Итак, вы уже знакомы с электромагнитом, знаете, как работает зуммер и электрический звонок (см. «М-К» № 8 за этот год). Но есть большая группа электромеханических приборов, основной элемент которых — тоже электромагнит. Это электромагнитные реле. Вот как они устроены.
На стержень из «мягкого» железа — сердечник — насажена катушка, содержащая большое число витков изолированного провода. На Г-образном корпусе реле удерживается якорь — полоска мягкого железа, согнутая под тупым углом. На корпусе укреплены контактные пластины, замыкающие и размыкающие цепь питания исполнительного устройства, например, лампы накаливания.
Пока ток через обмотку реле не идет, якорь под действием контактных пружин находится на некотором расстоянии от сердечника реле. Но как только в обмотке появляется ток, его магнитное поле намагничивает сердечник, который притягивает якорь. В этот момент противоположный конец якоря надавливает на контактные пластины, замыкая исполнительную цепь. Прекращается ток в обмотке — исчезает магнитное поле, размагничивается сердечник и контактные пластины, выпрямляясь и разрывая цепь исполнения, возвращают якорь реле в исходное положение,
В зависимости от конструктивных особенностей различают реле с замыкающими, размыкающими и переключающими контактными пластинами. У первых при отсутствии тока в обмотке контактные пластины разомкнуты, а при токе в обмотке они замыкаются (Б). Реле с размыкающими контактами работают наоборот: при отсутствии тока в обмотке контактные пластины замкнуты, а когда по обмотке протекает ток, они размыкаются (В).
Реле третьей группы имеют три контактные пластины (Г). Средняя, связанная с якорем и при отсутствии тока замкнутая с одной из крайних контактных пластин, при срабатывании реле перекидывается на другую крайнюю пластину и замыкается с нею.
Условное обозначение реле:
А — обмотка, Б — замыкающий, В — размыкающий, Г — переключающий контакты.
Большинство реле имеет несколько контактных групп, позволяющих с помощью тока управлять на расстоянии несколькими цепями исполнения одновременно.
Электромагнитное реле — сложный и точный прибор. Его контактные пластины изготавливают из сплавов различных металлов (иногда даже с добавлением серебра и золота), возвратная пластина точно отрегулирована, якорь поворачивается в специальных подшипниках, изоляция обмоток испытывается поД высоким напряжением.
Если у вас нет готовых реле, сделайте их сами. В простых конструкциях самодельные электромагнитные приборы с успехом заменят заводские. Реле, о которых мы рассказываем, предложили ребята из радиотехнического кружка Дома пионеров города Жданова.
На основании из изоляционного материала установлены электромагнит и две контактные стойки, между которыми движется пластина-якорь. Когда по обмотке протекает ток, она притягивается к сердечнику. При этом якорь перебрасывается от одной стойки к другой: происходит переключение контактов.
Схема звонка:
А — принципиальная; Б — монтажная.
Схема «памяти»:
А — принципиальная, Б — монтажная.
А теперь приступайте к изготовлению реле. Из фанеры толщиной 4—6 мм вырежьте основание, обработайте наждачной бумагой и просверлите в нем 10 отверстий под монтажные скобки (их делают из медного провода Ø 1,5—2 мм).
Возьмите отрезок провода длиной 250 мм, тщательно выровняйте, очистите мелкой «шкуркой» от окислов и залудите — покройте с помощью паяльника тонким слоем припоя, используя в качестве флюса канифоль.
Отрежьте пять стерженьков длиной 32 мм и с помощью плоскогубцев и молотка согните их в виде буквы П. Затем вставьте монтажные скобки в отверстия в подставке и слегка расклепайте перемычки молотком. При разной высоте стоек подровняйте их бокорезами.
Следующая деталь — сердечник. Для его изготовления понадобится пруток мягкой стали Ø 5 мм. Отрежьте две заготовки по 35 мм. На токарном станке (он есть в школе) проточите на каждом стержне выемку Ø 3 мм или сделайте ее с помощью напильника. Конец стержня с выемкой вставьте в отверстие в уголке и расклепайте. Стержни можно закрепить и на резьбе, главное, чтобы они были параллельны взаимно и основанию реле.
Для уголка возьмите пластину мягкой стали толщиной 1—3 мм (такой металл называется «сталь 3»). Она легко намагничивается и размагничивается, а для реле это очень важно. Уголок крепится к основанию двумя винтами М3, Под них в уголке нарежьте резьбу.
Из плотной бумаги или прессшпана сделайте каркас (см. рис.) для намотки катушки. Гильзу склейте из тонкой бумаги на оправке — стержне Ø 5 мм. Причем первый виток оставьте сухим: тогда готовую гильзу легко будет снять с оправки.
Склеенную гильзу обмотайте нитками и оставьте сохнуть. А пока займитесь изготовлением щечек. Вырезав по контуру круглые заготовки, сделайте в центре острым ножом радиальные прорези, а затем отогните образовавшиеся лепестки. Теперь приклейте щечки к гильзе.
При намотке провод давит на щечки каркаса, и они могут прогнуться. Поэтому клей должен хорошо высохнуть, тогда каркас будет прочным. Не забудьте сделать сбоку два отверстия для выводов обмотки.
На каркас намотайте 2 тыс. витков провода в эмалевой изоляции (ПЭ, ПЭВ, ПЭЛ) Ø 0,23—0,27 мм, воспользовавшись ручной дрелью. Провод старайтесь укладывать виток к витку с постоянным натяжением. Если намотка получается неровной, между слоями проложите полоску тонкой бумаги. На выводы обмотки наденьте изоляционные трубочки и закрепите их нитками. Готовую катушку оберните лакотканью или плотной бумагой, а сверху приклейте табличку с указанием количества витков и марки провода.
Якорь вырежьте из жести. Один конец его согните, а на другой наденьте скобочку из луженой медной проволоки Ø 0,5—1 мм. Обожмите ее плоскогубцами и аккуратно припаяйте, чтобы не было наплывов припоя. Эта скобочка будет создавать электрический контакт якоря с контактными стойками. Для них заготовьте две пластины из жести размером 10X10 мм и две стойки из медной проволоки Ø 1,5—2 мм. В центре пластин нужно сделать отверстия Ø 1,5—2 мм, а провод согнуть под прямым углом.
Самодельное электромагнитное реле:
1 — уголок (сталь 3), 2 — катушка электромагнита, 3 — основание (фанера S 4— 6 мм), 4 — основание контактной стойки (жесть S 0,5 мм), 5 — контактная стойка (провод медный Ø 1,8 мм), 6 — скобка монтажная (провод медный Ø 1,7—1,8 мм), 7 — якорь (жесть S 0,5 мм), 8 — стержни сердечника (сталь 3).
Электрическая схема реле.
Каркас для намотки катушки.
Теперь приступайте к сборке реле. Поскольку при изготовлении деталей в размерах возможны отклонения, установочные отверстия сверлите «по месту», то есть соединяемые детали прикладывают друг к другу так, как они будут работать в конструкции, и по отверстиям в одной детали размечайте отверстия в другой.
Сначала установите уголок с сердечником, сдвинув его к периметру основания. Затем наденьте на сердечник катушку так, чтобы выводы находились ближе к уголку. Там, где находится лыска на втором стержне, припаяйте якорь. С обеих сторон подвижного конца якоря прибейте две контактные стойки так, чтобы между ним и сердечником был зазор 2—2,5 мм и одновременно надежный контакт между одной из неподвижных стоек. Расстояние между ними должно составлять 2,5—3 мм.
Наконец остается смонтировать электрическую часть реле: припаять выводы катушки и контактные пластины соответственно к своей монтажной стойке. Причем порядок соединения должен быть одинаковым у всех реле.
Сборка реле завершена. Подключите к катушке батарею 3666Л. Якорь притянется — реле сработало. Отключите питание — якорь должен вернуться в исходное состояние.
Проверьте теперь, надежно ли замыкаются контакты. Подключите лампу с батарейкой к замыкающему контакту, и всякий раз как реле сработает, лампа будет загораться. Точно так же проверяют и размыкающий контакт.
Если контактная система работает нечетко, подогните неподвижные стойки или слегка их сдвиньте. Якорь при регулировке реле подгибать не следует.
А теперь соберите несколько самоделок с применением электромагнитного реле. Для изготовления первого устройства — уже знакомого вам зуммера (см. «М-К», 1979, № 8), кроме реле, нужны батарея 3666Л, звонковая кнопка и полметра изолированного провода. Соединения сделайте в соответствии с монтажной схемой. Нажмите на кнопку — контактные пластины реле должны издавать жужжание.
Следующее устройство обладает «памятью». Когда нажимают на кнопку S1, загорается лампа H1 и реле, срабатывая, своим контактом К1.1 блокирует контактные пластины кнопки S1. Но если ее отпустить, реле «запомнит» поступившую команду: лампа будет гореть до тех пор, пока с помощью другой кнопки S2 мы не отключим питание.
Схема пульс-пары:
А — принципиальная, Б — монтажная.
Чтобы собрать пульс-пару, вам понадобится дополнительное реле. Когда нажимают на кнопку S1, срабатывает реле К1 и своим контактом К1.1 включает реле К2. Оно размыкает цепь питания первого реле, которое, в свою очередь, отключает второе реле. Схема возвращается в исходное состояние, и процесс повторяется снова, сопровождаемый характерным звучанием.
А. ВАЛЕНТИНОВ, Г. КОТЕЛЬНИКОВ
Источник: modelist-konstruktor.com
Время отпускания tотп также состоит из двух аналогичных составляющих. Время срабатывания реле зависит в основном от времени трогания.
Время срабатывания и отпускания реле можно изменять как схемными, так и конструктивными методами.
Схемные методы основаны на изменении длительности переходных процессов в обмотках реле. Для уменьшения tcраб и tотп включают добавочное сопротивление Rдоб с одновременным повышением напряжения питающей сети, так чтобы установившееся значение тока оставалось неизменным. В схеме, представленной на рис. 7.3,а, нарастание тока происходит по экспоненциальному закону с постоянной времени меньшей, чем постоянная времени обмотки реле:
,
где L и R – соответственно индуктивность и активное сопротивление обмотки реле.
Рис. 7.3. Схемные методы изменения времени срабатывания
и отпускания реле
Большое ускорение дает схема (см. рис. 7.3,а) с емкостью, эквивалентной добавочному сопротивлению. За счет зарядного тока емкости ток в обмотке достигает . Время отпускания будет минимальным в случае безыскрового разрыва цепи обмотки. Однако ввиду того, что обмотка реле представляет собой индуктивную нагрузку, для сохранения контактов, размыкающих цепь обмотки, могут быть применены схемы искрогашения. При этом следует отметить, что шунтирование обмотки реле сопротивлением, диодом (рис. 7.3,б, в) приводит к замедлению процесса отпускания реле.
Конструктивные методы, улучшающие временные параметры реле, сводятся в основном к снижению массы подвижных частей, предотвращению протекания вихревых токов в толще магнитопровода и включению дополнительных обмоток. Для ускорения срабатывания принимают ускоряющую обмотку Wycк (рис.7.4, а), создающую мощную намагничивающую силу с небольшой постоянной времени. Однако Wycк рассчитано по нагреву лишь на кратковременное включение. Поэтому после срабатывания реле размыкает контакт Кр и включает последовательно с Wycк удерживающую обмотку Wyд, рассчитанную на длительное включение и создающую намагничивающую силу, достаточную для удержания якоря в притянутом состоянии.
Для замедления работы реле широко применяются короткозамкнутые обмотки или медные втулки, часто одновременно выполняющие роль каркаса обмотки (рис. 7.4, б).
Рис. 7.4. Конструктивные методы изменения времени срабатывания и
отпускания реле
Для лабораторного исследования предлагаются многоконтактные унифицированные реле типа МКУ–48, РКН, PKM–1. Реле предназначены для работы при температуре окружающей среды от 10 до 36˚С и относительной влажности воздуха 60–70%.
2. Исследование работы пульс-пары
Цель работы – исследовать работу пульс-пары и влияние временных параметров реле на ее характеристики.
Релейные схемы взаимоблокировки типа пульс-пары применяются для предотвращения срабатывания одного реле, если в этот момент времени уже сработало другое реле. Одновременное срабатывание обоих реле может привести к выходу системы из строя (например, подача на двигатель одновременно напряжений левого и правого вращений). Для осуществления взаимоблокировки (рис. 7.5) размыкающие контакты одного реле, например
, включаются в цепь обмотки другого реле. При включении В1 реле 1P срабатывает и контактами 1K1 размыкает цепь реле 2P так, что при включенном выключателе B1 замыкание выключателя В2 не может привести к срабатыванию реле 2P. Аналогично действуют контакты 2K1 в цепи обмотки реле 1P.
Рис. 7.5. Релейная схема взаимоблокировки
Для лабораторного исследования предлагается пульс-пара, работающая на шаговый искатель (рис. 7.6).
Шаговые искатели (распределители) широко применяются в автоматике и телемеханике. Их задачей является поочередное «опраширование» ряда цепей или осуществление более сложных переключений. Устройство шагового искателя показано на рис. 7.7. По окружности или сектору располагается один или несколько рядов контактных пластин (ламелей) 1, по которым перемещается подвижный контакт (щетка) 2. В электромагнит 3 поступают импульсы тока. При каждом импульсе якорь притягивается и с помощью рычага 4 поворачивает на один зуб храповое колесо 5, что соответствует перемещению щетки, связанной с храповым колесом, на следующую ламель. После прекращения импульса возвратная пружина возвращает якорь и рычаг в исходное положение, а собачка 6 удерживает храповое колесо от обратного вращения.
В схеме пульс-пары (см. рис. 7.6) при замыкании переключателя В через нормалью замкнутый контакт 2K1 и цепь реле 1P потечет ток. Через время t1 = 3τ1 (где τ1 – постоянная времени цепи реле 1P с учетом емкости С1) срабатывает 1P и замыкает контакты 1K2, подающие питание на обмотку шагового искателя. По обмотке шагового искателя потечет ток, и искатель сделает один шаг. Одновременно с 1K2 замыкаются контакты 1K1, включающие обмотку реле 2Р. Через время t2 = 3τ2 (где τ2 – постоянная времени реле 2Р с учетом емкости С2) срабатывает реле 2Р. Когда 2Р сработает, разомкнутся контакты 2K1, реле 1P отпустит и ток в обмотке шагового искателя прекратится. Но, придя в нормальное состояние, контакты 1K1 разорвут цепь 2Р, что приведет к замыканию контактов 2K1 и новому срабатыванию реле 1P. Таким образом, в обмотку шагового искателя поступают импульсы тока, частота которых определяется постоянной времени цепи обмотки реле.
Рис. 7.7. Устройство шагового искателя |
3. Исследование работы геркона
Цель работы – изучение конструкции и основных характеристик герконов.
В электромагнитных реле обычного исполнения наиболее ненадежным элементом являются контакты, подвергающиеся воздействиям окружающей среды (окисление, пыль, влажность, газы и т. п.).
Герметизация контактов в значительной мере повышает надежность работы реле в целом.
|
Геркон (герметизированный контакт) представляет собой (рис. 7.8) две пластинки из пермаллоя 1, впаянные в стеклянный баллон 2. Эти пластинки выполняют роль магнитопровода и контактных пружин, а их позолоченные концы 3 являются контактами. Пространство внутри баллона заполнено каким-либо инертным газом, азотом высокой чистоты или РІРѕРґРѕСЂРѕРґРѕРј. К наружным концам 4 пластинок припаиваются провода.
Рис. 7.8. Конструкция геркона
Если геркон поместить в магнитное поле, направленное вдоль пластинок, то в зазоре между контактными пружинами возникает электромагнитное усилие. Контакты замкнутся, если это усилие больше механических сил упругости пластинок. Магнитное поле, управляющее герконом, создается током в обмотке 5, представляющей собой соленоид, внутри которого помещен геркон.
Одной из важных характеристик герконов является износоустойчивость контактных пружин (максимальное число срабатываний), которая зависит от коммутируемой мощности и режимов нагрузки на контакты. Так как отвод тепла в герконах ограничен, их нельзя использовать для коммутации токов выше допустимого по ТУ (КЭМ–1 0,5 А, КЭМ–2 0,25 А). При коммутации цепей, содержащих индуктивность, необходимо использование схем искрогашения.
|
Временные параметры геркона, такие как время срабатывания tcраб, время отпускания tотп, дополнительно характеризуются временем дребезга, соответственно при замыкании τдр1 и размыкании τдр2 (рис. 7.9, а). Эти временные параметры измеряются по схеме (рис. 7.9, б). Прямоугольные импульсы с генератора подаются на катушку управления герконом (КУ) и один из входов осциллографа. Геркон замыкает цепь постоянного тока источника U. Напряжение, снимаемое c резистора Rн, подается на второй вход осциллографа. Сопоставляя эти две осциллограммы, можно произвести измерение временных параметров геркона.
Рис. 7.9. Временные параметры геркона и схема для их измерения
Лабораторное задание
Теоретическая часть
1. Ознакомиться с конструкцией и работой реле, геркона, шагового искателя.
2. Изучить временные параметры реле, геркона и методы их измерения.
Экспериментальная часть
1. Исследовать работу реле, геркона и пульс-пары.
2. Измерить токи и напряжения срабатывания и отпускания реле и геркона.
3. Определить активное сопротивление обмотки реле и катушки управления геркона.
4. Произвести измерение временных параметров геркона.
5. Снять осциллограммы, характеризующие временные параметры реле, работающего в схеме пульс-пары.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка выполнена в виде макета с питанием от сети
переменного тока в 220 В. Имеет встроенные приборы (миллиамперметр и вольтметр) для измерения параметров реле (РК, РКМ) и герконов (КЭМ–1, КЭМ-2) и гнезда Г1…Г5 для подключения осциллографа.
В лабораторной установке (рис. 7.10) можно выделить три схемы:
1. Пульс–пара, включающая в себя шаговый искатель и два реле P1 и Р2 типа МКУ–48, обмотки которых шунтированы емкостями С1…С4. Изменение величины емкости, шунтирующей реле, производится переключателем П3 путем параллельного подключения емкостей С2…С4.
В этой схеме производится исследование временных параметров реле и частоты работы пульс-пары.
2. Измерительная схема параметров реле и герконов, которая содержит встроенные приборы, реостат R1 и лампочку, фиксирующую моменты срабатывания и отпускания.
3. Схема для измерения временных параметров герконов. Она включает в себя транзисторный ключ, выполняющий роль генератора в схеме (рис.7.9), два геркона (типа КЭМ-1, KЭM-2) и переключатель П4 для выбора одного из них. В этой схеме на вход транзисторного ключа пропускается лишь ток в отрицательные полупериоды питающего напряжения. Транзистор, насыщаясь, формирует на своем выходе прямоугольные импульсы, которые через переключатель П4 поступают на один из исследуемых герконов.
Порядок выполнения работы
А. Исследование пульс–пары
1. Установить переключатель П1 в положение «1», переключатели П3 и П4 – в положение «О».
2. Включить осциллограф и лабораторную установку.
3. Подключить осциллограф к гнездам 4 и 5.
4. Включить переключатель П2.
5. Зарисовать осциллограммы изменения напряжения на обмотке реле Р2 при трех положениях переключателя П3.
6. Определить время срабатывания и отпускания реле Р2 (по осциллограмме).
Б. Исследование статических параметров реле и герконов
1. Отключить схему пульс-пары переключателем П2 (убедиться, что переключатель П4 в положении «О», а П1 – в положении «1»).
2. Повернуть ручку реостата R1против часовой стрелки до упора.
3. Установить переключатель П1 в положение «2».
4. Увеличивая ток через обмотку реле (геркона) поворотом ручки реостата R1, записать показания приборов, когда лампочка Л1 загорится. Затем уменьшить ток и записать показания приборов, когда лампочка погаснет. Эти моменты соответствуют срабатыванию и отпусканию реле (геркона).
5. Повторить операции П4 при 3-, 4-, 5-м положениях переключателя П1.
6. Измерить активное сопротивление обмоток реле и герконов (питание установки отключить).
В. Исследование временных параметров герконов
1. Выполнить п.1 части Б.
2. Подключить однолучевой осциллограф к Г1 и Г2.
3. Установить переключатель П4 в положение «1» (при этом выход транзисторного ключа подключается к геркону (КЭМ-1) и зарисовать осциллограммы.
4. Определить временные параметры геркона.
5. Зарисовать осциллограммы и определить временные параметры геркона, установив переключатель П4 в положение «2».
Примечания:
I. При определении временных параметров герконов учесть, что длительность импульса, подаваемого на катушку управления геркона, равна половине периода питающей сети.
2. Длительно оставлять переключатель П4 в положениях «1» или «2» не разрешается.
Содержание отчета
1. Измерительные схемы параметров реле и герконов.
2. Осциллограммы по пунктам А.5, В.3, В.5.
3. Таблицы экспериментальных данных.
4. Краткие выводы по всем пунктам работы.
Контрольные вопросы
1. Как согласуются тяговые и механические характеристики реле?
2. Какими параметрами характеризуются реле и герконы?
3. Как изменить временные параметры реле (схемно и конструктивно)?
4. Каково назначение схемы взаимоблокировки?
5. Как влияет величина емкости на частоту работы пульс-пары?
6. Как работает геркон?
7. Что ограничивает частотные возможности геркона?
Литература
1. Миловзоров техника. М.: Высш. Шк., 1966.
2. Справочник по элементам автоматики и телемеханики /Под ред. . М.: Госэнергоиздат, I960. Вып. 3.
3. Герконы, параметры и практические схемы применения. М.: Радио. 1970. № 9.
Лабораторная работа № 8
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЯХ
Цель работы: опытное определение характеристик одновременного намагничивания переменным и постоянным полями материалов, используемых в магнитных усилителях.
Общие сведения
При работе усилителя (рис. 8.1) рабочие точки каждого из сердечников в один и тот же момент времени находятся на различных участках кривой намагничивания.
Пусть обмотки переменного тока () (см. рис. 8.1) включены согласно, обмотки управления () встречно, кривая намагничивания сердечников полем постоянного тока показана на рис. 8.2, точки А1 и А2 соответствуют магнитному состоянию сердечников, создаваемому обмотками управления , тогда при подаче переменного напряжения магнитное состояние сердечников будет характеризоваться соответственно точками В1 и В2, С1 и С2 и т. д. (для одного полупериода питающего напряжения).
Как видно из рис. 8.2, когда один сердечник насыщен, другой находится в ненасыщенном состоянии, и наоборот.
|
Рис. 8.1. Магнитный усилитель |
Рис. 8.2. Положение рабочих точек сердечников магнитного усилителя |
Для практических расчетов было бы значительно удобнее оперировать единой эквивалентной кривой намагничивания, на которой положение рабочей точки, общей для обоих сердечников, полностью характеризовало бы работу и магнитное состояние сердечников усилителя. Такой характеристикой является
|
Эквивалентную кривую намагничивания найдем из условия, когда падение напряжения на магнитном усилителе равно сумме падений на обеих обмотках (условно принимаем активное сопротивление обмоток Wу равным нулю):
(8.1)
Это падение сохраняется и для эквивалентной схемы, т. е.
(8.2)
Сравнивая уравнения (8.1) и (8.2), находим, что
где
Результирующая кривая имеет вид, показанный на рис. 8.3.
Рис. 8.3. Схема кривых намагничивания для идеального (а)
и реального (б) усилителей
В реальных условиях на форму кривых оказывает влияние ряд факторов: неидеальность кривой намагничивания, наличие воздушных зазоров и полей рассеяния, частота питающей сети, величина сопротивления управляющей цепи и магнитные свойства материала сердечников. Влияние этих факторов “автоматически” учитывается, если семейство кривой намагничивания снять экспериментально по схеме рис. 8.4 и условия эксперимента максимально приблизить к условиям работы проектируемого усилителя.
|
Рис. 8.4. Схема для экспериментального снятия характеристик
сердечника
Для совпадения расчетных и экспериментальных данных при работе МУ большое значение имеет правильный выбор типа приборов переменного тока, так как из-за несинусоидальности токов и напряжений приборы, реагирующие на действие, средние и амплитудные значения измеряемой величины, дают различные показания.
Поскольку максимальное значение индукции Вm однозначно для измерения ЭДС , то целесообразно для измерения ЭДС применять вольтметр магнитоэлектрической системы, включая на его входе выпрямитель.
Так как шкала вольтметра проградуирована по эффективным значениям напряжения, то величину средней ЭДС следует определять по формуле
, (8.4)
где – внутреннее сопротивление вольтметра, определяемое по таблице на шкале прибора; – сопротивление измерительной цепи; – сопротивление обеих измерительных обмоток; – прямое сопротивление двухполупериодного выпрямителя, определяемое по вольт-амперной или вольт-омной характеристике диодов, взятой из справочника.
Максимальное значение индукции
, (8.5)
где S – в см2; Еср – в вольтах.
Если семейство кривых намагничивания используется для проектирования усилителя с выходом переменного тока, то выбирается амперметр А, реагирующий на действующее значение тока (электромагнитной, электродинамической или тепловой системы). В этом случае напряженность переменного поля вычисляется по формуле
(А/см) (8.6)
и семейство строится в координатах
.
При снятии кривых намагничивания для проектирования усилителей с выходом постоянного (выпрямленного) тока следует использовать амперметр магнитоэлектрической системы с выпрямителем. Средняя напряженность переменного тока в этом случае определяется по формуле
(А/см) (8.7)
и семейство кривых строится в координатах
.
Напряженность подмагничивающего поля, создаваемого обмоткой управления, определяется по формуле
(8.8)
Семейство кривых одновременного намагничивания является основным для инженерных расчетов и анализа работы МУ.
Теоретическая часть
Ознакомиться с методикой снятия магнитных характеристик сердечников.
Экспериментальная часть
Снять 8…10 кривых намагничивания двух сердечников по показаниям приборов:
при = const ;
при =const.
Описание лабораторной установки
Оба сердечника (рис. 8.5) намагничиваются двумя полями: переменным и постоянным. Постоянное магнитное поле создается постоянным током, протекающим по обмотке . Величина тока подмагничивания устанавливается при помощи потенциометра R1 (6500 Ом) и реостата R2 (1200 Ом). На потенциометр R1 подается постоянное напряжение 12 В.
Переменное поле создается обмотками . Переменный ток, протекающий по обмотке создается напряжением, снимаемым с ЛАТРа. В данной работе определяются магнитные характеристики одновременного намагничивания двух сердечников, поперечное сечение которых S=3,67 см2, длина средней силовой линии l=13,1 см, сопротивление обеих измерительных обмоток =25 Ом.
Число витков , , различно для каждой лабораторной установки и указано на макете.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему согласно рис. 8.5.
2. Снять зависимость при . Начальный ток намагничивания установить равным 7 мА для макета с =200 витков и
10 мА для макета с =500 витков.
Примечание. При снятии зависимости при максимальный ток в рабочих обмотках не должен превышать 1 А.
3. Увеличивая ток подмагничивания I на 10 мА, снять 8…10 зависимостей .
Содержание отчета
1. Схема измерительной установки.
2. Таблица результатов опыта.
3. Таблица результатов пересчета.
4. Графики снятых зависимостей в пересчетном виде.
5. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Какие приборы применяются при снятии кривых одновременного намагничивания?
2. Где применяются кривые одновременного намагничивания?
3. Какие факторы оказывают влияние на форму кривых одновременного намагничивания?
Литература
1. Миловзоров техника. М.: Высш. шк., 1966.
2. , , Мищенко одновременного намагничивания постоянным и переменным полями //Электричество. 1953. № 3.
Лабораторная работа № 9
Источник: pandia.ru
„БЕГУЩИЕ" ОГНИ
ПРАЗДНИЧНАЯ иллюминация особенно красива, когда огни движутся, мигают, «бегут». Как сделать такие «бегущие» огни, мы и расскажем здесь. Разберем также и принцип работы одной из схем.
Посмотрите на схему 1. Две группы параллельно включенных лампочек связаны в цепочку так, что лампочки каждой группы чередуются через одну. Если теперь включать по очереди каждую группу лампочек, то возникнет зрительное впечатление перебегающих огоньков. Располагая гирлянду лампочек соответствующим образом, можно получить иллюзию вращающегося круга, расходящихся веером лучей, шагающего медвежонка и т.п.
Основным и самым важным устройством в иллюминации является переключатель, или, как его иногда называют, коммутатор.
Коммутатор — командный пункт иллюминации, ее программа. Простейшим коммутирующим устройством может служить группа реле, соединенных по схеме /. Реле РЛ| и РЛ2 образуют так называемую «пульс-пару». Для нормальной работы «пульс-пары» контакты одного из реле должны включаться с «опозданием». Это достигается включением в цепь реле РЛ| конденсатора С3. Благодаря этому ток
вначале устремляется через конденсатор, в обход обмотки реле, индуктивное сопротивление которой велико, и после зарядки конденсатора проходит через обмотку реле, наставляя его срабатывать.
Как видно из схемы, у реле РЛI одна пара нормально разомкнутых контактов, то есть разомкнутых, когда в реле не поступает ток. У другого реле — РЛ2 — две пары контактов нормально замкнутые, а две другие —- нормально разомкнутые. «Пульс-пара» питается от сети переменного гока через выпрямитель с германиевым диодом типа ДГЦ-27. Конденсаторы Q и Q и сопротивление Ri служат для сглаживания пульсаций тока При включении схемы в сеть ток устремляется через обмотку реле РЛ|, вызывая замыкание контакта РЛ1!-Контакт РЛ1! подает ток в обмотку реле РЛ2. Последнее сработает, и контакт РЛ’2 разорвет цепь питания реле РЛ|, а контакт РЛ2? разрядит на сопротивление R2 конденсатор С3. Реле РЛи лишившись питания, разорвет контакт РЛ1!; реле РЛ2 отпустит свои контакты, включив цепь питания реле РЛ|, и г. д. Дальше все повторяется сначала. Реле будут включать и выключать друг друга, пока «пульс-пара» включена в сеть.
70
Источник: zhurnalko.net
Электрический прибор, который может через определенные промежутки времени включать и разрывать электрическую цепь, можно осуществить с помощью двух реле, соединенных по схеме, называемой «пульс-пара».
Где может применяться такая схема? Предположим, надо установить бакен для обозначения мели или установить несколько бакенов для указания глубокого русла реки, где могут плыть суда.
Совсем необязательно, чтобы фонари на бакенах горели непрерывно; вполне достаточно, если они будут мигать. А если бакены находятся в таких местах, к которым трудно подъехать, или по каким-либо причинам не имеет смысла держать в данном районе специального человека — бакенщика, — тогда устанавливают на бакене батарею с фонарем, который будет работать и ночью и днем не выключаясь. В целях экономии батареи паузу между зажиганиями лампочки выбирают подлиннее. Меняют батареи один раз в несколько месяцев, и фонари на бакенах работают без перебоя. Это бывает гораздо выгоднее, чем оплачивать специального бакенщика, который каждый вечер зажигал бы, а утром гасил фонари.
Пульс-пара дает возможность осуществить такую установку.
Нужно сделать два электромагнитных реле, одно из которых должно срабатывать с небольшим замедлением, то есть его контакты должны замыкаться не мгновенно, а чуть медленнее контактов другого реле.
Замедление должно быть очень небольшое, в долю секунды, и осуществить его можно с помощью слабой, тоненькой резинки, которая будет чуть притормаживать якорь-гвоздь, когда он втягивается в катушку.
У замедленного реле должны работать нормально разомкнутые контакты, то есть верхний контакт и упирающийся в него якорь-гвоздь.
На схеме показано, как нужно осуществить все соединения.
Когда мы нажмем пусковую кнопку Кн и пустим ток в обмотку замедленного реле 1, его контакты замкнутся и подадут ток в обмотку реле 2. Контакты этого реле разомкнутся и разорвут цепь питания реле 1. Контакты реле 1 тоже разомкнутся, и реле 2, лишившись тока, отпустит свои контакты.
Контакты реле 2 при этом замкнутся и включат цепь питания реле 1. И все начинается сначала. Так реле будут включать и выключать друг друга, пока нажата пусковая кнопка.
К свободным контактам одного из реле можно подсоединить электрическую цепь, состоящую из батареи и лампочки, и лампочка будет периодически вспыхивать и гаснуть.
Источник: www.e-reading.life