Задачей кружков 2-го года занятий является даль­нейшее расширение знаний и навыков, полученных школьниками в кружках для начинающих. Даются бо­лее углубленные знания об основных элементах авто­матики, о принцинах^составления электрических, мон­тажных и блок-схем автоматических устройств, приви­ваются навыки самостоятельного конструирования не­сложных автоматических устройств.

Фронтальная форма проведения занятий с кружком постепенно вытесняется индивидуальной. В течение учебного года практическая деятельность в кружке дол­жна строиться таким образом, чтобы способствовать по­степенно развитию у кружковцев самостоятельности и активности в процессе работы над конструкциями. На первом этапе общие методы проведения занятий в кру­жке 2-го года мало отличаются от кружка для начи­нающих. Разница состоит в том, что руководитель пред­лагает своим воспитанникам одновременно несколько схем на выбор примерно одной тематики. Таким обра­зом, каждый член кружка выбирает себе объект рабо­ты по желанию.

Задача, стоящая перед ребятами, постепенно услож­няется. Давая задание, педагог все чаще ограничивает­ся только принципиальной схемой или даже блок-схе­мой, предоставляя самостоятельность ребятам в вопро­сах конструирования.

Каждая тема имеет ряд схем для практических ра­бот, которые могут быть выбраны по усмотрению руко­водителя кружка. Руководитель может также заменить предлагаемые работы на другие, примерно одинаковой степени сложности. Поскольку большинство практиче­ских работ, рекомендуемых пособием, имеют чисто схе­мное решение, задача руководителя кружка — найти практическое применение работам кружковцев. С по­мощью таких конструкций можно автоматизировать учебную лабораторию внешкольного учреждения или физический кабинет школы, организовать автоматиче­скую экспозицию на выставке технического творчества. Приборы, созданные в кружке автоматики, окажут большую помощь и на производстве, и в сельском хо­зяйстве для автоматизации отдельных производствен­ных процессов. С этой целью коллективу кружка сле­дует наладить тесные связи с научными учреждениями или предприятиями.

В данном разделе, кроме общего построения теоре­тических занятий, приведены отдельные справочные сведения по элементам автоматических устройств, кото­рые могут потребоваться руководителю кружка.

1. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ РЕЛЕ — ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА АВТОМАТИКИ

Беседы руководителя по данной теме носят чисто познавательный, обзорный характер. Рассматриваются основные типы электромеханических реле, имеющих применение в автоматике и телемеханике:

а)  электромагнитные реле постоянного и перемен­ного тока;

б)  магнитоэлектрические реле;

в)  электродинамические реле;

г) индукционные реле;

Д) электротермические реле.

Педагог должен объяснить кружковцам, что, несмот­ря на многообразие различных типов электромехани­ческих реле, все они в автоматических и телемеханиче­ских устройствах играют роль электронных мышц, включая, выключая или переключая электрические це­пи. Членам кружка уже с первых занятий начнут встре­чаться новые понятия и термины, поэтому руководите­лю необходимо пояснить значение этих терминов на языке техники.

В основе действия реле лежат те же физические принципы, что и в основе действий электроизмеритель­ны х приборов. Однако якорь реле совершает небольшое, но обычно скачкообразное перемещение при опре­деленных значениях тока или напряжения.

Для более полного представления кружковцев о су­ществе материала желательно подготовить демонстра­цию самых разнообразных типов электромеханических реле. Подробно принцип действия и их конструкции разбирать не следует.

С принципом работы электромагнитного реле круж­ковцы знакомы с прошлого учебного гОда. Учитывая это, педагог старается расширить приобретенные ребятами знания, познакомив их с разновидностями этих наибо­лее распространенных элементов автоматики и теле­механики.

Электромагнитные реле, применяемые для переклю­чений сравнительно мощных цепей тока, часто называ­ют контакторами.

Электромагнитные реле постоянного тока разделя­ются на нейтральные и поляризованные. Нейтральные реле одинаково реагируют на постоянный ток обоих на­правлений, протекающий по его обмотке. Сердечник поляризованного реле содержит постоянный магнит, ко­торый поляризует реле, т. е. делает его чувствитель­ным к направлению тока.

Электромагнитное реле переменного тока работает несколько иначе, чем реле постоянного тока. Во избе­жание вибраций реле переменного тока строится таким образом, чтобы на якорь действовали два магнитных потока, сдвинутых один относительно другого по фазе, вследствие чего тяговое усилие никогда не падает до нуля.

Магнитоэлектрическое реле по своей конструкции обычно напоминает магнитоэлектрический измеритель­ный прибор. При пропускании тока через рамку послед­няя поворачивается в поле постоянного магнита. На рычаге, скрепленном с рамкой, находится подвижный контакт, который в зависимости от направления тока в рамке замыкается с неподвижным контактом. При прекращении тока рамка под действием пружины воз­вращает подвижный контакт в среднее положение. Маг­нитоэлектрическое реле является наиболее чувствитель­ным по сравнению со всеми другими типами электроме­ханических реле.

Магнитоэлектрическое реле создает на своих кон­тактах весьма малое давление и поэтому может управ­лять лишь малой мощностью, не превосходящей нее» кольких ватт.

В электродинамическом реле подвижный контакт скреплен с рамкой, которая при пропускании через нее тока поворачивается в поле, создаваемом обмотками возбуждения. Последние надеты на магнитопровод.

Электродинамическое реле обладает преимущества­ми только на переменном токе. Оно может реагировать на величину мощности или сдвига фаз. Например, ес­ли ток в рамке сдвинут на 90° по отношению к току воз­буждения, то подвижная система реле под действием пружины будет находиться в среднем положении. От­клонение угла сдвига фаз от 90° в ту или иную сторону вызывает замыкание контакта. Управляемая мощность достигает 50 вт и выше.

Индукционные реле основаны на взаимодействии между переменным магнитным потоком и током, кото­рый индуктируется в диске, цилиндре или короткозамк- нутой рамке другим переменным потоком. Индукцион­ные реле работают только на переменном токе и так же, как и электромагнитные реле, не требуют подвода тока к подвижной части. Наиболее часто применяются индукционные реле с диском. В зазоре двух электро­магнитов может поворачиваться вокруг своей оси алю­миниевый или медный диск. В обмотках электромагни­тов протекают переменные токи, создающие в них пере­менные магнитные потоки, которые, в свою очередь, ин­дуктируют в диске токи.

Вращающий момент в индукционном реле преодоле­вает упругость пружины и поворачивает диск, пока не замкнется контакт. Вращающий момент равен нулю, когда токи совпадают по фазе, и максимален, когда они сдвинуты на 90°. Момент направлен в сторону электромагнита с отстающим по фазе потоком. Следо­вательно, если фазовый сдвиг между токами меняет знак, то меняется и направление момента.

Индукционные реле как более простые, чем электро­динамические реле, нашли широкое применение, в осо­бенности в устройствах автоматической защиты, в каче­стве реле активной и реактивной мощности, фазы и на­правления энергии, тока, напряжения и частоты. Чув­ствительность индукционных реле сравнительно невели­ка.

Электротермические реле основаны на расширении твердого тела, жидкости или газа при нагревании их электрическим током. Механическое перемещение, вы­званное этим нагреванием, приводит к замыканию или размыканию исполнительного контакта,

Одним из наиболее распространенных тепловых ре­ле является биметаллическое реле. Такое реле содер­жит биметаллическую пластинку, состоящую из двух слоев металлов, имеющих различные температурные коэффициенты линейного расширения (например, стали и инвара). На пластинку намотана обмотка, нагревае­мая протекающим по ней током. Вследствие различно­го удлинения слоев металлов пластинка при нагрева­нии изгибается и замыкает контакты.

Мощность срабатывания биметаллических реле со­ставляет обычно не менее нескольких ватт, а время срабатывания — от десятых долей секунды до несколь­ких секунд. В то же время биметаллическое реле бла­годаря его тепловой инерции часто применяется как простейшее реле времени со временем срабатывания до 10 мин.

На практических занятиях из имеющихся типов ре­ле ребята могут изготовить учебный стенд «Элек­тромеханические реле», который в дальнейшем будет служить в качестве учебно-наглядного пособия при изу­чении последующих тем. Монтировать его лучше всего на фанерном щитке или листе толстого картона, окле­енном плотной бумагой. В этих случаях все образцы можно прикрепить непосредственно к щитку — при­шить прочной суровой или капроновой ниткой, или тонкой мягкой проволокой, или, наконец, приклеить клеем БФ, столярным или нитроклеем.

Электрификация учебно-наглядных пособий повы­шает их дидактическую ценность, делает их содержание более выразительным, наглядным, занимательным. Ис­пользование в электрифицированных пособиях свето­вых или реже звуковых сигналов дает возможность в процессе изучения учебного материала осуществлять двусторонние связи, получать информацию, необходи­мую для контроля (или самоконтроля) процесса ус­воения знаний.

Электрификация настенных стендов проводится по разным схемам в зависимости от дидактических задач и материальных возможностей. В простейших схемах используют одну лампочку и батарейку от карманного электрического фонарика. Около каждого образца ук­репляют контакт. Такие же контакты монтируют около названий образцов, объединенных в таблицу. Соответ­ствующие пары контактов соединены между собой на обратной стороне щита. На лицевую сторону щита вы­ведены два шнура со щупами на концах. При прикосновении этими щупами к соответствующим контактам цепь «образец — электрическая лампочка — батарей­ка — контакт таблицы — образец» замыкается и лам­почка загорается.

Руководитель может также предложить вниманию кружковцев ряд схем автоматических переключателей на реле различных типов. Схему ребята могут выбрать по своему желанию. Однако наличие на занятиях дей­ствующих образцов, рекомендуемых к изготовлению ус­тройств, обязательно.

На рис. 44 приведена схема переключателя на элек­тротермическом реле. При подключении термообмоткп TP к положительному полюсу источника питания на­гревается биметаллическая пластина, которая, проги­баясь вверх, замыкает контакты 1—2 и включает пита­ние на обмотку реле Р. Это реле срабатывает, размы кает своими контактами Р1/1 цепь электротермического реле и одновременно замыкает контактами Р1/2 цепь внешней нагрузки. Остывая, электротермическое реле возвращается в исходное состояние, и процесс повторя­ется. Время срабатывания термореле можно регули­ровать в небольших пределах, изменяя величину тока через его обмотку.

Рис. 44                                                                  Рис. 45

В схеме переключателя на поляризованном рело время горения ламп можно изменять в широких пре­делах. Схема питается от сети переменного тока па- пряжением 127 и 220 в (рис. 45).

Один из проводов питания подключается к якорю поляризованного реле РП-4, в зависимости от положе­ния которого напряжение питания поступает на 1-й или 2-й контакт реле Р1. Переменный ток выпрямляется с помощью силовых диодов Д2 и ДЗ, включенных на­встречу друг другу. Поэтому в схему подается то поло­жительное, то отрицательное напряжение. Конденса­тор С1 заряжается через резистор R3 до потенциала
зажигания неоновой лампы МН-3. Поляризованное ре­ле Р1 срабатывает, язычок якоря перебрасывается (ток меняет направление) — конденсатор сначала пол­ностью разряжается, а затем снова заряжается до по­тенциала зажигания неоновой лампы. Ток, который в этом случае потечет через неоновую лампу, будет иметь направление, противоположное предыдущему, и якорь реле снова перейдет в другое положение и т. д. Время переключений регулируют с помощью переменного ре­зистора R3.

В это устройство можно поставить поляризованные реле и других типов (РП-5, РП-7, РПБ-7), отрегулиро­вав контакты так, чтобы якорь всегда находился либо в 1-м, либо во 2-м положении.

|
Copyright © 2020 Профессиональный педагог. All Rights Reserved. Разработчик APITEC
Template Settings
Select color sample for all parameters
Red Green Blue Gray
Background Color
Text Color
Google Font
Body Font-size
Body Font-family
Scroll to top