Читайте также: |
|
Схема простейшего электромагнитного реле показана на рисунке 4. Подвижный якорь 1 притягивается к неподвижному сердечнику 2 электромагнита, по обмотке 3 которого протекает ток. Перемещение якоря приводит к замыканию контактов 5. При отсутствии тока якорь и контакты возвращаются в исходное положение усилием противодействующей пружины 4. Чтобы под влиянием остаточного магнитного потока якорь не оставался притянутым к сердечнику, на нем укреплен небольшой штифт 6 высотой 0,1—0,2 мм (штифт отлипания). Якорь и сердечник реле изготовлены из магнитомягкого материала, а штифт — из немагнитного материала (латунь или медь).
Рис. 4. Электромагнитное реле.
По роду тока в обмотке различают электромагнитные реле постоянного и переменного тока промышленной и высокой частоты. В свою очередь, реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Нейтральные реле не различают полярности сигнала и одинаково реагируют на постоянный ток обоих направлений, протекающий по его обмотке. У поляризованных реле в зависимости от полярности сигнала изменяется направление действующего на якорь усилия и при срабатывании замыкаются только те контакты, которые соответствуют полярности данного сигнала.
По своему назначению реле подразделяют на основные, реагирующие на изменение основных электрических величин, и вспомогательные. К вспомогательным можно отнести промежуточные реле, предназначенные для размножения числа контактов и передачи сигнала от одних реле к другим реле или аппаратам с одновременным повышением коммутационной способности управляемых цепей; реле выдержки времени, осуществляющие функции управления по временному фактору; сигнальные реле, фиксирующие действия основных реле и управляющие световыми и звуковыми сигналами.
Правильная и надежная работа электромагнитных реле во многом зависит от надлежащего согласования их тяговых и механических характеристик. Под тяговой характеристикой понимается зависимость электромагнитного усилия от воздушного зазора между якорем и сердечником электромагнита реле. Зависимость усилия противодействующей пружины от перемещения якоря в реле называют механической (противодействующей) характеристикой.
Для того чтобы реле сработало, тяговая характеристика должна лежать выше механической, а чтобы реле отпустило — ниже нее. Тяговые характеристики F э. =f(δ) представляют собой семейство гипербол для различных ампер-витков в пределах изменения зазора от δmin до δmax (рис. 5), механическая F м = f(δ) — ломаную линию. Если якорь притянут (δmin), то, очевидно, увеличение электромагнитного усилия не вызовет дополнительного его перемещения (отрезок 1 — 2). Отпускание реле происходит при Fм = Fэ.отп в точке 2, после чего с ростом δ противодействующая сила пружины реле постепенно уменьшается (отрезок 2 — 3), а затем резко падает до конечного значения (отрезок 3 — 4). При увеличении тока в обмотке якорь реле трогается в точке 4, но притягивается к сердечнику только в точке 3 при Fэ.ср.
Рис. 5. Тяговые Fэ и механическая Fм характеристики электромагнитного реле.
Рис. 6. Электромагнитное реле переменного тока с короткозамкнутым витком; а — конструкция реле; б — векторная диаграмма; в, г — графики изменения тягового усилия реле переменного тока без короткозамкнутого витка и с короткозамкнутым витком.
В реле переменного тока применяют специальные меры для устранения вибрации контактов, а сердечник электромагнита набирают из листовой трансформаторной стали с целью уменьшения потерь на вихревые токи. Вибрация контактов вызывается периодическим изменением силы и направления переменного синусоидального тока. При синусоидальном токе тяговое усилие реле меняется с двойной частотой от нуля до максимума в течение каждого полупериода. Следовательно, и якорь реле будет отходить и притягиваться также с двойной частотой, что ухудшает работу контактов и вызывает специфическое гудение реле. Для устранения вибраций на часть полюса электромагнита насаживают медный короткозамкнутый виток, называемый экраном (рис. 6, а), который вызывает расщепление общего магнитного потока Ф реле на два потока ФА и ФБ, сдвинутых между собой на некоторый угол φ (рис. 6, б). Магнитный поток Ф1 наводит в короткозамкнутой обмотке ток Iк, сдвинутый на угол 90° по отношению к потоку Ф (при неучёте потерь в стали). Ток I К создает магнитный поток Фк, который в части полюса А геометрически складывается с потоком Ф1: Фа = Ф1 + Фк, а в части Б вычитается из потока Ф2: ФБ = Ф2 — Фк (рис. 6. а и б).
Таким образом, потоки ФА и ФБ сдвинуты на угол φ. Каждый из них создает тяговое усилие, а результирующее усилие Fэ имеет тем меньше пульсаций, чем ближе к 90° угол φ (рис. 6, б, в, и г).
У поляризованных реле поток, создаваемый постоянным магнитом 1 (рис. 7, а), на пути от южного полюса S разветвляется на два равных потока и по магнитопроводящим винтам 6 проходит через часть сердечника электромагнита 7.
Рис. 7. Поляризованное реле: а — схема распределения магнитных потоков, б — контакты двухпозиционных реле с преобладанием к правому контакту.
Далее через воздушные зазоры обе части потока Фо проникают с противоположных сторон в якорь 2. Из якоря по магнитопроводу — лепестку 4 поток возвращается к северному полюсу N магнита 1.
Направление магнитного потока Ф в электромагните зависит от полярности тока в обмотке. Следовательно, в одном из полюсов электромагнита 7 результирующий поток равен сумме потоков Ф и Фо, а в другом — их разности. Для левого электромагнита реле, изображенного на рисунке 7 а, можно записать: ФЛ = Ф — Фо, а для правого Фп = Ф + Ф0. Естественно, что якорь реле, поворачиваясь вокруг оси 5, притягивается к тому полюсу электромагнита 7, в котором поток больше (в нашем случае — правый), и замыкает концом 3 левый контакт реле. При изменении направления тока в обмотке якорь перебрасывается в другую сторону. Повышенная чувствительность и быстродействие поляризованного реле объясняются малым воздушным зазором δ и усиливающим действием магнитного потока Фо. Чем больше поток Фо, тем слабее может быть поток Ф и, следовательно, тем выше чувствительность реле.
В двухпозиционных реле замыкается один из двух неподвижных контактов в зависимости от полярности входного сигнала постоянного тока и остается замкнутым после снятия сигнала. Если неподвижные контакты отрегулировать так, как показано на рисунке 7, б, то получится двухпозиционное реле с преобладанием к правому контакту. При отсутствии сигнала всегда будет замкнут правый контакт. Это объясняется тем, что левый воздушный зазор между магнитопроводом и якорем всегда меньше, чем правый. В трехпозиционном реле имеется специальная (возвратная) пружина, возвращающая якорь в среднее положение после снятия сигнала.
Дата добавления: 2015-07-10; просмотров: 220 | Нарушение авторских прав