Игумнов Н. П. Типовые элементы и устройства систем автоматического управления (стр. 7 из 33)
Пневматическое реле времени, рисунок 1.21 имеет электромагнит 1 и пневматическую приставку с микропереключателем 2. Герметическая камера 3 пневматической приставки сообщается с атмосферой через узкое отверстие 4. Камера 3 перегорожена эластичной плоской мембраной 5, выполненной из резины. Мембрана соединена со штоком 6, который опирается на якорь электромагнита 1.
При подаче управляющего сигнала якорь электромагнита 1 втягивается. Шток 6, лишенный опоры, под действием пружины 11 медленно опускается вниз по мере заполнения полости приставки воздухом через отверстие 4. В конце хода штока рычаг 8 производит переключение контактов микропереключателя 2. возврат реле в исходное положение происходит при снятии входного сигнала с электромагнита под действием пружины 9. При этом воздух пневматической камеры мгновенно вытесняется через обратный клапан 7. возврат контактов реле, следовательно, происходит без задержки времени. Для регулировки выдержки времени реле используют винт 10, изменяющий сечение дросселирующего отверстия 4.
Моторное реле времени. Для получения больших выдержек времени (десятки минут и часы) используют электродвигательные (моторные) реле времени. Моторные реле времени в своей основе имеет специальный низкоскоростной двигатель и редуктор с большим передаточным числом, на валу редуктора. Механизм реле времени, рисунок 1.22 состоит из редуктора 1, диска времени 2, имеющего несколько зубцов, контактов 3, включенных в цепь катушек электромагнитов или пускателей производственной машины, и катушки 4 паузного механизма 5. Диск времени, вращаясь с заданной скоростью, своими зубцами замыкает контактную группу 3 и включает электродвигатель производственного механизма или другие технологические установки. При помощи концевого выключателя размыкается цепь механизма 5. механизм реле приводится в действие синхронным двигателем. Выдержка времени создается вследствие замедления, получаемого в редукторе двигателя, и дополнительного редуктора, установленного в реле.
Рисунок 1.21 - Пневматическое реле времени с электромагнитом
По такому принципу работает реле времени РВТ-1200 с пределами регулирования 1 – 20 мин, погрешностью выдержки времени ±0,5 сек. Оно имеет пять независимых по времени цепей срабатывания. Подобные реле чаще всего применяют для задания программы автоматического управления каким-либо процессом, поэтому их часто называют также программными.
Рисунок 1.22 – Моторное реле времени
На рисунке 1.23 приведена схема моторного реле времени РВТ-1200. при замыкании ключа К синхронный двигатель с редуктором начинает вращаться. Одновременно возбуждается электромагнит ЭМ и сцепляет зубчатые колеса Z1и Z2. На одной оси с колесом Z1 закреплены профильные шайбы (кулачки), одна из которых показана на рисунке. Двигатель начинает вращать профильные шайбы в направлении, указанном стрелкой, натягивая при этом пружину F2.Как только уступ выреза профильной шайбы S подойдет к выступу рычага С, рычаг под действием пружины F3 повернется, размыкая контакты 1 – 2 в цепи двигателя СД и замыкая контакты 3 – 4 выходной цепи реле. Другие профильные шайбы на оси колеса Z1 должны быть установлены на меньшие независимые выдержки времени и замыкать (или размыкать) каждая свои, также не показанные на схеме контакты внешних цепей.
Рисунок 1.23 – Принципиальная схема моторного реле времени
При размыкании контактов 1 – 2 двигатель СД останавливается, а все профильные шайбы остаются в том положении, которого они достигли до тех пор, пока ключ SA замкнут. При размыкании SA сцепляющий электромагнит ЭМ отпустит якорь, и пружина F1 расцепит колеса Z1 и Z2. Профильные шайбы под действием пружины F2 повернутся назад до упора А. При этом контакты окажутся вновь в исходном положении, и реле времени готово к новому включению. Положение шайб на оси колеса Z1 определяет время замедления срабатывания данного контакта. Оно (установка времени) может быть установлено с помощью шкалы, градуированной в минутах и секундах.
Реле времени с электромагнитным приводом типа ЭВ-100 на постоянном токе показано на рисунке 1.24. По имеющейся в реле шкале может задаваться выдержка времени замыкающих и проскальзывающих контактов. Реле этого типа могут создавать выдержки времени от 0,1 до 20 сек, и имеют три разновидности исполнения контактов.
При подаче напряжения на обмотку 7 электромагнита цилиндрический плунжер 6 втягивается, сжимая возвратную пружину, при этом освобождается рычаг 5 сцепления с часовым механизмом. Часовой механизм 4 под действием встроенной в нем пружины 1 начинает вращаться, обеспечивая равномерное движение стрелки с подвижным контактом 3, который через заданный промежуток времени вызывает замыкание неподвижных контактов 2, закрепленных на контактной колодке. Выдержка времени задается поворотом контактной колодки 2 против соответствующей цифры на шкале.
Выпускают также аналогичные реле на переменном токе типа ЭВ-200.
Рисунок 1.24 – Реле времени ЭВ-100
Электронные (полупроводниковое) реле времени (ЭРВ), обычно в своих схемах используют различные полупроводниковые элементы (чаще всего транзисторные) и конденсаторы, время разряда или заряда которых и определяет выдержку времени, рисунок 1.25.
В исходном положении внешний управляющий контакт К замкнут и на базу транзистора VT1 подан отрицательный потенциал источника питания GB. Транзистор открыт, при этом потенциал базы транзистора VT2 будет положительным по отношению к его эмиттеру и будет закрыт. В результате выходное реле KV будет отключено. В исходном положении конденсатор С будет заряжен с показанной на рисунке полярностью своих обкладок.
 |
Рисунок 1.25 – Схема устройства электронного реле времени
Команда на начало отсчета времени подается при размыкании внешнего управляющего контакта К. после этого начинается разряд конденсатора С через резистор R2 и переход эмиттер – база транзистора VT1. В конце разряда транзистор VT1 закроется, что приведет к появлению на базе транзистора VT2 отрицательного потенциала. Оно откроется, по обмотке реле KV начнет протекать ток, оно сработает и переключит свои контакты. Отсчет времени закончится.
Выдержка времени такого реле определяется временем разряда конденсатора С, которое зависит от величины его емкости и сопротивления резистора R2. Регулируя эти величины, можно устанавливать требуемые выдержки времени реле. Выпускаемые электронные реле времени обеспечивают выдержку времени от 0,1 с до 10 мин.
Маятниковое механическое реле времени рисунок 1.26 состоит из электромагнита с втяжным якорем 1, который при подаче входного сигнала перемещает тягу 2 и, сжимая пружину 3, стремится переместить рычаг с зубчатым сектором 4 справа налево. Но спусковое зубчатое колесо 5 со скобой 6 может поворачиваться за каждое качение маятника 7 только на один зуб, благодаря чему скорость перемещения зубчатого сектора ограничивается. После этого как все зубцы сектора 4 выйдут из зацепления с храповым колесом 8, сработает микропереключатель 9.
При снятии выходного сигнала с электромагнита 1 сектор 4 быстро возвращается в исходное положение под действием веса якоря электромагнита 1 сектор 4 быстро возвращается в исходное положение под действием веса якоря электромагнита 1 и усилия пружины 3. Микропереключатель выключается без задержки времени. Таким образом, обеспечивается задержка времени только при срабатывании реле, но не при отпускании.
Грубая настройка времени срабатывания регулируется винтом 10, ограничивающим длину зацепления сектора 4 с храповым колесом 8. Точная настройка времени регулируется перемещением груза маятника 7. Маятниковое реле обеспечивает выдержку времени до десятков секунд.
Рисунок 1.26 – Маятниковое реле времени с электромагнитом
Наряду с наиболее распространенными реле электромагнитного типа в системах автоматики находят применение и реле других типов, в которых тяговое усилие, необходимое для переключения контактов, создается не с помощью электромагнита. К такой группе реле относятся реле с магнитоуправляемыми контактами, магнитоэлектрические, электродинамические и индукционные реле.
Реле с магнитоуправляемыми контактами, называемые герконами (герметизированные контакты), рисунок 1.27 представляют собой стеклянную ампулу, заполненную инертным газом, а также азотом и водородом или из которой выкачан воздух (вакуумный геркон), в которую впаяны тонкие упругие ферромагнитные пластинки, выполняющие одновременно роль контактов, упругих элементов и части магнитопровода.