66499

Автоматическое управление в функции времени. Реле времени

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Наряду с автоматизацией технологических процессов реле времени широко применяют для автоматизации процесса пуска мощных электродвигателей посредством пусковых реостатов в металлорежущих станках бытовых машинах и пр.

Русский

2014-08-22

248.5 KB

1 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации.

Марийский Государственный Технический Университет

Кафедра транспортных и

технологических машин

Лабораторная работа № 8

Автоматическое управление в функции времени.

Реле времени.

Разработал  А.Р. Ротт

Йошкар-Ола

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Во время работы технологического оборудования, бытовых машин, других технических устройств, часто возникает необходимость в паузе между двумя последовательными операциями, перемещениями и пр. В подобных случаях используются РЕЛЕ БРЕМЕНИ, которые через определенное (установленное) время после подачи командного импульса замыкают или размыкают те или иные цепи управления.

Наряду с автоматизацией технологических процессов реле времени широко применяют для автоматизации процесса пуска мощных электродвигателей посредством пусковых реостатов (в металлорежущих станках, бытовых машинах и пр.).

Существует большое  конструктивное разнообразие реле времени (моторные, электронные,  электромагнитные и пр.). Некоторые типы реле времени рассмотрены ниже.

ТРЕБОВАНИЯ К РЕЛЕ БРЕМЕНИ

1. Стабильность выдержки времени вне зависимости от колебаний питающего напряжения, частоты, температуры окружающей среды и других факторов.

2. Малая потребляемая мощность, масса и габариты.

3. Достаточная мощность контактной системы.

4. Высокая механическая износостойкость (особенно для реле, работающих в схемах автоматического управления электроприводом при большой частоте включений в час). В таких случаях

износостойкость должна обеспечивать (5 - 10)*10  срабатываний.

5. Возможность работы в условиях производственных цехов при наличии вибрации, тряски, грязи, СОЖ, электромагнитных полей и пр.

КОНСТРУКЦИЯ И РАБОТА РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

1. Пневматическое реле времени

ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ реле времени получило широкое распространение (см. рис. 1). Оно обеспечивает задержку времени от 0,4 сек. до 3 мин. При включении управляющим контактом УК катушки электромагнита 1 втягивается его якорь 2. Механически связанный с ним упор 3 опускается и колодка 5, подпиравшаяся  упором 3, отталкивается пружинкой 7 вниз. При этом опускается грибообразный поршень 8, на поверхности которого укреплена резиновая  мембрана 9. При опускании поршня 8 над мембраной образуется разряженное пространство, которое через отверстие 13, суконный фильтр 12 и канал 11 с регулирующим винтом 10 постепенно проходит воздух из окружающей среды. Колодка 5 опускается медленно и по достижении ей крайнего нижнего положения упор 6 нажимает на контактную систему (микропереключатель) 4 и вызывает её срабатывание.

Таким образом, отсчёт времени реле начинается с момента включения электромагнита и заканчивается срабатыванием контактной системы реле. Время выдержки (УСТАВКА РЕЛЕ) изменяют поворотом винта 10, регулирующего сечение канала, по которому наружный воздух проходит в полость, образующуюся над резиновой мембраной. При отключении катушки электромагнита все подвижные части под действием возвратной пружины 16 приходят в первоначальное положение. При этом воздух быстро выталкивается через канал 15, приподнимая клапан 14.

 

Рис. 1

Пневматическое реле времени

             

2. Электромагнитное реле времени

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ реле времени получили широкое распространение в схемах постоянного тока (Рис. 2а). Они обеспечивают выдержку времени от 0,3 до 16 сек. в зависимости от исполнения.

Когда управляющий контакт УК разомкнут, через катушку 3 реле протекают токи, якорь 1 реле притянут к его сердечнику 4, как это показано на рисунке тонкой линией. Для получения выдержки времени необходимо замкнуть контакт УК. При этом магнитное поле, исчезая, наводит в витках катушки 3 ЭДС самоиндукции, под действием которой в замкнутом контуре, образованном катушкой 3 и замкнувшимся контактом УК, потечёт ток. Этот ток будет поддерживать постепенно убывающий магнитный поток, а потому якорь 1 реле некоторое время будет удерживаться в притянутом положении. Величина тока, протекающего в указанном контуре, непрерывно уменьшается, и через некоторое время якорь реле

под действием собственного веса и сжатой пружины 6 отпадает, вызывая переключение контактов. Уставка реле регулируется изменением сжатия пружины 6 винтом и гайкой 5. Для устранения возможности прилипания якоря к сердечнику вследствие остаточного магнетизма к якорю прикрепляют тонкую пластину 2 из магнитного материала, толщину которой можно изменять, меняя тем самым магнитный поток системы при притянутом якоре. При этом так же изменяется уставка реле. Чем толще прокладка, тем меньше время выдержки.

Электромагнитное реле с ДЕМПФЕРОМ (Рис. 2б) отличается от рассмотренного выше тем, что его катушку наматывают на толстостенную медную трубку (демпфер) 7, служащую каркасом катушки. В случае применения реле с демпфером управляющий контакт УК включают последовательно с катушкой. При размыкании этого контакта магнитный поток, убывая, наводит в медной трубке 7 электродвижущую силу. В трубке, представляющей собой замкнутый контур, возникает при этом ток, удерживающий якорь от отпадания. Ток этот будет затухающим, и при достаточном его уменьшении якорь реле отпадает. Вследствие размагничивающего действия демпфера, время включения этого реле больше, чем у описанного выше электромагнитного реле без демпфера.

В цепи переменного тока эти реле непосредственно включать нельзя, так как величина тока катушки, а следовательно и магнитного потока системы и момент срабатывания управляющего контакта может изменяться от амплитудного значения до нуля, однако возможно питание электромагнитных реле времени от сети переменного тока через выпрямители.

Рис. 2

Электромагнитное реле времени

3. Моторное реле времени

МОТОРНЫЕ реле времени получили значительное распространение в технике (Рис. 3). При замыкании управляющего контакта УК включается синхронный двигатель 1 и электромагнит 3, который включает фрикционную муфту 4.

Вращение вала двигателя 1 через редуктор 2, цепную муфту 4 и зубчатые колёса 13 и 6 передаётся на главную ось 8 реле. Эта ось начинает медленно поворачиваться, закручивая пружину 5. На оси 8 укреплены дискообразные шкалы 9. При повороте оси 8 кулачки 11, установленные на шкалах, перемещаются и через некоторое время замыкают контакты 10. Шкалы 9 можно повернуть на оси 8, ослабив гайку 12, и вновь закрепить в новом положении. Повернув шкалы 9 на разные углы, можно получить замыкание и размыкание контактов в различных цепях через разные промежутки времени.

В конце оборота оси 8 размыкается служебный контакт реле и отключает двигатель 1 от сети. После размыкания управляющего контакта УК электромагнит отключается, и закрученная пружина 5 быстро возвращает ось 8 в исходное положение, причём движение ограничивает упор, непоказанный на рисунке. Воизбежание сильного удара в упор установлен центробежный тормоз 7. Реле изготовляют с тремя и с шестью шкалами. В различных исполнениях реле обеспечивает вставки от 2 сек. до суток и более.

4. Полупроводниковое реле времени

Когда от реле требуется большое число срабатываний в час, применяют разнообразные ЭЛЕКТРОННЫЕ, ТИРАТРОННЫЕ и  ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ реле времени, обеспечивающие самые различные выдержки.

Схема одного из наиболее простых полупроводниковых реле времени показана на рисунке 4б. При замыкании управляющего контакта на схему подаётся низкое напряжение постоянного тока (24В). При этом конденсатор С не заряжен, база транзистора имеет положительный потенциал, ток управления равен нулю, транзистор закрыт и в цепи коллектора тока нет. Конденсатор С начинает заряжаться через второй закрывшийся замыкающий контакт УК и резистор R1, при этом напряжение между его обкладками постепенно возрастает. Скорость нарастания напряжения зависит от ёмкости конденсатора и сопротивления резистора R1. При некотором значении этого напряжения ток в цепи эмиттер – база достигнет величины, при которой транзистор отпирается, и реле РП включается.

При открывании замыкающего управляющего контакта УК реле РП отключается. Схема приходит в исходное  состояние благодаря тому, что размыкающий контакт УК закрывается, мгновенно разряжая конденсатор С.

5. Реле времени с анкерным (часовым) механизмом.

В таких реле электромагнит постоянного или переменного тока действует на контактную систему, связанную с замедляющим устройством в виде ЧАСОВОГО (АНКЕРНОГО) механизма. Большим преимуществом реле этого типа является возможность создания реле как на переменном, так и на постоянном токе. Работа реле практически зависит от величины питающего напряжения, частоты питания, температуры.

Работа реле времени с часовым замедлителем происходит в следующем порядке. При подаче напряжения на электромагнит 1 (Рис. 5) якорь заводит пружину 2, под действием которой приводится в движение анкерный механизм реле 3. Контакты реле 4 срабатывают после того, как анкерный механизм отсчитает определённое время.

Выдержка времени у этих реле регулируется в пределах от 7 до 10сек. с точностью 10 процентов уставки. Реле может так же иметь и регулируемые (мгновенные) контакты, которые связаны с якорем электромагнита. Реле надёжно работают при напряжении до 0,85U.

Износостойкость часового механизма составляет всего 15000 срабатываний, поэтому реле не может применяться при частых операциях.

Рис. 5

Реле времени с анкерным (часовым) механизмом

СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОМ УПРАВЛЕНИИ

  1.  Схема обеспечения паузы в конце перемещения

В автоматах и автоматических линиях, транспортёрах и других технологических машинах, работающих в машиностроительном, деревообрабатывающем, лесопромышленном, сельскохозяйственном производствах часто возникает необходимость обеспечения паузы (ВЫСТОЯ) какого – либо агрегата (стола, силовой головки, суппорта, захвата и др.) в переднем положении. При этом выполняется какая – либо технологическая операция. Схема, обеспечивающая такой выстой, показана на рисунке 6.

При нажатии на кнопку П включается контактор В, который, в свою очередь, включает приводной электродвигатель. Движущийся агрегат начинает перемещаться вперёд к точке выстоя, при достижении которой установленным на нём кулачком нажимает на путевой переключатель ПВ2. Контакт этого переключателя разрывает цепь контактора В, электродвигатель отключается и дальнейшее перемещение прекращается. При этом замыкающий контакт переключателя ПВ2 включает цепь питания катушки реле времени РВ.

Пока механизм реле времени работает, узел находится в точке выстоя. По истечении времени уставки замкнётся контакт реле РВ, и включится контактор Н. Двигатель начнёт вращаться в обратную сторону, и узел будет перемещаться назад в исходную точку. При достижении исходного положения узел нажмёт на размыкающий контакт путевого выключателя ПВ1 и движение прекратится.

Контакт реле времени РВ необходимо шунтировать контактом самоблокировки Н, так как при отходе узла от точки выстоя замыкающий контакт путевого выключателя ПВ2 размыкается.

  1.  Схема динамического торможения асинхронного двигателя

Динамическое торможение асинхронных двигателей широко используется в схемах автоматического управления объектами различного назначения. Одна из подобных схем показана на рисунке 7.

При нажатии кнопки П включается контактор КР и двигатель начинает работать. Одновременно включается реле времени РВ и замыкает контакт РВ в цепи катушки контактора КТ. Поскольку при этом замыкающий контакт КР открыт, включения контактора КТ не происходит.

При нажатии кнопки С контактор КР отключается и его нормально замкнутый контакт замыкает цепь катушки контактора КТ. При этом статорные обмотки двигателя начинают питаться постоянным током, возникает динамическое торможение. Реле РВ отключается одновременно с контактором КР и начинает выдержку времени. После очередной выдержки, определяемой уставкой реле, оно своим контактором В отключит контактор торможения КТ.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37880. Кодирование и хранение информации. Кодирование текстовой информации. Создание и редактирование растровых изображений 160 KB
  Современные 16битные звуковые карты обеспечивают возможность кодирования 65536 различных уровней громкости или 16битную глубину кодирования звука. Задание 1 Запустить текстовый редактор MSWORD Ввести текст Кодировка WINDOWS CP1251 Выполнил студент группы ХХХ ФИО Сохранить текст в новой папке TEXT в четырёх различных форматах: Документ WORD.txt Завершить работу в редакторе WORD Просмотреть папку TEXT сравнить объём текста в различных форматах. Pint позволяет создавать рисунки с использованием различных графических...
37881. Создание и редактирование документов в Microsoft Word 15.96 KB
  Создать пользовательский стиль согласно варианту: № варианта Задание А Ж Изменить стиль заголовка 1: Шрифт Times New Romn 20 пт полужирный интервал раздвинутый 2 пт; Абзац выравнивание по центру отступ сверху 13 пт снизу 6 пт красная строка 0 см; Выделение подчеркнуть и сделать цветной фон инструментом Границы и заливка. З М Изменить стиль заголовка 2: Шрифт Courier New Cyr 14 пт полужирный курсив интервал уплотнённый 06 пт; Абзац выравнивание по ширине отступ сверху 8 пт снизу 4 пт красная строка 0 см;...
37882. ИЗУЧЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК 333.5 KB
  Определение скорости полета пули с помощью крутильного баллистического маятника. Экспериментально определить скорость пули из пружинного пистолета с помощью крутильного баллистического маятника Рис. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И ПРИНЦИП ЕЕ РАБОТЫ Принципиальная схема баллистического крутильного маятника приведена на рис. На стержнях в засечках с помощью прижимных винтов крепятся два перемещаемых груза 4 которые располагают симметрично относительно оси вращения маятника.
37883. Определение изменения энтропии твердого тела при его нагревании и плавлении 244 KB
  9 Лабораторная работа № 128 Определение изменения энтропии твердого тела при его нагревании и плавлении 1. Цель работы Определение изменения энтропии твердого тела при его нагревании и фазовом переходе первого раза на примере нагревания и плавления олова.1 Обратимым называют такой процесс при котором система может быть возвращена в исходное состояние и при этом все окружающие ее тела будут в том же состоянии что и в первоначальном. Изменение энтропии твердого тела при его нагревании и плавлении можно определить используя зависимость...
37884. Определение коэффициента взаимной диффузии воздуха и паров воды по скорости испарения жидкости 983 KB
  12 Лабораторная работа № 130 Определение коэффициента взаимной диффузии воздуха и паров воды по скорости испарения жидкости 1. Изучение диффузии как одного из явлений переноса в газах. Определение коэффициента взаимной диффузии воздуха и паров воды по скорости испарения воды.1 где проекция вектора градиента концентрации молекул переносимого вещества на указанную ось х D коэффициент диффузии.
37885. Изучение наглядно-действенного мышления у дошкольников 223.5 KB
  Мышление – это психический процесс обобщенного и опосредованного отражения устойчивых, закономерных свойств и отношений действительности, существенных для решения познавательных проблем, схематической ориентации в конкретных ситуациях.
37886. УСТАНОВКА ОБЕРБЕКА 300.5 KB
  ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Согласно основному закону динамики вращательного движения угловое ускорение твёрдого тела способного вращаться вокруг неподвижной оси определяется суммой проекций моментов всех внешних сил на ось вращения: 1 где Mi проекция момента i той силы действующей на тело на ось вращения ε угловое ускорение I момент инерции тела относительно оси вращения. Прибор носит название установка или крест Обербека. Ось закреплена в подшипниках так что вся система может вращаться вокруг горизонтальной оси....
37887. ИСПЫТАНИЕ ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ 223.16 KB
  атериальное обеспечение. Вытяжной вентиляционный шкаф с воздуховодом, оборудованный шторкой для изменения площади рабочего проёма; анемометр крыльчатый АСО-3, секундомер; комбинированный приёмник воздушного давления, микроманометр многопредельный с наклонной трубкой ММН-240(5)-1,0, шумомер ШУМ-1М.
37888. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 110. 297.5 KB
  4 ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ОСИ КОЛЬЦЕВОЙ КАТУШКИ Методическое указание к выполнению лабораторной работы по курсу общей физики для студентов инженерно технических специальностей Калининград 2006 1. Цель работы: Исследование магнитного поля на оси катушки: измерить магнитную индукцию в различных точках на оси кольцевой катушки; построить график изменения магнитной индукции вдоль оси катушки; проверить результаты измерения расчётом. Для кольцевой катушки содержащей витков:...