Схема реле на конденсаторе

Схема реле на конденсаторе

Эта схема подойдет в тех случаях, когда генератор нужен «здесь и сейчас» и нет времени на серьезную конструкцию (скажем, через час Новый Год, а гирлянды не мигают), элементная база небогатая, а требования к генератору невысоки. Как видно из схемы, для построения этого генератора понадобится лишь электромагнитное реле с двумя группами контактов, электролитический конденсатор и резистор.

Рассмотрим схему устройства. При подаче питания, через резистор R1 и нормально замкнутые контакты К1.1 реле К1 начинается зарядка конденсатора С1. Скорость зарядки зависит от сопротивления резистора и емкости конденсатора. Как только напряжение на конденсаторе достигнет величины, достаточной для срабатывания реле, оно сработает и контакты К1.1 разомкнутся. Одновременно замкнутся (или разомкнутся) контакты второй группы (на схеме не показаны), отвечающие за нагрузку.

После размыкания контактов К1.1 реле будет питаться лишь энергией, запасенной конденсатором С1. Как только энергия иссякнет и напряжение на обмотке станет ниже напряжения отпускания, реле отпустит. Контакты К1.1 снова замкнутся и процесс повторится.

Как видно из схемы, частоту переключения генератора можно варьировать в широких пределах величиной емкости конденсатора, номинал же резистора должен быть таким, чтобы напряжение на обмотке реле было достаточным для его надежного срабатывания. Напряжение питания устройства указано условно и будет зависеть от типа применяемого реле. Конденсатор, конечно, должен быть рассчитан на напряжение не ниже напряжения источника питания или хотя бы не ниже напряжения срабатывания реле.

При указанных на схеме номиналах элементов и использовании электромагнитного реле РЭС-15 (паспорт РС4.591.004) частота переключения генератора будет около 1 Гц. При построении схемы, конечно, нужно учитывать, что такие «генераторы» не смогут работать на сколько нибудь высоких частотах – ведь они механические в буквальном смысле.

Посмотреть те или иные характеристики наиболее распространенных электромагнитных реле можно в нашем справочнике .

А.Н.Евсеев, «Электронные устройства для дома»,1994 г.

Схемы импульсного включения и отключения реле за счет токов заряда или разряда конденсаторов получили распространение на автоматических линиях в машиностроении.

В схеме, приведенной на рис. 1, а, реле К срабатывает при замыкании контакта командного реле KQ за счет тока заряда конденсатора С и возвращается в исходное состояние после окончания заряда. Длительность включенного состояния реле определяется емкостью конденсатора и питающим напряжением.

Резистор R служит для разряда конденсатора С после размыкания контакта KQ. Резистор R выбирается таким, чтобы ток через него был меньше тока удержания реле К. Однако увеличение сопротивления приводит к увеличению времени разряда конденсатора, т. е. длительности паузы между двумя импульсными включениями реле К. Этого недостатка лишена схема рис. 1, б, в которой в цепь резистора с небольшим сопротивлением R введен размыкающий контакт реле KQ.

Читайте также:  Как нарисовать стрелку на компьютере

Для уменьшения паузы можно также использовать схему рис. 1, в, в которой разряд конденсатора С происходит по цепи R2—R1—VD. Однако в этой схеме при небольшом сопротивлении резистора R2 на нем выделяется значительная мощность.

Более совершенной является схема рис. 1, г с вспомогательным реле К2. При замыкании контакта KQ срабатывает основное реле К1, а затем — реле К2, отключающее резистор R в цепи катушки К1. Последнее удерживается некоторое время за счет тока заряда конденсатора С. Реле К2 возвращается при размыкании контакта KQ.

Рис. 1. Схемы импульсного включения реле токами заряда конденсатора

Описанные схемы чувствительны к резким колебаниям питающего напряжения, которые могут приводить к ложным срабатываниям реле. В сетях с нестабильным напряжением рекомендуются схемы импульсного включения реле током разряда конденсатора (рис. 2, а—д).

В схеме рис. 2, а при подаче напряжения питания заряжается конденсатор С. При срабатывании командного реле KQ конденсатор разряжается на обмотку реле К, которое импульсно включается. Резистор R ограничивает зарядный ток конденсатора.

Рис. 2. Схемы импульсного включения и отключения реле токами разряда конденсатора

В схеме рис. 2, б конденсатор С заряжается при срабатывании реле KQ, а разряжается на обмотку выходного реле К после отключения KQ.

В схеме рис. 2, в после включения первого командного реле KQ1 реле К срабатывает и самоблокируется. Когда срабатывает второе командное реле KQ2, реле К возвращается с выдержкой времени, определяемой временем разряда конденсатора С.

Для импульсного включения выходного реле К при отключении командного реле KQ применяют схему рис. 2,г. При срабатывании KQ конденсатор С заряжается по цепи VD1 — R — KQ — С — VD2. Когда реле KQ возвращается, конденсатор разряжается на обмотку реле К, которое импульсно срабатывает.

В схеме рис. 2, д реле К импульсно срабатывает при срабатывании и возврате реле KQ за счет тока заряда и разряда конденсатора С соответственно.

Герконовое реле РЭС43 имеет две обмотки сопротивлением 230 Ом каждая, общие для двух герконов. От одной обмотки оно работает при напряжении 12 В, в случае параллельного согласного включения обмоток — при 6 В, а последовательного согласного — 24 В. Нижняя граница Квоз, рассчитанная по [1] для реле РЭС43, — 0,17. Конкретное значение этого коэффициента зависит от схемы включения обмоток. Последовательному соединению обмоток соответствует измеренное значение Квоз=0,5, параллельному — 0,6, а при работе от одной обмотки — 0,8.

Читайте также:  Народный универсам на ул косыгина в питере

Среди реле, указанных в [1], РЭС86 имеет наименьшую нижнюю границу Квоз=0,06. Оно рассчитано на напряжение 5 В, допустимый рабочий ток через обмотку — от 17,5 до 70 мА, а в корпусе реле имеется встроенный диод Д223, что позволяет собрать экономичный узел, содержащий наименьшее число элементов. Для работы в узле наиболее пригодны реле с минимальным временем срабатывания.

Пусковую характеристику, подобную "конденсаторной", имеет и лампа накаливания. Поэтому ее также можно использовать в узле импульсного питания реле, а в некоторых случаях она может оказаться предпочтительнее.

Лампу включают так же, как и конденсатор — последовательно с обмоткой; шунтирующий резистор не нужен. Холодная нить накаливания лампы имеет значительно меньшее сопротивление R„ чем "горячее" Rг. В момент подачи напряжения Uпит амплитуда импульса тока Iд=Uпит/(Rобм+Rx) находится в пределах допуска рабочего тока реле К1. Поэтому оно срабатывает.

По истечении времени разогревания нити лампы она принимает наибольшее сопротивление Rг и в цепи устанавливается ток Iуд=Uпит/(Rобм+Rг). В установившемся режиме лампа слабо светит, сигнализируя о протекании через обмотку реле тока удержания Iуд. При отключении напряжения нить накаливания лампы остывает и через некоторое время узел готов к следующему включению. Примеры построения узла с лампой накаливания представлены в правой — "зеленой" — части таблицы.

Измеренное сопротивление холодной нити лампы КМ24-35 равно 73 Ом, а СМН6.3-20 — 36 Ом. Четкость срабатывания реле можно увеличить шунтированием лампы конденсатором. Его емкость подбирают экспериментально. С коммутаторной лампой КМ24-35 ток удержания устанавливается через 100 мс после подачи напряжения, а с миниатюрной бесцокольной лампой СМН6.3-20 — через 50 мс. Лампа работает в облегченном режиме, поэтому служит очень долго. Ток удержания реле меньше, чем рабочий ток лампы. Пусковой ток лампы равен рабочему току реле.

Ток удержания в 1,5. 7,4 раза меньше, чем рабочий ток реле — это не единственная особенность описываемых узлов. Гистерезис узла с конденсатором меньше, чем гистерезис реле. При плавном уменьшении напряжения Опит реле в узле с лампой в общем случае отпустит якорь при меньшем значении напряжения, чем в узле с конденсатором. Время срабатывания реле не более значений, указанных в [1]. Узел с лампой накаливания можно использовать для реле, работающего на переменном токе.

Импульсное включение реле увеличивает срок службы герконов в среднем в три раза [3]. Во многих случаях описанный способ пригоден для питания электромагнитов.

Читайте также:  Как в яндексе вставить картинку для поиска

В режиме форсированного импульсного питания, когда ток включения больше рабочего, магнитодвижущая сила обмотки увеличится, а время срабатывания реле уменьшится. Так, например, в защитном устройстве [4] реле К1 питают через балластный резистор R14. Форсированный режим питания этого реле легко получить, если сопротивление резистора R14 увеличить до 15 кОм и подключить параллельно ему конденсатор емкостью 2,2 мкф на напряжение 160 В. Быстродействие устройства увеличится, а потребляемая устройством мощность и нагревание элементов R12, VD4, R14, К1, VS1 уменьшатся.

1. Игловский И. Г.,Владим>фов Г. В. Справочник по слаботочным электрическим реле. — Л.: Энергоатомиздат, 1990.
2. Клименко Б. В. Форсированные электромагнитные системы. — М.: Энергоатомиздат, 1989.
3. Бутковский А. Г.ЧеркашинА. Ю. Оптимальное управление электромеханическими устройствами постоянного тока. — М.:Энергия, 1972.
4. Дубинин Ф. Реле защитного отключения. — Радио,1999,№ 1,с.40.

Для одного из собираемых мною устройств потребовалось экономичное электромагнитное реле на напряжение срабатывания несколько вольт. Обращение к справочнику по реле подтвердило, что ассортимент таких реле очень скуден и к тому же их ток срабатывания весьма велик (у большинства — около 50 мА).

Не найдя подходящего реле в продаже, я решил поэкспериментировать с самодельным реле на базе геркона. На концах его баллона приклеил две щеки диаметром 10 мм из фольгированного стеклотекстолита и намотал до заполнения провод ПЭВ-1 0,09 (около 700 витков). Измерения показали, что напряжение замыкания геркона равно 0,7 В при токе 30 мА, а размыкания — 0,3 В при токе 15 мА. Увеличением числа витков и выбором более тонкого провода напряжение срабатывания можно несколько увеличить. Однако приобретение тонкого провода и его намотка в любительских условиях тоже представляют собой немалую проблему.

Поэтому я решил задачу иным путем. Последовательно с обмоткой реле включил параллельную RC-цепь. Резистор по сопротивлению подобрал таким, чтобы ток через обмотку реле был равен 20 мА, т. е. больше, чем ток размыкания геркона. Емкость конденсатора — 20 мкф.

При включении напряжения питания 9 В короткий импульс зарядного тока конденсатора заставляет реле сработать, после чего оно удерживается во включенном состоянии током через резистор. С конденсатором емкостью 10 мкф реле срабатывает при напряжении 10 В. Если напряжение питания увеличивать медленно, геркон замыкается при напряжении 16 В, а размыкается при 8 В.

Варьируя номиналы конденсатора и резистора, удается существенно расширить возможности применения реле.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector