21.3. Экономичное включение реле. Word.

ЭКОНОМИЧНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КАТУШЕК.
В справочной литературе по электромагнитным реле в обязательном порядке
указывается такой важный их параметр, как ток срабатывания. Иногда приводятся данные
о токе отпусканияя реле, который, кстати, обычно в 5…7 раз меньше тока срабатывания.
Но, при практическом радиоконструировании очень часто желательно знать напряжение
срабатывания реле, а данный параметр в справочной литературе не приводится (иногда
указывается рабочее напряжение реле). Практически всегда напряжение срабатывания
реле в 2…3 раза меньше паспортного рабочего напряжения.
Исходя из вышесказанного, на корпусах имеющихся у радиолюбителя реле желательно
приклеить бирку с указанием напряжения срабатывания реле. Естественно, перед тем, как
приклеить бирку, надо проверить каждое реле, подключив его катушку к источнику
питания с регулируемым выходным напряжением. И, если на бирке будет написано Uср
= 11В, значит его смело можно применять в схемах с напряжением источника питания
12В.
Но вернемся к той аксиоме, которая гласит о том, что ток отпускания реле намного
меньше тока срабатывания. Естественно, что при этом напряжение отпускания реле также
будет намного меньше напряжения срабатывания.
Одним словом, электромагнитное реле можно включить напряжением, немного
превышающим напряжение его срабатывания, а после того, как реле включилось, это
напряжение можно существенно уменьшить. При этом мы существенно уменьшаем
нагрузку на блок питания, уменьшаем нагрев провода электромагнитной катушки и,
следовательно, увеличиваем надежность реле.
Следует отметить, что в вышеописанном действии часто нет необходимости (при
применении электромагнитных реле со слаботочной катушкой), но при применении
мощных электромагнитных катушек (электромагнит дверного замка, контакторная
катушка мощного электромагнитного пускателя, мощный электромагнит для подъема
металла и т.п.) такое действие отнюдь не помешает.
На РИС.1 изображена схема включения контакторной катушки К1 с применением „реле
форсировки” К2, которая применяется в некоторых мощных электромагнитных
пускателях. При замыкании контакта К3.1 в схеме управления пускателем
однополупериодным напряжением включается „реле форсировки” К2. После включения
реле К2 замыкается его нормально разомкнутый контакт К2.1 и на контакторную катушку
пускателя К1 подается двухполупериодное напряжение с мостового выпрямителя на
диодах VD1…VD4. Вследствие этого включается в работу электромагнитный пускатель,
размыкается нормально замкнутый контакт К1.1, обесточивается „реле форсировки” К2,
размыкается контакт К2.1 и контакторная катушка пускателя удерживается
однополупериодным напряжением, т.е. ток удержания в два раза меньше тока
срабатывания электромагнитного пускателя.
Диод VD5 служит для небольшого замедления отпускания „реле форсировки” К2 (через
этот диод при выключении реле К2 проходит ток самоиндукции катушки реле), чтобы
успел включиться пускатель.
Более совершенная схема включения электромагнитной катушки мощного
исполнительного устройства (по экономичности), чем изображенная на РИС.1, показана
на РИС.2.
В данной схеме при замыкании контакта К3.1 в схеме управления мощной
электромагнитной катушкой К1 включается „реле форсировки” К2, замыкаются его
нормально разомкнутые контакты К2.1 и на катушку К1 поступает напряжение источника
питания. Включается исполнительное устройство на электромагнитной катушке К1,
размыкается контакт К.1.1, но „реле форсировки” К2 еще некоторое время притянуто за
счет протекания через его катушку разрядного тока заряженного до напряжения
источника питания конденсатора С1. Время включенного состояния реле К2 должно быть
таким, чтобы надежно сработало исполнительное устройство с катушкой К1. Это время
зависит от сопротивления обмотки К1 и емкости конденсатора С1, который
предпочтительнее подобрать экспериментальным путем.
После отпускания „реле форсировки” К2 размыкается его контакт К2.1 и через резистор
R1 через катушку К1 протекает ток удержания, гораздо меньший тока срабатывания.
Зададимся конкретными значениями основных параметров катушек К1, К2 и произведем
расчет резисторов R1, R2 и требуемых параметров источника питания (выходное
напряжение блока питания может быть не пульсирующим, а сглаженным фильтрующими
конденсаторами или стабилизированным).
Итак, пусть мы имеем в наличии исполнительное устройство с мощной
электромагнитной катушкой, напряжение срабатывания которого равно 20В, напряжение
отпускания – 6В, ток срабатывания – 1А, ток отпускания – 0,2A и электромагнитное реле
с напряжением срабатывания 8В и током срабатывания 0,1A. Все эти данные мы
предварительно определили экспериментальным путем.
На вторичной обмотке WII трансформатора Т1 должно быть напряжение немного
больше напряжения срабатывания исполнительного устройства с катушкой К1.
Принимаем данное напряжение равным 24В. Провод вторичной обмотки WII Т1 должен
быть рассчитан на ток более 1А (ток срабатывания устройства на катушке К1). Мостовой
выпрямитель должен быть также рассчитан на максимальный ток нагрузки 1А. В качестве
диодов VD1…VD4 выпрямительного моста выбираем диоды типа КД202Г.
Сопротивление резистора R1 должно быть не более
R1 < (Uи.п. – Uотп. К1) / Jотп. К1, где
R1 – сопротивление резистора R1;
Uи.п. – напряжение источника питания;
Uотп. К1 – напряжение отпускания устройства на катушке К1;
Jотп. К1 – ток отпускания устройства на К1.
Итак, сопротивление резистора R1 должно быть
R1 < (24 – 6) / 0,2 < 90 Ом
Мощность рассеивания резистора R1 должна быть не менее
Р R1 > (Uи.п. – Uотп. К1) Jотп. К1 > (24 – 6) 0,2 > 3,6 Вт
Принимаем мощность рассеивания резистора R1 равной 4Вт, сопротивление резистора
R1 – 86 Ом (два последовательно включенных резистора МЛТ-2, 43 Ом).
Если есть в наличии реле на рабочее напряжение 24В или реле с напряжением
срабатывания 20…22В, то его можно применить в качестве „форсирующего реле” К2 без
гасящего резистора R2. Но, коль у нас есть такое, какое есть, произведем расчет резистора
R2.
Сопротивление резистора R2 должно быть не более
R2 < (Uи.п. – Uсраб. К2) / Jсраб. К2 < (24 – 8) / 0,1 < 160 Ом
Мощность рассеивания резистора R2 должно быть не менее
P R2 > (Uи.п. – Uсраб. К2) Jсраб. К2 > (24 – 8) 0,1 > 1,6Вт
Выбираем резистор R2 сопротивлением 150 Ом на мощность рассеивания 2Вт.