2.2.2 Электромагнитные реле

Виды электромагнитных реле. Существует большое число ти­пов реле, отличающихся принципами действия, конструкцией, ско­ростью работы и т. д. Например, по виду управляющего тока раз­деляют реле постоянного тока и реле переменного тока. Наиболь­шее распространение в технике связи нашли электромагнитные ре­ле. Электромагнитные реле называются поляризованными, если их магнитная система содержит постоянные магниты, и нейтраль­ными или просто электромагнитными, если магнитная цепь реле постоянных магнитов не содержит. Контакты реле могут быть от­крытыми (реле с открытыми контактами) и изолированными от внешней среды — герметизированными (герконовые реле).

В схемах телефонной коммутации обычно применяются нейт­ральные электромагнитные реле постоянного тока с открытыми и с герметизированными контактами.

Электромагнитные реле с открытыми контактами. Магнитная система таких реле, выполняемая из магнитомягкой стали с малой остаточной намагниченностью, состоит из сердечника 1, якоря 2 и основания 3 (рисунке 2.2.2а) или из сердечника 1, составляющего од­но целое с основанием, и якоря 2 (рисунке 2.2.2 6). На сердечнике меж­ду щеками катушки 4 размещается обмотка 5, выполняющая функции управляющего входа реле. Для обмоток обычно исполь­зуется медный эмалированный провод марки ПЭЛ диаметром 0,06—1,0 мм. На основании размещается исполнительная часть реле — контактная система. Она состоит из контактных пружин 6, контактов 7 и стойки 8. Пружины обычно выполняются из медно-цинкового сплава — нейзильбера, обладающего значительной уп­ругостью и хорошей электропроводностью. Контакты изготовляют­ся из материала, имеющего высокую электропроводность, доста­точную механическую прочность, устойчивого, против коррозии и электрической эрозии. Для управления цепями с индуктивной на­грузкой токами до 0,2 А используются серебряные контакты.

Рисунок 2.2.2 Устройство электромагнитных реле с открытыми контактами

а- реле РЭС-14; б- реле РПН; в- условное обозначение реле в схемах.

В положении покоя между сердечником 1 и якорем 2 за счет действия возвращающей пружины (на рисунке 2.2.2 она не показана) и контактных пружин образуется воздушный зазор величиной б. При пропускании по обмотке 5 тока возникает магнитный поток, ос­новная часть которого Фо замыкается по цепи: сердечник 1, воз­душный зазор б, якорь 2, основание 5 (рисунок 2.2.2а) или сердечник 1, воздушный зазор б, якорь 2 (рис. 2.2.2.6). На якорь реле действует тяговое усилие F=kФо, где k — коэффициент, учитывающий па­раметры магнитной цепи и величину воздушного зазора. Если ве­личина тягового усилия F больше противодействующих усилий якоря, контактных и возвращающих пружин Q, то якорь притяги­вается к сердечнику. Величина перемещения якоря бя называется ходом якоря. Полному притяжению якоря к сердечнику препятст­вует размещенный на нем штифт отлипания 9 или пластина отли­пания 9', толщиной бо. Поэтому ход якоря меньше воздушного за­зора б и составляет бя=б-бо

При притяжении якоря контакты прижимаются друг к другу ( рисунок 2.22.а) с определенным давлением, называемым контакт­ным давлением. От величины контактного давления зависит элект­рическое сопротивление, которое при его номинальном значении составляет примерно 0,01 Ом. При выключении цепи тока исчеза­ет магнитный поток, удерживающий якорь у сердечника. Под дей­ствием контактных и возвращающей пружин якорь и контактные пружины возвращаются в исходное положение. Процесс перехода реле из исходного состояния в рабочее называется срабатыванием, а обратный процесс - отпусканием реле.

Способы схемного замедления действия реле.

Примеры различных вариантов схемного замедления действия реле представлены на рисунке 2.2.3

После срабатывания реле его контакт на замыкание а закорачивает вто­рую обмотку (рисунок 2.2.3 а), образуя замедлитель, действующий только в течение времени отпускания. Замедления при срабатывании эта схема не имеет. Если необходимо иметь замедления только на срабатывания, то в цепи второй обмотки используют контакт на размыкание, создающий замедлитель в состоянии покоя и всего промежутка времени срабатывания реле (рисунок 2.2.3.6). Такая схема удли­няет tср и не влияет на tот.

Активное сопротивление rш, подключенное параллельно обмотке реле (рис. 2.2.3в) при включении ее через резистор r, оказывает шунтирующее действие. В результате нарастание тока в обмотке реле замедляется, а время tcр увели­чивается. При выключении реле ток, создаваемый ЭДС самоиндукции его обмотки, замыкается через резистор rш, что приводит к увеличению времени от­пускания tот. Увеличение tср в схеме (см. рисунка 2.2.3.г) будет тем больше, чем больше т и меньше rш. Включение одного резистора г (см. рисунок 2.2.3г) при от­сутствии резистора гт (rш = ∞) позволяет замедлить срабатывание, а одного резистора гш (r=0) —замедлить отпускание реле.

Если необходимо получить значительное увеличение tср, то параллельно обмотке реле включают конденсатор большой емкости. В первый момент вклю­чения схемы (см. рисунок 2.2.3г) энергия тока расходуется на заряд конденсатора и нарастание тока в обмотке замедляется, что приводит к увеличению toт. При выключении обмотки ток разряда конденсатора препятствует спаданию тока в обмотке реле и время tот существенно возрастает. Увеличение tcp в схеме (рисунок 2.2.3г) тем значительнее, чем больше сопротивление резистора г и емкость конденсатора С, а увеличение tот - чем больше С и меньше r. При отсутствии резистора r (r=0) схема будет создавать замедление только на отпускание.

Рисунок 2.2.3 Схемные способы увеличения времени действия реле