Стенд диагностики слаботочных электромагнитных реле

H01H49/00, B66L23/16
Стенд диагностики слаботочных электромагнитных реле
Полезная модель относится к области сервиса и ремонта, в частности, к устройствам неразрушающей диагностики электромагнитных аппаратов с переключающейся магнитной системой. Кроме того,  стенд диагностики слаботочных электромагнитных реле может использоваться в организации натурных лабораторных работ в предметах технической диагностики.
Слаботочные электромагнитные реле в настоящее время находят широкое применение в различных устройствах автоматики и электроники. Для защиты контактных групп от окисления и агрессивного влияния среды, конструкцию электромагнитного реле помещают в герметичный корпус. В результате исключается возможность визуально осуществлять контроль его технического состояния. У предприятий, связанных с производством электронной аппаратуры, использующей электромагнитные реле, возникает проблема входного контроля и отбора подходящих экземпляров без нарушения непрозрачных корпусов. Решение этой проблемы может дать существенный экономический эффект.
Известно, что в электрических аппаратах с изменяющимся состоянием магнитопровода (электромагнитные реле, электромагнитные муфты и т.п.) (Малащенко А.А. Преобразовательные устройства скачкообразного действия // Электронные компоненты.- 2004.-№9.-с.1-3.), в момент изменения конфигурации магнитопровода в цепи питания обмотки в кратковременно возникает э.д.с. электромагнитной индукции, сопровождающаяся появлением аномалии в кривой установления тока (Ступель Ф.А. Электромеханические реле. Основы теории, проектирования и расчёта. Издат-во Харьковского университета, - Харьков: 1956 . 355 с. (стр. 193-197).
Наиболее близким аналогом является устройство, реализующее способ измерения механических перемещений в электромагнитных реле, согласно которому обмотку реле присоединяют к источнику постоянного тока и подают на нее напряжение постоянного тока, а затем, после процесса измерения, обрабатывают результат измерения с помощью электронно-вычислительного устройства. В процессе измерения снимают кривую переходного процесса тока при срабатывании, фиксируют моменты замыканий и размыканий контактов реле, а результаты измерения обрабатывают путем расчетов на электронно-вычислительном устройстве. (патент RU № 2074439, H01H49/00, B66L23/16, опубликовано 27.04.96 и 07.02.1997)
Недостатком данного устройства является то, что для его диагностики необходимо проводить дополнительные расчёты с помощью ЭВМ без наглядного отображения неполадок работы электромагнитных реле. Так же, в данном устройстве имеется необходимость применять дополнительные компоненты, такие как аналого-цифровые преобразователи, управляемые источники, блоки контроля контактов реле , коммутаторы тока и т.д.
Задачей полезной модели является повышение эффективности диагностики, а так же снижение трудоёмкости и  времени.
Сущность полезной модели заключается в том, что стенд диагностики слаботочных электромагнитных реле, содержащий источник напряжения питания обмотки контролируемого реле, датчик тока обмотки в виде резистора, включенного последовательно с обмоткой реле, и однолучевой осциллограф для наблюдения формы тока включения, кроме того в стенд введен, подключенный параллельно каналу диагностирования контролируемого реле, дополнительный канал диагностирования эталонного электромагнитного реле того же типа, что и контролируемое, содержащий эталонное реле, и дополнительный датчик тока, в виде резистора, включенного последовательно с обмоткой эталонного реле.
С помощью данного устройства имеется возможность проверить работоспособность электромагнитного реле, не выполняя его вскрытие и демонтаж из радиоэлектронной аппаратуры, подавая питание только на обмотку катушки электромагнита. Исследуемое реле сравнивается непосредственно с заведомо работающим эталонным реле того же типа. Благодаря синхронизации развертки осциллографа с частотой генератора, на экране осциллографа удается поучить в стационарном режиме две кривых установления тока: контролируемого и эталонного реле (см. фигура 2). Меняя амплитуду прямоугольных импульсов питания, можно наблюдать динамику изменения кривых установления тока обоих реле и сразу делать диагностические выводы. Отклонения в работе диагностируемого реле можно определить визуально при помощи двухлучевого осциллографа, где один луч отражает выходные характеристики эталонного реле, а другой – диагностируемого. Так же, имеется возможность определить суть дефекта диагностируемого реле по тому же наглядному изображению на экране осциллографа.
Использование предлагаемого стенда диагностики слаботочных реле существенно повышает функциональные возможности диагностики. Позволяет проводить диагностику и сравнение с эталоном в реальном масштабе времени. Кроме того, предлагаемый стенд позволяет легко подобрать реле с одинаковым временем срабатывания. Авторами был изготовлен действующий макет стенда (представлен на фигуре 3), который показал хорошие результаты.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на
фиг.  1 – представлена блок-схема стенда диагностики слаботочных электромагнитных реле.
фиг. 2 – приведены осциллограммы, полученные с помощью заявляемого стенда.
фиг.  3 – внешний вид изготовленной действующей модели стенда диагностики.
Стенд диагностики слаботочных электромагнитных реле содержит источник напряжения питания, который выполнен в виде генератора однополярных прямоугольных импульсов 1, частота которых лежит в интервале 0,2 – 2 Гц, контролируемое реле 2, обмотка которого соединена последовательно с датчиком тока в виде резистора 3.  Кроме того, в стенд введены дополнительный канал диагностирования эталонного реле 4, того же типа, что и контролируемое, и дополнительный датчик тока в виде, резистора 5,  включенного последовательно с обмоткой эталонного реле. Каналы диагностирования контролируемого 3 и эталонного 5 датчиков тока - резисторов соединены между собой параллельно и подключены к генератору прямоугольных импульсов 1. Кривые установления тока в обмотках реле 2 и 4 наблюдаются на экране двулучевого осциллографа 6, развертка которого синхронизирована с частотой упомянутого генератора прямоугольных импульсов, при этом процесс диагностирования осуществляется путем сравнения кривых установления тока обмоток либо путем визуального наблюдения, либо любым электронным способом.
Стенд диагностики электромагнитных реле работает следующим образом. В момент генерации однополярного прямоугольного импульса генератором 1, на обмотку реле подается напряжение достаточной величины. Якоря обоих реле (контролируемого 2 и эталонного 4) приходят в движение и начинают замыкать магнитную цепь и кривые установления тока включения  в обмотках реле наблюдаются одновременно на экране двулучевого осциллографа, развертка которого синхронизирована с частотой упомянутого генератора прямоугольных импульсов, После срабатывания магнитная цепь перестает изменяться, а момент срабатывания отмечается на кривых тока, регистрируемых  как падение напряжения на резисторах – датчиках тока 3 и 5 с помощью двулучевого осциллографа 6. Благодаря синхронизации кривые тока на экране осциллографа 6 оказываются неподвижными и можно наблюдать поведение реле при различных напряжениях прямоугольных импульсов. При этом совпадение кривых контролируемого 2 и эталонного 4 реле (или их различие) становятся четко видными. Процесс диагностирования осуществляется путем сравнения кривых установления тока обмоток либо путем визуального наблюдения, либо любым электронным способом.
На фиг. 2 представлена фотография экрана осциллографа 6 при диагностировании реле типа РЭС 22. Из представленных кривых видна аномалия движения якоря контролируемого реле 2, что позволяет внести его в группу риска.