2. Электромагнитные реле
Это один из наиболее распространенных элементов электроавтоматики, в котором при плавном изменении входного управляющего сигнала осуществляется скачкообразное изменение, т.е. переключение основного сигнала.
В электромеханических реле переключение осуществляется посредством контактов, а перемещающее их усилие передается с помощью электромагнитов.
При непрерывном изменении входного сигнала во времени он может принимать любые значения – увеличиваться и уменьшаться. Например, в процессе роста входного сигнала хВХ (рис. 5) сначала значение выходного сигнала хВЫХ равно нулю.
Рис. 5. Характеристики реле: а,б
– изменение хВХ.ОТ
и хВЫХ
по времени, в ‑ явление
гистерезиса при срабатывании и отпускании
реле, г – характеристика реле
при практическом отсутствии разности
в сигналах срабатывания и отпускания
При достижении хВХ некоторого значения хВХ.СР. (сигнал срабатывания) выходной сигнал скачком принимает значение хВЫХ.СР. При дальнейшем увеличении хВХ никаких изменений не происходит. Если хВХ начинает плавно снижаться, то при достижении некоторого значения хВХ.ОТ (сигнал отпускания) выходной сигнал скачком уменьшается до нуля.
Как правило, сигнал срабатывания больше сигнала отпускания, в связи с чем наблюдается явление гистерезиса, которым можно пренебречь, если выполняется условие хВХ.СР хВХ.ОТ .
Реле могут не зависеть, или зависеть от полярности входного сигнала. Во втором случае реле называют поляризованными (рис. 6).
Рассмотрим работу реле на примере сигнализации (рис. 7).
При нажатии на кнопку КН1 напряжение U попадает на обмотку 1 электромагнита, по ней течет ток I, который индуктирует магнитное поле в сердечнике 2. Под действием магнитного поля якорь 3 притягивается к сердечнику 2 и размыкает нормально замкнутый контакт 5, замыкая нормально разомкнутый контакт 4. При этом горевшая до того лампочка накаливания HL1 гаснет, и зажигается лампочка накаливания HL2.
Основные параметры и типы электромагнитных реле.
К основным параметрам электромагнитных реле относятся:
ток срабатывания IСР , при протекании которого по обмотке реле происходит срабатывание электромагнита и переключение контакта;
рабочий ток IP, при котором обеспечивается надежное удержание контактов в переключенном состоянии, обычно IР > IСР ;
ток отпускания IOTП, при котором электромагнит отпускает якорь и контакты возвращаются в исходное состояние, IOTП < IСР ;
допустимый ток через контакты IК.ДОП;
допустимое напряжение между контактами UК.ДОП , которое ограничивается напряжением пробоя между разомкнутыми контактами;
время срабатывания tСР - промежуток времени с момента подачи напряжения на обмотку до момента переключения контактов;
время отпускания tОТП – промежуток времени с момента снятия с напряжения обмотки реле до момента отпускания контактов.
По мощности управления, т.е. мощности, потребляемой обмоткой, реле разделяют на маломощные (до 1 Вт), средней мощности (1-10 Вт) и мощные (>10 Вт).
По времени срабатывания реле подразделяют на быстродействующие (tСР < 50 мс), нормальные (tСР = 50 – 150 мс) и замедленные (tСР = 0,15-1 с). Для срабатывания на время больше секунды служат специальные реле.
По типу питания – на реле постоянного и переменного тока, а реле постоянного тока на нейтральные и поляризованные. В нейтральных реле независимо от направления питающего тока в обмотке срабатывают одни и те же группы контактов. В поляризованных – при одном направлении тока срабатывает одна группы контактов, при другом – другая группа.
По характеру движения якоря электромагнитные нейтральные реле разделяют на реле с втяжным якорем и реле с поворотным якорем.
Электромагнитные реле имеют тяговую характеристику, то есть зависимость электромагнитной силы от величины зазора между сердечником и якорем, а также механической характеристикой, то есть зависимостью между противодействующей перемещению якоря силы и величиной зазора.
В электромагнитных реле переменного тока среднее значение электромагнитного усилия, действующего на якорь, в два раза меньше, чем в случае использования постоянного тока. При этом якорь магнита вибрирует с удвоенной частотой питающего напряжения, для снижения параметров вибрации якорь стараются делать массивным и применяют другие специальные меры. Кроме того, для уменьшения вихревых токов сердечник и якорь выполняют шихтованными из тонких листов электротехнической стали.