Глава 8. РЕЛЕ ЗАРУБЕЖНЫХ ФИРМ

8.1. Общие сведения

Несмотря на то, что микроэлектронная техника используется для решения все более широкого класса задачи по уравнению движением поездов, перспективность развития и применения релейной техники сохраняется, поскольку существует немало задач, которые целесообразно выполнять с помощью реле. Это подтверждается работами по созданию новых реле.

Согласно рекомендации Международного союза железных дорог (МСЖД) различают два типа реле железнодорожной автоматики. Первый тип реле (тип N) соответствует I классу надежности отечественных реле. Эти реле удовлетворяют требованиям безопасности без контроля работы. Реле второго типа (тип C) удовлетворяют требованиям безопасности только при организации дополнительного схемного контроля их работы.

К реле типа N предъявляют следующие основные эксплуатационно-технические требования: исключение сваривания фронтовых контактов (применение материалов угол – серебро); надежное отпускание якоря под действием его массы; дополнительное усилие на отпускание с помощью возвратной пружины; срок службы контактов реле не менее 2·10⁶ переключений; минимальный контактный промежуток 1,2 мм; минимальное контактное нажатие на фронтовых контактах (уголь – серебро) 0,245 Н, а на тыловых (серебро – серебро) 0,196 Н; механический ресурс реле 10⁷ срабатываний.

В железнодорожной автоматике большинства европейских стран реле типа N не используют. При построении схем, обеспечивающих безопасность, применяют реле типа C. Реле типа C имеют более простую конструкцию и меньшую стоимость. Однако необходимо осуществлять схемный контроль их безотказной работы. Поэтому такая концепция построения безопасных схем, в отличие от построения на реле I класса надежности, принятой в нашей стране, требует значительно большего числа реле. Например, отечественные системы электронной централизации на реле НМШ содержат 60-80 реле на одну централизованную стрелку. Аналогичные зарубежные системы на реле типа C имеют 130 и более реле на стрелку.

Разработкой и выпуском железнодорожных реле за рубежом занимаются многие известные фирмы. К ним относятся в США – фирмы WABCO (реле типа PN) и “Вестерн электрик” (реле типов АФ, АК), в Англии – фирма “Westinghouse” (реле серии Q), в Германии – фирмы “Siemens” (реле К50), “Standard Elektrik Lorenz” (реле типа BB, BS), WSSB (реле типа II и III), в Швеции – фирма “Ericsson” (реле типа JRF), в Японии – фирма OKI (реле типов WA, WK, WM), в Венгрии – фирма им. Белояниса (реле SR50) и др.

Реле зарубежных фирм имеют ряд особенностей, которые отличают их от отечественных реле. К ним относится широкое применение возвратных пружин, работающих на сжатие или растяжение. В итоге реле отпускает якоря под действием сил противодействия возвратной пружины, тяжести якоря и реакции контактных пружин. У большинства зарубежных реле отсутствую угольные контакты и часто используются рамочное управление контактами (см. рис. 3.3, г). Рамочное управление обеспечивает одновременное замыкание и размыкание контактов, независимость механических и электрических характеристик реле от регулировки контактных пружин, постоянство контактного нажатия, уменьшение влияния износа контактов на контактное нажатие. Для реле, выпускаемых в Германии и Швеции, характерным является отсутствие контактных тройников и замена их четырьмя пружинами (см. рис. 3.3, д). Это повышает надежность размыкания электрических цепей, поскольку они размыкаются одновременно в двух местах.

Особенностью некоторых зарубежных реле является применение вместо плоских контактных пружин проволочных пружин, изготавливаемых из двух параллельно расположенных проволок из нейзильбера с контактами из серебра или палладия. Такие пружины значительно дольше сохраняют механический свойства.

Что касается поляризованных реле, что в некоторых странах используют реле с магнитной блокировкой (удерживающее реле). В них конструкция нейтрального реле дополняется постоянным магнитом. При выключении обмотки реле якорь удерживается в притянутом положении благодаря действию магнитного потока постоянного магнита. Этим реализуется функция памяти. Для отпускания якоря через обмотку пропускается ток противоположного направления. В качестве фазочувствительных реле (аналог реле ДСШ) используют моторные реле, представляющие собой двухфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. Электродвигатель управляет контактной системой. Принцип действия реле основан на изменении направления вращения ротора в зависимости от фазы питающего напряжения.

8.2. Реле постоянного тока

Лучшие образцы реле зарубежных фирм отличаются друг от друга конструкцией электромагнитов, контактных систем, электрическими параметрами.

Нейтральное реле постоянного тока QN1 (Англия, фирма “Westinghouse”) (рис. 8.1) крепится на монолитном основании 1 и имеет обмотку 2, расположенную на сердечнике 3, Г-образное ярмо 11, поворотный якорь 5 с антимагнитным штифтом 4, возвратную пружину 6, работающую на сжатие. Контактная система состоит из четырех вертикальных колонок с опорными пружинами 9. Неподвижные контактные пружины Ф и Т удерживаются ограничительными планками 8, которые соединены с приваренной к ярму накладкой 7. Подвижные пружины О перемещаются управляющей планкой 10, связанной с якорем. Контактные пружины изготавливаются из фосфористой бронзы, фронтовые и тыловые контакты – из серебра с графитовым наполнителем, общие контакты – из серебра. Реле имеет штепсельное включение и предназначено для работы в цепях напряжением 12, 24 и 50 В.

Фирма Siemens (Германия) разработала нейтральное реле К50 (рис. 8.2). Оно состоит из обмотки 6, сердечника 5, ярма 7, якоря 4, возвратной пружины 3, работающей на растяжение. Управление контактами осуществляется с помощью контактного проводка 2 с серебряными штифтами 1. Возврат якоря происходит под действием спиральной пружины и массы контактного проводка. Реле имеют удобный обзор состояния контактов, выпускаются с нормальными и усиленными контактами и используются в качестве пусковых в цепях управления стрелочными электроприводами.

Рис. 8.1. Реле QNI	Рис. 8.2. Реле К50

В нейтральном реле типа II (Берлин, фирма WSSB) обмотка 2 (рис. 8.3) расположена на сердечнике 3 вертикально. Магнитопровод образуют также ярмо 1 и якорь 4, шарнирно соединенный с контактной стойкой 6 с жестко укрепленными на ней контактными штифтами 7. Якорь отпускается под действием собственной массы и силы упругости возвратной пружины 8, работающей на сжатие (5 – контактные пружины; 9 – станина). Реле имеет два переключающих, 11 фронтовых и шесть тыловых контактов. Переходное сопротивление двойного серебряного контакта не более 0,05 Ом. Срок службы реле 10⁶ срабатываний.

Рис. 8.3. Реле П (WSSB)	Рис. 8.4. Поляризованное реле

Эта же фирма выпускает малогабаритное поляризованное реле (рис. 8.4) с магнитной блокировкой и с повышенной надежностью контактной системы. Оно имеет обмотку 3, сердечник 2, ярмо 5, якорь 1, постоянный магнит 4. На якоре устанавливается контактная стойка 9, на которой укрепляются контактные пружины и один конец возвратной пружины 8. Реле имеет последовательную магнитную цепь (см. рис. 6.1). В отпущенном положении якорь удерживается усилием пружины 8. При протекании по обмотке тока определенной полярности, когда магнитные потоки электромагнита и постоянного магнита складываются, якорь притягивается к сердечнику. При выключении обмотки якорь удерживается благодаря действию постоянного магнита. При включении тока обратной полярности реле отпускает якорь. Реле имеет восемь контактов, которые образуются в результате соприкосновения наклепок из серебра, укрепленных на контактных пружина, с серебряными штифтами 7, укрепленными на плате реле 6. Ресурс реле 10⁷ срабатываний, номинальное напряжение 60 В, потребляемая мощность 12 Вт.