28. Преимущество и недостатки магнитоуправляемых реле

Схема герконового реле с магнитоуправляемыми контактами (рисунке 1, а) состоит из намагничивающей катушки 1, во внутреннюю полость которой помещен геркон 2, закрытый пластмассовыми крышками 3. Магнитный поток катушки проходит по ферримагнитным контакт-деталям геркона и замыкается по воздуху с внешней стороны. Это увеличивает магнитное сопротивление реле и существенно снижает его чувствительность.

Рисунок 1- Схемы герконовых реле

Чувствительность герконового реле увеличивается в 1,5—2,0 раза, если внешний магнитный поток проходит по ферромагнитному экрану (рисунок 1, б). Экран выполняют в виде трубки 4 и фланцев 5, которые образуют полюса на стеклянном баллоне геркона. Значительная площадь полюсов позволяет уменьшить магнитное сопротивление между внешним магнитопроводом и контактами геркона. Кроме того, ферромагнитная трубка 4 защищает реле от влияния внешних магнитных полей. С торцов реле заливают эпоксидным компаундом.

На рисунке 1, в показана схема многоконтактного реле, в котором одна намагничивающая обмотка 1 охватывает несколько герконов 2. Магнитный поток замыкается по экрану 3. Несколько меньшие габаритные размеры имеют многоконтактные реле с внешним расположением герконов (рисунок 1, г). В этом случае намагничивающая катушка 1 создает магнитный поток, который замыкается через ферромагнитные фланцы 2 и пружины герконов 3, установленные равномерно по внешнему периметру катушки. Выводы герконов изолированы от фланцев. При срабатывании подобных реле контакты герконов замыкаются неодновременно. Это объясняется разбросом параметров герконов и неоднородностью магнитного ноля, особенно в случае внутреннего расположения герконов. Кроме того, при срабатывании первого геркона его магнитное сопротивление резко уменьшается и неравномерность распределения магнитных потоков между отдельными герконами возрастает.

Пружины геркона не имеют предварительного натяга, поэтому при включении реле контакты сразу приходят в движение без периода трогания. По мере того как намагничивающий ток в катушке возрастает, контакты сближаются. Этот процесс носит монотонный характер, так как возрастающая сила электромагнитного притяжения все время уравновешивается силой упругости контактных пружин. Тяговые характеристики по мере возрастания тока поднимаются, а равновесие наступает при меньшем зазоре

Когда ток достигает величины тока срабатывания, а зазор критического значения равен , силы упругости уже не могут уравновесить электромагнитную силу и происходит резкое сближение контактов. Реле срабатывает. Контактное нажатие в установившемся процессе определяется по формуле:

F = F-F_np.

При этом в от­личие от обычных электромагнитных реле оно зависит от тока, протекающего по катушке.

Включение в магнитную цепь постоянного магнита превращает нейтральное герконовое реле в поляризованное. Оно имеет повышенную чувствительность и реагирует на полярность управляющего сигнала. Следует учитывать, что поляризация создает постоянно действующую силу электромагнитного притяжения и уменьшает раствор контактов. Это снижает коммутационные возможности реле.

Время срабатывания электромагнитного реле складывается из времени трогания, необходимого для достижения тока срабатывания, и времени движения, в течение которого контактная система переходит в замкнутое (разомкнутое) положение.

Быстродействующие электромагнитные реле имеют специальную конструкцию: малую массу подвижных частей, шихтованный магнитопровод, уменьшающий демпфирующее влияние вихревых токов, уменьшенную индуктивность обмотки, малый раствор контактов и ход якоря. Изменить эти параметры в процессе эксплуатации невозможно. Однако существует целый ряд схемных методов ускорения срабатывания реле, широко применяемых на практике.

На рисунке 2, а последовательно с реле, обмотка которого имеет сопротивление R и индуктивность L, включен резистор R_д. Это позволяет уменьшить постоянную и увеличить быстродействие в несколько раз. Естественно, что возрастание сопротивления цепи требует соответствующего увеличения напряжения питания с тем, чтобы ток в обмотке реле сохранил прежнее значение.

В схеме на рисунке 2, б параллельно добавочному резистору включен конденсатор С. В первый момент включения незаряженный конденсатор шунтирует резистор R_д. При этом к обмотке реле оказывается приложенным повышенное напряжение сети, что вызывает быстрое (форсированное) возрастание тока и срабатывание реле. После заряда конденсатора ток в его цепи прекращается и величина напряжения на реле ограничивается сопротивлением R_д.

Рисунок 2- Схемы ускорения срабатывания реле

Форсированное срабатывание реле может быть также получено последовательным включением нелинейного сопротивления, величина которого возрастает в функции тока.