Механический узел контактной системы реле с размыкающимися контактами

Кинематическая схема механического узла контактной системы электромеханического реле с одной парой размыкающихся контактов представлена на рис. 1.58.

Рис. 1.58. Кинематическая схема реле с размыкающимися контактами.

На схеме приняты следующие обозначения: Пр1 – возвратная пружина якоря с предварительным поджатием для отвода якоря при выключенном электромагните; Пр2 – пружина, моделирующая упругие свойства контакта 1, начальное поджатие соответствует заданному нажатию замкнутых контактов; Пр3 – пружина, моделирующая упругие свойства контакта 2 (встречное включение), начальное поджатие соответствует заданному нажатию замкнутых контактов, одинаковое по силе с Пр2, начальное положение контактов вертикальное; l₁-l₆ – плечи соответствующих элементов.

Приведенный к одной оси вращения граф контактной системы изображен на рис. 1.59.

Рис. 1.59. Приведенный к одной оси вращения граф контактной системы с размыкающимися контактами.

В соответствии с графом составлена эквивалентная схема механического узла в Simscape Mechanical на рис. 1.60.

Рис. 1.60. Модель контактной системы реле с размыкающимися контактами.

В качестве примеры приведем результаты расчетов статических и динамических характеристик контактной системы со следующими исходными данными:

· начальное положение якоря – в упоре при выключенном электромагните (раскрыт);

· l ₁=0.03 м; l ₂=0.05 м; l ₃=0.025 м; l ₄=0.04 м; l ₅=0.05 м; l ₆=0.06 м; l ₇=0.04 м;

· сила поджатия контактов 10 Н;

· жесткости пружин Пр1 – 300 Нм; Пр2 – 3000 Нм; Пр3 – 3000 Нм;

· начальное поджатие Пр2 и Пр3 рассчитывается из равенства на контактах;

· начальная деформация Пр2 м;

· начальная деформация Пр3 м.

Расчет статической механической характеристики контактной системы рис. 1.61 производится при исключении из схемы инерционных элементов и медленно линейно нарастающем моменте, действующем на якорь.

Рис. 1.61. Статическая механическая характеристика контактной системы реле с размыкающимися контактами и жесткой связью якоря с первым контактом.

Поворот якоря начинается после увеличения прикладываемого момента больше, чем момент предварительно поджатой возвратной пружины якоря. Затем момент увеличивается пропорционально углу поворота якоря с наклоном характеристики, определенным суммарной жесткостью возвратной пружины и контактов. Пружина второго контакта и возвратная пружина создают момент якоря в одном направлении, а второй контакт – в противоположном. После размыкания контактов угол наклона характеристики уменьшается, так как первый контакт перестает влиять на упругие свойства системы. Движение продолжается до достижения упора якоря и далее момент растет при неизменном положении якоря.

Анализ динамики работы контактной системы реле с нормально замкнутыми контактами выполняется при воздействии на якорь прямоугольного импульса момента. На рис. 1.62 приведены осциллограммы импульса момента, углов поворота якоря и контактов, а также расстояния между контактами.

Рис. 1.62. Осциллограммы: импульса момента, угла поворота якоря и первой контактной пластины, угла поворота второй контактной пластины, расстояния между контактами.