1.1. Використання короткозамкнутої обмотки (кз обмотки) у вигляді мідною гільзи – демпфера

При відсутності демпфера магнітний потік з моменту включення обмотки реле на постійну напругу зростає від нуля до усталеного значення Ф_У (крива 1 на рис. 1.4). При поданні постійної напруги на котушку електромагніту з демпфером внаслідок виникнення проти – ЕРС та магнітного потоку демпфера (крива 3) основний потік зростає повільніше (крива 2), ніж без демпферу. Якщо на осі ординат показати в своєму масштабі значення сили, то електромагнітна сила буде змінюватись відповідно по кривих 1 та 2 (при відсутності та наявності демпфера відповідно). Якщо вважати протидіючу силу F_пр (пряма 4) незмінною (а це цілком допустимо для оціночних розрахунків), то момент спрацювання реле графічно визначається точкою перетину кривої 1 або 2 з прямою 4. В цій точці електромагнітна сила F_м стає рівною протидіючій F_пр. Так як час руху якоря при спрацюванні значно менший часу трогання, можемо вважати, що час спрацювання дорівнює часу трогання.

При знятті напруги з котушки магнітний потік зменшується від усталеного Ф_у до 0 (крива 1 рис.1.5). В демпферній гільзі виникає проти - ЕРС, яка створює потік Ф_кр (крива 3). Сумарний магнітний потік (2) спадає повільніше. Аналогічно режиму включення електромагнітна сила змінюється відповідно до кривих 1 (без демпфера) та 2 (при наявності демпфера).

Час повернення реле складається з часу відпускання t_в (це час від моменту зняття напруги з котушки до моменту початку руху якоря) та часу руху при поверненні t_р (це час руху якоря до його повної зупинки). Так як t_в  t_р , то можемо вважати, що t_пов t_в .

Рис. 1.4. Графіки зростання (а), спадання (б) магнітного потоку та електромагнітної сили при наявності (крива 2) та відсутності (крива 1) короткозамкнутого витка.

Наявність демпфера значно збільшує як час спрацювання t_спр2 t_спр1, так і час повернення t_пов2 t_пов1 .

1.2. Розглянемо роботу реле при двох різних напругах (u2u1)

В режимі спрацювання при напрузі U₂ електромагнітна сила досягає більшого усталеного значення, ніж при напрузі U₁ (криві 2 та 1 Рис.1.6, а). При цьому швидкість наростання сили F₂ більша, ніж сили F₁ З рисунка видно, що t_спр1 t_спр2. При знятті напруги з котушки початкове значення сили залежить від рівня напруги в усталеному значенні (рис.1.6, б). Зпівставивши моменти перевищення протидіючою сили над електромагнітними силами при різних напругах, отримуємо t_пов2 t_пов1.

Рис. 1.5. Графіки зростання (а), спадання (б) магнітного потоку та електромагнітної сили при включенні та виключенні відповідно, для двох різних напруг.

1.3. Вплив натягу протидіючої пружини на протидіючу силу

Змінюючи натяг протидіючої пружини, можемо отримати різні значення протидіючої сили. При зміні величини протидіючої сили змінюється час спрацювання та повернення. З рисунку 1.6 видно, що при більшій протидіючій силі (крива 2) час спрацювання збільшується, а час повернення зменшується (t_спр2  t_спр1, t_пов1 t_пов2).