Явления в электрических аппаратах

Электромагнитным реле называется реле, в котором тяговые усилия создаются энергией магнитного поля, возникающего при протекании электрического тока через катушки.

Существует три основных разновидности электромагнитным реле:

1) нейтральные постоянного тока;

2) нейтральные переменного тока;

3) поляризованные.

Нейтральным реле постоянного и переменного тока называется такое реле, у которого тяговое усилие на якоре, развиваемое магнитным потоком катушки, не зависит от направления тока в ней.

Нейтральное электромагнитное реле постоянного тока (рис. 4.1,а) представляет собой электромагнитный механизм и ряд контактных групп.

Рис. 4.1. Электромагнитные реле постоянного тока: а – нейтральное; б – поляризованное реле

    Магнитопровод электромагнита состоит из стальных сердечника 6 и подвижного якоря 3. На сердечнике помещается катушка с одной или несколькими обмотками 2. При прохождении по обмотке тока , превышающего ток срабатывания, якорь притягивается к сердечнику и замыкает контакты 5. При отсутствии тока якорь оттягивается от сердечника возвратной пружиной 1. Для предотвращения залипания якоря при  = 0 на нём устанавливается немагнитная прокладка 4 (латунный штифт или пластина).

    Поляризованные реле отличаются от нейтральных электромагнитных реле зависимостью выходного сигнала от полярности входного, а также более высокими чувствительностью и быстродействием. Их конструктивной особенностью является наличие постоянного магнита, создающего эффект

поляризации. В поляризованных реле в отличие от нейтральных действуют два независимых друг от друга магнитных потока: поляризующий магнитный поток Ф0, создаваемый постоянным магнитом или катушкой подмагничивания, питаемой от независимого источника постоянного тока, и рабочий магнитный поток Фр, создаваемый рабочими катушками. Главным их недостатком является малое число выходных (управляемых) цепей.

    Существует много разновидностей поляризованных реле. На рис. 4.1,б показано устройство поляризованного реле с дифференциальной магнитной цепью. По магнитопроводу 7 протекают два потока: рабочий поток Фр, созданный током  в обмотках 1 и поляризующий Ф0 от постоянного магнита 2. Для указанной полярности напряжения, приложенного к обмоткам, магнитные потоки в левой части магнитопровода складываются, а в правой – вычитаются. Якорь 3 под действием результирующей силы перемещается влево. Вызывая замыкание контактов 4 и 5. При изменении полярности напряжения на обмотках результирующий поток будет больше в правой части магнитопровода, что вызывает перемещение якоря вправо и замыкание контактов 5 и 6.

    В рассмотренном реле якорь может занимать только два положения – левое или правое. Такое реле является двух позиционным. Если в конструкцию реле внести пружину, под действием которой якорь будет возвращаться при  = 0 в среднее положение, то реле станет 3-х позиционным.

    В практике наиболее широко распространены реле типа РП, допускающие частоту переключений до 200 в секунду при МДС срабатывания 1 - 2 А. Длительный ток контактов 0,2 А; напряжение коммутируемой цепи 24 В.

    В нейтральных реле переменного тока имеет место пульсирующий магнитный поток и, следовательно, возникают потери на гистерезис и вихревые токи, что уменьшает тяговое усилие якоря. Кроме этого, за один период изменения тока тяговое усилие дважды становится равным нулю, что вызывает вибрацию якоря. Для уменьшения вибрации применяют либо реле специального типа (со сдвигом по фазе магнитных потоков – например, реле с КЗ витком), либо обычные реле постоянного тока, параллельно с катушкой которых включён конденсатор большой ёмкости (6 – 8 мкф).