Устройство контроля электромагнитных реле при испытании на вибростенде и ударном стенде
DEVICE FOR CONTROLLING ELECTROMAGNETIC RELAY AT TEST ON VIBRATING AND SHOCK STAND

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля реле при испытании на вибрационном и ударном стендах одновременно десяти электромагнитных реле.
Уровень техники
Из существующего уровня техники известно устройство контроля одновременно трех реле при испытаниях на вибростенде и ударном стенде [1], содержащее переносной источник постоянного тока напряжением =27 В и пульт с тремя идентичными каналами контроля реле. Недостатками данного устройства являются малое число одновременно испытываемых реле - только три. По техническим условиям (ТУ) необходимо испытывать десять реле [2]. Поэтому приходится проводить одни и те же испытания четыре раза, вследствие чего испытания очень ресурсо-, энерго- время- и трудозатратные. Кроме этого, низкая достоверность контроля реле, так как отсутствуют сигнальные лампочки для контроля подачи питания на катушки реле, вследствие чего не удается проконтролировать факт подачи напряжения на катушки реле, а для контроля как замкнутого, так и разомкнутого состояния контактов реле применены одни и те же сигнальные лампочки, что вносит путаницу при контроле состояния контактов реле - зажглись лампочки, непонятно, замкнулись или разомкнулись контакты реле; на контакты реле и сигнальные лампочки контроля контактов реле напряжение подается от сети ~220 В, что требует определенных мер безопасности.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство контроля одновременно четырех реле при испытаниях на вибростенде и ударном стенде [3]. Это устройство отличается от устройства контроля трех реле только введением в пульт четвертого канала контроля реле, поэтому у него те же недостатки, что и у пульта на три реле, но только приходится проводить уже три раза одни и те же испытания.
Проведены патентные исследования изобретений и полезных моделей Российской Федерации, стран СНГ и зарубежных стран с 1994 г. по настоящее время. При проведении анализа уровня техники по изобретениям и полезным моделям не обнаружено аналогов, характеризующихся признаками, тождественными существенным признакам заявленного изобретения. При проведении анализа уровня техники по научно-техническим источникам обнаружен один аналог [3], совокупность признаков которого наиболее близка к совокупности существенных признаков заявленного технического решения - устройство контроля одновременно четырех реле, которое и было принято за прототип (фиг.1).
К защите патентом Российской Федерации предлагается техническое решение - устройство контроля одновременно десяти электромагнитных реле при испытаниях на вибростенде и ударном стенде.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение числа одновременно испытываемых реле до десяти, повышение достоверности контроля реле и безопасности испытаний, уменьшение затрат электроэнергии и расхода ресурсов вибрационного и ударного стендов.
Данная задача решается за счет того, что заявленное устройство контроля электромагнитных реле при испытании на вибростенде и ударном стенде, содержащее переносной источник постоянного тока напряжением =27 В и пульт, при этом пульт имеет четыре канала контроля реле, причем в каждом канале имеется штепсельный разъем, две сигнальные лампочки, три тумблера, питание контактов реле и сигнальных лампочек выполнено от сети ~220 В, согласно изобретению, с целью увеличения числа одновременно испытываемых реле, повышения достоверности контроля реле и безопасности испытаний, в пульт дополнительно введены шесть каналов контроля реле и один переносной источник постоянного тока с номинальным напряжением =27 В, при этом в каждом из десяти каналов контроля реле дополнительно введены три сигнальные лампочки, причем две сигнальные лампочки выполнены с возможностью контроля замкнутого состояния контактов реле, другие две сигнальные лампочки выполнены с возможностью контроля разомкнутого состояния контактов реле, одна сигнальная лампочка выполнена с возможностью контроля подачи напряжения на катушку реле, один тумблер выполнен с возможностью подачи напряжения на обе замкнутые пары контактов реле и соответствующие сигнальные лампочки, другой тумблер выполнен с возможностью подачи напряжения на обе разомкнутые пары контактов реле и соответствующие сигнальные лампочки, третий тумблер выполнен с возможностью подачи напряжения на катушку реле и соответствующую сигнальную лампочку, питание контактов и соответствующих сигнальных лампочек выполнено от переносного источника постоянного тока напряжением =27 В, а сигнальные лампочки - диодные.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение числа одновременно испытываемых реле до десяти, повышение достоверности контроля реле и безопасности испытаний, уменьшение затрат электроэнергии и расхода ресурсов вибрационного и ударного стендов.
Сущность изобретения
Сущность изобретения заключается в совокупности существенных признаков, принадлежащих заявленному устройству, и поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен прототип пульта (источник питания не показан), содержащий четыре канала контроля реле.
На фиг. 2 показан реальный заявленный пульт контроля одновременно десяти реле (источники питания не показаны), содержащий десять каналов контроля реле, при этом каждый канал содержит штепсельный разъем (ШР), две сигнальные лампочки Л2 («замыкание») контроля замкнутого состояния контактов реле, тумблер Т2 («замыкание») подачи напряжения на замкнутые контакты реле и сигнальные лампочки Л2, две сигнальные лампочки Л3 («размыкание») контроля разомкнутого состояния контактов реле, тумблер Т3 («размыкание») подачи напряжения на разомкнутые контакты реле и сигнальные лампочки Л3, сигнальную лампочку Л1 («катушки») контроля подачи напряжения на катушку реле, тумблер Т1 («катушки») подачи напряжения на катушку реле.
На фиг. 3 показана схема заявленного устройства (пульта) в режиме 1 - измерения напряжения срабатывания и возврата реле.
На фиг. 4 показана схема заявленного устройства (пульта) в режиме 2 - контроля разомкнутого состояния (ложного замыкания) контактов реле.
На фиг. 5 показана схема заявленного устройства (пульта) в режиме 3 - контроля замкнутого состояния (ложного размыкания) контактов реле.
Принципиальное техническое отличие заявленного устройства от прототипа состоит в новой конструкции пульта, содержащего десять каналов контроля реле, вследствие этого стало возможным подключать к пульту и испытывать одновременно десять реле, тем самым проверить все десять реле за одно испытание (в прототипе за три испытания), следовательно, время испытания сократилось в три раза, поэтому моторесурса стендов и электроэнергии тратится в три раза меньше, в замене питания контактов и сигнальных лампочек от сети ~220 В на питание от переносного источника постоянного тока =27 В, тем самым повышена безопасность испытания, в контроле подачи напряжения на катушки реле с помощью специально введенных для этой цели лампочек (Л1), в контроле замкнутого и разомкнутого состояния контактов реле разными группами лампочек - лампочки Л2 контролируют замкнутое состояние контактов реле, лампочки Л3 контролируют разомкнутое состояние контактов реле, тем самым устанавливается однозначность состояния контактов реле и подачи напряжения на катушку реле, следовательно, повышена достоверность контроля реле.
Функционирование заявленного устройства
Устройство работает следующим образом. Перед началом испытания к пульту подключают оба переносных источника постоянного тока и устанавливают на них нужное напряжение. К пульту с помощью кабелей и штепсельных разъемов пульта подключают десять испытываемых реле, которые установлены на испытательном стенде. Пульт имеет десять измерительных каналов (по числу испытываемых реле) и работает в трех режимах: режим 1 - измерение напряжения срабатывания и возврата реле (фиг. 3), режим 2 - контроль разомкнутого состояния (ложного замыкания) контактов реле (фиг. 4), режим 3 - контроль замкнутого состояния (ложного размыкания) контактов реле (фиг. 5). На фиг. 3-5 показаны реальные схемы пульта, принятого в эксплуатацию, но показан только один измерительный канал, остальные каналы идентичны. На схемах сопротивление R4 и лампочка Л4 - балластные.
Режим 1. Измерения напряжения срабатывания и возврата реле (фиг. 3).
Тумблеры Т1 («катушки»), Т2 («замыкание») и Т3 («размыкание») включают вверх - подается напряжение на катушку реле и сигнальные лампочки Л1 и Л2. Лампочка Л1 загорается и сигнализирует о подаче напряжения на катушку реле. На источнике SPS-3610 №2 устанавливают напряжение 24 В. Для измерения напряжения срабатывания и возврата реле увеличивают напряжение источника SPS-3610 №1 до загорания сигнальных лампочек Л2 и в момент их загорания регистрируют по вольтметру источника SPS-3610 №1 напряжение срабатывания реле, у которого загорелась лампочка. Снижают напряжение источника SPS-3610 №1 до погасания лампочек Л2 и в момент их погасания по вольтметру источника SPS-3610 №1 регистрируют напряжение возврата реле, у которого погасла лампочка.
Работа схемы в режиме 1. При замыкании контактов реле 21-41 ток протекает по цепи - плюс источника SPS-3610 №2 - R4, Л4 - R2, Л2 (правые) - замкнутые правые контакты тумблера Т3 - замкнутые контакты реле 21-41 - минус источника SPS-3610 №2, лампочка Л2 (правая) загорается и сигнализирует о замыкании контактов 21-41. При замыкании контактов реле 22-42 ток протекает по цепи - плюс источника SPS-3610 №2 - R4, Л4 - R2, Л2 (левые) - замкнутые правые контакты тумблера Т2 - замкнутые контакты реле 22-42 - минус источника SPS-3610 №2, лампочка Л2 (левая) загорается и сигнализирует о замыкании контактов 22-42.
Режим 2. Контроль разомкнутого состояния (ложного замыкания) контактов реле (фиг. 4).
Отличие работы схемы в режиме 2 от режима 1 только в том, что катушка реле обесточена (тумблер Т1 выключен) и соответственно лампочка Л1 не горит, а контакты реле 21-41 и 22-42 разомкнуты. При действии на реле механической нагрузки (вибрации или ударов) контакты реле могут замкнуться и тогда ток от источника SPS-3610 №2 потечет через сигнальные лампочки Л2 по тем же цепям, что и в режиме 1 и лампочки Л2 зажгутся, что свидетельствует о ложном срабатывании реле, чего не должно быть при исправном реле.
Режим 3. Контроль замкнутого состояния (ложного размыкания) контактов реле (фиг. 5).
На катушку реле подано напряжение от источника SPS-3610 №1 (тумблер Т1 включен вверх) и, следовательно, лампочка Л1 загорается и сигнализирует о подаче напряжения на катушку реле, а контакты реле 21-41 и 22-42 замкнуты, но тумблеры Т2 и Т3 включены вниз (на схеме влево) - лампочки Л2 отключены, а Л3 заблокированы и поэтому не горят. При действии на реле механической нагрузки (вибрации или ударов) контакты реле 21-41 и 22-42 могут разомкнуться, лампочки Л3 разблокируются и зажигаются, поскольку на них подано напряжение =24 В от источника SPS-3610 №2.
При размыкании контактов реле 21-41 ток протекает по цепи - плюс источника SPS-3610 №2 - R4, Л4 - левые контакты тумблера Т3 - R3, Л3 (правые) - минус источника SPS-3610 №2, лампочка Л3 (правая) загорается и сигнализирует о ложном размыкании контактов 21-41, чего не должно быть при исправном реле. При размыкании контактов реле 22-42 ток протекает по цепи - плюс источника SPS-3610 №2 - R4, Л4 - замкнутые левые контакты тумблера Т2 - R3, Л3 (левые) - минус источника SPS-3610 №2, лампочка Л3 (левая) загорается и сигнализирует о ложном размыкании контактов 22-42, чего не должно быть при исправном реле.
Следует отметить, что контролировать ложное размыкание контактов реле можно и по погасанию сигнальных лампочек, но психологически приятней, удобней и надежней все же по загоранию лампочек, тем более при динамических испытаниях, когда время ограничено.
Осуществимость изобретения
Заявленное устройство разработано, изготовлено и практически используется для контроля одновременно десяти электромагнитных реле с двумя парами контактов при их периодических испытаниях на вибростенде и ударном стенде. Его использование дает ежегодный ощутимый экономический эффект.
Источники информации
1. ТАИК. 923.00.00ЭЗ. Пульт для контроля реле при испытаниях на механические нагрузки. Паспорт-инструкция по эксплуатации, 23.04.2002.
2. Технические условия ТУ 16-647.037-86 «Реле электромагнитное». ЕЖИА. 647115.001 ТУ, 22.06.1986.
3. Черкасов Ю.Н. Периодические испытания реле. Издание второе, переработанное и дополненное / Под ред. П.В. Малышева. - М.: ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 31.12.2010, с. 7.