателями и фиксируются при помощи защелки. Способ крепления обеспечивает жесткую и надежную связь между приставкой выдержки времени и пускателем. Пневматические приставки ПВЛ выпускаются со степенью защиты IP00 и IP20, в двух исполнениях по износостойкости: А – 3,0 млн.циклов; Б – 1,6 млн.циклов.

Таблица выбора пневмоприставки ПВЛ

51. Электронагрев сопротивлением. Физическая сущность и основные достоинства и недостатки данного метода нагрева. Область использования в отрасли АПК.

Электронагрев сопротивлениемхарактеризуется тем, что электрическая энергия в твердых или жидких проводниках, включенных в электрическую цепь, при протекании по ним электрического тока преобразуются в тепловую. Причиной нагрева является взаимодействие носителей электричества (электронов или ионов) с кристаллическими решётками или атомами и молекулами нагреваемой среды. Различают прямой электронагрев, когда электрический ток протекает непосредственно по нагревательному телу (среде), и косвенный нагрев, когда электрическим током нагреваются специальные устройства – электрические нагреватели, а уже от них тепло путем теплопроводности, конвекции, излучения или их сочетания передается нагреваемой среде

Электронагрев сопротивлением осуществляется путем включения проводника в электрическую цепь и пропускания по нему электрического тока. При неизменной силе тока I и времени его протекания количество выделенного в проводнике тепла, согласно закону Джоуля – Ленца, пропорционально электрическому сопротивлению проводника R:
Прямой электронагрев сопротивлением применяется только для электропроводящих материалов, косвенный – для проводящих и непроводящих. При косвенном нагреве электрический ток протекает по специальным высокоомным сопротивлениям – электрическим нагревателям, тепло от которых передается нагреваемой среде.

Электроконтактный нагрев. Основные области применения электроконтактного нагрева следующие:

1) прямой нагрев металлических деталей (заготовок) несложной формы (валов, осей, труб, лент) при их термической и механической обработке;

2) контактная сварка;

3) наплавка при восстановлении изношенных металлических деталей;

4) прогрев трубопроводов с целью размораживания, предотвращения замерзания, подогрева циркулирующей жидкости.

Принципиальная схема электроконтактного нагрева:

1 – заготовка;

2 – нагревательный трансформатор;

3 – подводящие шины;

4 – контактные зажимы.

Основные преимущества электроконтактного нагрева:

1) этот способ более универсален, чем индукционный, где при нагреве разных деталей каждый раз приходится менять индуктор;

2) большая скорость нагрева (10 – 40°С/с), что позволяет получать более качественную по сравнению с нагревом в печах структуру металла;

3) значительно меньшее (в 9 – 10 раз) окисление и угар металла по сравнению с печами сопротивления;

4) высокая технологическая культура и санитарные условия работы.

К недостаткам электроконтактного нагрева относятся:

1) возможность нагрева только деталей простой формы;

2) необходимость в специальных нагревательных трансформаторах на большие вторичные токи;

3) необходимость каждый раз зажимать детали, поэтому контактный нагрев более целесообразен для мелкосерийного производства.

Электродный способ применяется для нагрева проводников второго рода: воды, молока, фруктовых и ягодных соков, сочных кормов, почвы и др. Материал помещают между электродами и нагревают электрическим током, протекающим по материалу от электрода к электроду. Как и при электроконтактном нагреве, здесь происходит прямой нагрев – сам материал является средой, в которой электрическая энергия преобразуется в тепловую. Электродный нагрев представляет собою наиболее простой и экономичный способ нагрева материалов, не требующий ни понижающих трансформаторов, ни специальных нагревателей из дорогостоящих сплавов. Электроды выполняют лишь функцию подвода тока к нагреваемой среде и сами током практически не нагреваются. Изготовляют электроды из недефицитных материалов, чаще всего металлов, но они могут быть и неметаллическими (графитовыми, угольными).

Для электродного нагрева во избежание электролиза используют только переменный ток.

Наибольшее распространение в сельском хозяйстве получил электродный нагрев в водогрейных и паровых электрокотлах.

Электропроводность воды. Вода без примесей практически не проводит электрический ток. Ее проводимость при 20°С составляет около 0,3·10^-3 Ом^-1·см^-1 (для сравнения проводимость меди 0,6·10⁶ Ом^-1·см^-1). Проводимость обычной воды обусловлена наличием растворенных солей, кислот и щелочей, молекулы которых в воде диссоциируют на ионы. Содержание 0,5 мг/кг солей повышает проводимость воды на 1·10^-6 Ом^-1·см^-1. При малых концентрациях зависимость проводимости воды от содержания солей с достаточной для практики точностью может быть принята линейной в виде

где х – солесодержание мг/кг.

Наиболее химически чиста атмосферная вода. Ее солесодержание не превышает 50 мг/кг. Подземные воды содержат от 100 мг/кг до нескольких г/кг солей.