«Для умелых рук»
Московская областная
станция юных техников
Э. Исаев и А. Богатырёв
Самодельные реле
*** 1960 ***
От нас: 500 радиоспектаклей (и учебники)
на SD‑карте 64(128)GB — ГДЕ?..
Baшa помощь проекту:
занести копеечку — КУДА?..
|
Для третьей ступени Реле — это электрическое устройство, которое позволяет включать и выключать различные потребители электрической энергии. Реле действует, или, как говорят, срабатывает, лишь тогда, когда на него подается управляющий сигнал. При этом в электрических цепях происходят нужные переключения (включаются и выключаются моторы, осветительные лампы или другие приборы). Реле такого типа — электромагнитные. Их широко используют в технике. С помощью таких реле включают и выключают очень мощные машины и аппараты, используя слабые электрические управляющие сигналы. Управляющий сигнал может подаваться практически с любого расстояния, что очень важно в тех случаях, когда машина расположена в таком месте, куда трудно или невозможно добраться. В ряде случаев реле должно реагировать не только на электрические сигналы, но и на такие, как повышение и понижение температуры, наличие или отсутствие звука, приближение человека или животного к охраняемому объекту, появление или исчезновение света, изменение освещенности в помещении и так далее. В этом случае к электромагнитному реле присоединяют дополнительную электрическую схему, которая вырабатывает электрический сигнал при появлении сигнала нужного типа (света, звука и т. п.). В одной брошюре, конечно, невозможно рассказать о всех реле или обо всех схемах. Поэтому мы ограничимся описанием трех таких реле: светового реле, или, как его чаще называют, фотореле, звукового реле и емкостного, которое реагирует на приближение к нему человека или какого-нибудь предмета. ФОТОРЕЛЕ В схему фотореле, изображенного не рис. 1, входят: фотоэлемент, высокоомное сопротивление R, электронная лампа Дг, конденсатор С, электромагнитное реле и трансформатор. Реле работеет от сети переменного тока. Оно срабатывает при затемнении фотоэлемента — работает на темноту. Пока фотоэлемент освещен, из его катоде под действием светового потока вырываются электроны. Так как схема работает на переменном токе, то анод фотоэлемента находится под положительным напряжением через каждые пол-периода переменного напряжения, снимаемого с обмотки трансформатора III. При этом электроны, вылетевшие из катода, притягиваются к аноду, и через фотоэлемент протекает электрический ток. Проходя по сопротивлению R, этот ток создает на нем падение напряжения. Отрицательный полюс напряжения, возникающего не сопротивлении R, оказывается приложен к управляющей сетке электронной лампы Hi. Тек как нижний конец этоге сопротивления соединен с катодом Л;, то лампа запирается под действием отрицательного смещения (отрицательно заряженная сетке отталкивает электроны, вылетающие с катеда, и они но могут лопасть на анод лампы). Таким образом, лампа действует как выключатель, размыкающий цепь, в которую включена обмотка реле. При этом контакты реле остаются разомкнутыми, тек как ток не проходит по обмотке и якорь электромагнита оттягивается от них пружинкой. Если затемнить фотоэлемент, то выход электронов из катоде прекращается, и его ток падает почти до нуля. Отрицательное смещение не сетке электронной лампы исчезает, тек как очень слабый ток неосвещенного фотоэлемента («темновой ток») не может создать на сопротивлении R падения напряжения, нужного для запирания электронной лампы. При этом лампа Л2 открывается, электроны движутся к аноду, цепь обмотки реле оказывается замкнутой, якорь притягивается к сердечнику электромагнита и замыкает исполнительные контакты. Схеме реле реботает на переменном токе, поэтому анодный ток лампы прерывается каждые пелпериода (50 раз в секунду), когда нед становится отрицательным относительно катеда. Если время срабатывания реле меньше 1/50 секунды, то якорь реле будет дрожать, так как через обмотку реле будет проходить прерывистый, пульсирующий ток. Для того чтобы устранить дрожание якоря, параллельно обмотке реле включен конденсатор С. Когда анод лампы положителен относительно катода, ток, проходящий по обмотке реле, создает на ней паденне напряжения и заряжает конденсатор. Когда анод отрицателен, протекание тока через лампу прекращается, а конденсатор С разряжается на обмотку реле. Таким образом, пульсация тока в обмотке реле сглаживается за счет прохождения через обмотку разрядного тока конденсатора. При этом якерь реле притянут к сердечнику, а контакты замкнуты. Конструкции и детали Для изготовления фотореле использован газонаполненный фотоэлемент типе ЦГ-3. Этот фотоэлемент предназначен для звуковых кинопередвижек. Если его нельзя достать, то можно применить фотоэлемент другого типа с близкими характеристиками (анодным напряжением, темновым током и чувствительностью). Возможно, при э1 ом во время наладки фотореле придется подобрать величину сопротивления R. ренсформатор 1р типа ЭЛС-2. Вместо него можно использовать и другой трансформатор, если он обеспечит получение напряжения 200 — 250 для питания фотоэлемента и 6,3 в для питания накала лампы Л2. Первичная обмотка трансформатора должна быть рассчитана на сетевое напряжение 110, 27, 220 в. Электромагнитное реле телефонного типа (РМ). Важно, чтобы обмотка реле имела большое сопротивление — 4000 — 8000 ом. Лампа Л типа 6Ф6. Ее можно заменить лампой 6ЛД или 6П1П Корпус фотореле можно изготовить из алюминия толщиной 2 мм или из другого подходящего материале и окрасить нитроэмалью. Расположение деталей показано на рис. 2. Сопротивление R можно составить из двух сопротивлений типа МЛТ или ВС мощностью 0,5 ат. Конечно, можно использовать и сопротивления богъшей мощности, но они займут больше места. Конденсатор С емкостью 2 мф на рабочее напряжение 20В в или больше, любого типа. Регулировка реле Обычно правильно собранный прибор начинает работать сразу после включения. Однако лучше до включения приборе провести предварительную неледку фотореле. Прежде всего с помощью пробника или путем осмотре нужно убедиться правильности сборки схемы. После этого проверяют правильность включения обмотки трансформатора. Для этого замыкают кусочком провода хомутики, в которых крепится фотоэлемент. Если обмотке III включена правильно, то при отсутствии фотоэлемента и замкнутых накоротко хомутиках лампа Л2 будет заперта, а якорь реле оттянут пружинкой. Затем, на вставляя фотоэлемент, нужно разомкнуть хомутики, сняв с них провод. Все переключения производить только при обесточенной схеме. При этом якорь реле должен притянуться к электромагниту. Величина сопротивления R подбирается так, чтобы при освещении фотоэлемента лампа Л2 надежно запиралась, а при затемнении фотоэлемента через нее проходил ток, достаточный для срабатывания реле. Правильно отрегулированное реле реботает очень четко. Фотореле можно использовать для включения лампочек при наступлении сумерек, для подсчета деталей, для различных сигнализаторов. Во всех случаях нужно следить, чтобы свет от источника попадал в приемное окошечко фотоэлемента. Для этого необходимо, чтобы тубус осветителя был направлен не приемное отверстие фотореле и оси тубусов осветителя и фотореле совпадали. Такое реле может работать и от невидимого инфракрасного света. Чтобы источник света стал невидимым, в осветитель вставляют пластиночку эбонита толщиной 0,1 мм. Эбонит не прозрачен для видимого света, но хорошо пропускает Невидимые инфракрасные лучи. Конечно, при этом снижается чувствительность фотореле. Описанная схема реле често называется также негативной или схемой обратного действия, так как при наличии сигнала (света) реле не работеет. Существуют и позитивные схемы фотореле, которые срабатывают при освещении фотоэлемента — «работа на свет». Их выгодно применять в тех случаях, когда фотоэлемент большую часть времени затемнен, а сигналом для срабатывания является осэещи1-е фотореле. Такое реле можно, например, использовать для открывания ворот в гаража при освещении их фарами подъехавшего автомобиля ЗВУКОВОЕ РЕЛЕ Элекртическая схема реле приведена на рис. 3. Если выключатель ВК включен, а звуковые волны попадают на мембрену микрофоне, то мембране нечинеет вибрировать. При этом сопротивление микрофона, включенного последовательно с батареей и первичной обмоткой тренсформеторе Tpi, изменяется. Так как изменение сопротивления вызвано колебательным движением мебраны, то величина токе в цепи микрофона изменяется пропорционально амплитуде и частоте звуковых коле-бений. Иначе говоря, постоянный ток, текущий в цепи микрофоне при воздействии звуке, приобретает переменную госталающую, то-есть состоит как бы из постоянного и пере менного тонов. Появление переменного тока в первичной обмотке трансформатора приводит к возникновению переменного напряжения на конца его вторичной обмотки. Это напряжение выпрямляется полупроводниковыми диодами. Постоянный ток, полученный после выпрямления, проходит по обмотке электромагнитного реле, и якорь реле притягивается, замыкая контакты 1 и 2. При этом зажигается лампочка Ль Конденсатор, показанный на схеме, сглаживает пульсации постоянного тока, полученного после выпрямителя. Если частота звукового сигнала достаточно велика, то якорь реле не будет дрожать и без конденсатора. Конструкция, детали н регулировка Конструкция реле видна из рис. 4. Конечно, вовсе не обязательно монтировать реле, как показано на рисунке. Можно заключить детали в корпус (например, такой, как для фотореле). В этом реле использованы микрофон и трасформатор от телефонного аппарата. Мощность электрического сигнала, подаваемого на обмотку реле, в этой схеме очень мала. Поэтому для звукового реле использовано электромагнитное поляризованное реле типа РП-4. Поляризованные реле отличаются по конструкции от электромагнитных реле обычного типа. Схема конструкции такого реле приведена на рис. 5. В поляризованном реле, кроме электромагнита с катушками 2 и сердечником 3, имеется постоянный магнит 1. Он создает магнитный поток Фе, который проходит по якорю и через воздушный зазор передается в сердечник электромагнита. Как видно из рисунка, поток Фя разветвляется так, что в одном из зазоров он складывается с потоком, который создается катушками электромагнита, а в другом зазоре вычитается из магнитного потока катушек. Поэтому сила, действующая на якорь, неправлена в сторону того зазора, где потони складываются. При отсутствии тока в обмотках электромагнита силы, действующие на якорь с двух сторон, равны и якорь должен находиться в среднем положении. Однако такое состояние очень неустойчиво, так как малейшее отклонение якоря приводит к неравенству сил, действующих на него. Поэтому при отсутствии тока в обмотках якорь притягивается к одному из контактов и удерживается в этом положении силой притяжения постоянного магнита. Предположим, что якорь притянулся к левому контакту. Тогда для его переброса к правому контакту в катушку реле нужно подать ток такой полярности, чтобы а правом зазоре магнитные потоки складывались, а в левом вычитались. Реле сработает, когда величина общего магнитного потока в правом зазоре превысит общий поток в левом зазоре, то есть сила притяжения якоря за счет тока управляющего сигнала будет больше, чем сила притяжения якоря постоянным магнитом. Таким образом, постоянный магнит действует подобно пружине в нейтральных электромагнитных реле, «оттягивая» якорь к одному из контактов. Время срабатывания поляризованных реле меньше, чем нейтральных. Это объясняется тем, что пружина в нейтральном реле всегда противодействует управляющему сигналу, а в поляризованном реле постоянный магнит начинает притягивать якорь во время переброса, как только он пройдет среднее положение. При этом си«р противодействия пружины уее личивается пб мере приближения к сердечнику элекромагнита, а постоянный магнит тянет яко н тем сильнее, чем ближе к сердечнику oн находится. Мощность, нужная для срабеть 13НИЯ реле, пропорциональна величине потока Ф. и отклонению якоря от нейтрали (это положение называется ходом якоря). Поэтому, изменяя положение подвижных контактов 4 можно менять чувствительность реле. Чувствительность реле тем выше, чем меньше ход якоря. Положение контактов, показанное на рис. 6а, соответствует нейтральной настройке контактов. В этом случае якорь реле, после выключения сигнала, останется в том положении, в котором Ьн находился при включенном сигнале. Для переб эосе якоря в другое положение на катушки эеитромагнита надо вновь подать сигнал, но yi се противоположной полярности. Для того ч обы якорь возвращался в исходное положение после выключения сигнала, можно настр ить реле на преобладание (рис. 66). Тогда якорь реле всегда будет возвращаться к лесу му контакту, так как он дальше от нейтральной линии и поле постоянного магнита в левом зазоре сильнее. Поляризованные реле типа РП-4 выпускаются на разный ток срабатывания. Так нак для звукового реле нужно очень чувствительное электромагнитное реле, то в схеме использовано реле типа РП-4-У1722048. У этогр реле самый маленький ток срабатывания. Другие типы поляризованных реле имеют меньшую чувствительность. Дг.:1 дополнительного повышения Цувстви-тегъносгч роле его надо отрегулировать. Реле РП-4 выпускают в защитном прямоугольном ксжухе. Этот кожух надо снять, отвинтив винты, которыми он крепится к контактной колодке реле. Снизу на контактной колодке рядом с выводами нанесены буквы: Л, П, Я. Буква Л означает левый контакт, Г1 — правый контакт, 1 — якорь. Обмотк реле соединяют так, Ч1эбы чувствительность реле повышалась за счэт второй обмотки. Правильное включение обмоток легко определить опытным путем во время pei) лировки реле. Для настройки реле собирают cxeuyj приведенную на рис. 7, и регулируют реле одной катушкой. В начале регулировки переменное сопротивление выводят на минимум и проверяют срабатывание реле при включении тока. После этого вводят переменное сопротивление (вращая его ось) до тех пор, пока реле не перестанет срабатывать. ...
|
