Основные характеристики электромагнитных реле

Тяговая (электромеханическая) F_э=f( ) – зависимость тяговых усилий F_э, создаваемых на якоре электромагнита магнитным полем обмотки, от величины хода якоря (воздушного зазора) (рисунок 13).

Вид тяговой характеристики обусловлен следующим. С увеличением воздушного зазора возрастает магнитное сопротивление R_м. Следовательно, при неизменных ампер-витках обмотки уменьшается магнитный поток в магнитопроводе Ф, так как Ф = Тяговое усилие связано с магнитным потоком квадратичной зависимостью в соответствии с формулой Максвелла

где m_о – магнитная проницаемость воздуха; S – площадь сечения выходящего из якоря магнитного потока.

Нагрузочная (механическая) P_м= f(d) – зависимость сил реакций промежуточного и исполнительного органов реле от величины хода якоря (рисунок 13).

Рисунок 13

В соответствии с характеристикой усилий для замыкающего контакта: I – участок соответствует свободному ходу якоря; II – снятию нижней пружины с упора; III – соприкосновение контактов; IV – снятию верхней пружины с упора; V – прогибу верхней пружины. Механическая характеристика у правильно выполненного реле должна быть согласована с тяговой. Необходимо, чтобы тяговая характеристика при рабочем значении воздействующей величины была расположена во всех точках выше механической и при нерабочем значении воздействующей величины – ниже механической.

Статическая U_вых = f (U_вх) – зависимость напряжения U_вых в управляемой цепи от величины напряжения U_вх, подаваемо на обмотку.

Временная (характеристика переходного процесса) I_о=f(t) – зависимость тока в обмотке I_о от времени при включении, работе и отключении реле (рисунок 14) На характеристике можно выделить четыре участка (этапа): I – срабатывания; II – работы (включенного положения); III – отпускания; IV – покоя.

Этап I – срабатывания реле. Длительность этого этапа – время полного срабатывания t_ср, т.е. от момента подачи напряжения на катушку реле до момента надежного замыкания контактов; I_тр – величина тока, при котором начинается движение якоря; t_тр – время, за которое ток достигает это значение, т.е. промежуток соответствующий началу движения якоря; I_ср – ток, при котором срабатывает реле; t_дв – время движения якоря при срабатывании. Время полного срабатывания, отвечает окончанию движения якоря t_ср =t_тр+t_дв.

Рисунок 14

Этап II – работа реле. После того как реле срабатывает, ток в обмотке продолжает увеличиваться, пока не достигнет установившегося значения. Участок А-В необходим для того, чтобы обеспечить надежное притяжение якоря к сердечнику, исключающее вибрацию якоря при сотрясениях реле. Далее величина тока в обмотке реле остается неизменной. Отношение установившегося тока I_уст к величине тока срабатывания I_ср называется коэффициентом запаса реле по срабатыванию.

К_зап=I_уст/I_ср= 1,5 2

Величина I_уст не должна превышать значения, допустимого для обмотки реле по условиям ее нагрева.

Этап III – отпускание рел. Этот период начинается от момента прекращения подачи сигнала (точка С) до момента, когда ток в обмотке реле уменьшается до значения I_от (точка Д – прекращение воздействия реле на управляемую цепь). Различают время трогания при отпускании t_тр и время движения t_дв:t_отп=t_тр+t_дв, где t_тр – время до начала движения якоря при отпускании; t_дв – продолжительность перемещения якоря. Отношение тока отпускания к току срабатывания называется коэффициентом возвраты:

К_в= I_отп/I_от<1,

К_в= 0,4 0,8.

Этап IV – покой реле. Участок покоя соответствует времени, в течении которого остаточный ток в обмотке как индуктивной нагрузке после отпускания якоря падает до нуля.