48. Поляризованные реле (расчет токовых сил).

В поляризованных реле, кроимее основного потока, создаваемого катушкой, действует дополнительный поляризованный поток, который создается установленным реле постоянным магнитом.

Благодаря поляризованному потоку, направление электромагнитного усилия, действующего на якорь, изменяется в зависимости от направления токов катушки.

Потоки постоянного магнита в зазорах:

- МДС постоянного магнита,

- магнитные сопротивления зазора,

- сопротивление паразитного зазора, обусловленное конструкцией магнитопровода.

Магнитодвижущая сила катушки:

Электромагнитная сила тяги, развиваемая электромагнитом

, S – площадь рабочего зазора.

Результирующие усилия, действующие на якорь, равны разности усилий в зазорах.

<0,

МДС катушки срабатывания:

F_м- МДС постоянного магнита.

Если значения зазоров близки, то МДС срабатывания мала. Благодаря этому мощность срабатывания поляризованного реле снижается Вт.

Преимущества поляризованного реле:

-может управляться кратковременным импульсом тока

-замкнутое состояние контактов сохраняется после окончания управляющего импульса, что позволяет использовать реле как элемент памяти

-после срабатывания не потребляется мощность для удержания якоря в притянутом состоянии

-высокая чувствительность и высокий коэффициент усиления по мощности.

49. Магнитоуправляемые контакты. Простейшие герконовые реле.

Наименее надежным узлом электромагнитных реле является контактная система, электрическая дуга (искра), образующаяся при размыкании или замыкании контактов, приводящая к их разрушению. Чтобы этого избежать используют герконовое реле с герметичными магнитоуправляемыми контактами.

1,2 – контактные сердечники (КС)

3 – стеклянный герметичный баллон

4 – обмотка управления.

КС изготавливают из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью, и вваривают в стеклянный герметичный баллон, заполненный инертным газом (чистым азотом). Инертная среда предотвращает окисление контактных сердечников. Баллон устанавливают в обмотке управления (4), при подаче тока в обмотку возникает магнитный поток, который проходит по КС через рабочий зазор между ними, и замыкается по воздуху вокруг обмотки. Поток, при прохождении через рабочий зазор, создает тягу, которая соединяет сердечники между собой.

Для улучшения контактирования поверхности касания контактные сердечники покрывают тонким слоем золота или серебра. При отключении обмотки магнитный поток и электромагнитная сила спадают, под действием сил упругости сердечники размыкаются, то, в герконовом реле нет трущихся поверхностей.

Недостатком является присутствие вибрации. Для устранения вибрации используют жидко металлические контакты.

50. Емкостные датчики: принцип работы, схемы включения.

Устройства, содержащие не менее двух поверхностей, между которыми действует электрическое поле, называются электростатическими (ЭС) преобразователями. Электрическое поле создается извне приложенным напряжением или возникает при действии на вход преобразователя измерительного сигнала.

Преобразователи, в которых электрическое поле создается приложенным напряжением, составляют группу емкостных преобразователей. Основным элементом в этих преобразователях является конденсатор переменной емкости, изменяемой входным измерительным сигналом.

Рис. 3 Электростатический преобразователь

В дальнейшем под емкостным будем понимать преобразователь, в котором используется конденсатор с двумя или несколькими электродами (рис. 3). Для случая конденсатора с плоскими электродами площадью s, размещенными друг от друга на расстоянии d в среде с диэлектрической проницаемостью Е , ёмкость будет C = E₀s/ d.

Рассматриваемый преобразователь на электрической стороне характеризуется приложенным напряжением и, зарядом q=CU, током I=dq/dt и энергией W^эл=CU /2.

Другая группа ЭС преобразователей основана на использовании сегнетоэлектриков, т. е. кристаллических диэлектриков, которые при определенных температурных условиях (при температуре ниже точки Кюри) обладают самопроизвольной поляризацией при отсутствии внешних электрических полей.

Емкостные датчики можно разделить на две основные группы - датчики параметрические (недифференциальные) и датчики дифференциальные.

В схемах с параметрическими датчиками происходит преобразование входной неэлектрической величины (угла поворота оси ротора датчика) в электрическую выходную величину (частоту, ток, напряжение), функционально зависящую от входной величины.

В схемах с дифференциальными датчиками, включенными в следящие системы, с датчика снимается лишь сигнал рассогласования, который становится равным нулю в установившемся состоянии следящей системы.

Рис. 5 Емкостной датчик, включенный в контур с генератором.

Рис 6. Емкостной датчик, включенный в цепь переменного тока.