2.1.4. Поляризованные реле

Поляризованные реле от обычных электромагнитных отличаются тремя особенностями: способностью реагировать на направление управляющего сигнала, большим быстродействием и высокой чувствительностью. Это достигается благодаря включению в магнитную цепь реле постоянного магнита (рис. 2.1.6).

б)

а) б)

Рис.2.1.6.. Поляризованные реле: а – дифференциального типа; б – мостового типа

Реле дифференциального типа показано на рис 2.2, а. В левой части зазора на якорь действует электромагнитная сила создаваемая разностью потоков , а в правой части – суммой. Под действием разности этих сил якорь перемещается к правому полюсному наконечнику. При снятии управляющего сигнала () якорь остается в этом положении из-за перераспределения потоков (, т.к.). Для переключения реле нужен токдругого направления. В основном применяют поляризованные реле данного типа.

Реле мостового типа показано на рис.2.2, б. В зазорах действуют силы создаваемых потоками (); (); (); () и якорь перемещается.

Достоинствами поляризованных реле являются:

• Чувствительность реле к полярности сигнала управления. Якорь может устанавливаться в среднее положение под действием пружины;

• Сигнал управления имеет небольшую величину. Ампер-витки срабатывания этих реле измеряются единицами ампер;

• реле обладают высоким быстродействием, время срабатывания составляет единицы миллисекунд. Быстродействие поляризованных реле обеспечивается за счет малых величин магнитного потока управления и электромагнитной постоянной времени обмоток управления (т.к. мало u ), магнитопроводы выполняют из шихтованной стали.

2.1.5. Электромагнитные реле на герконах

Герконы – герметизированные (гер) контакты (кон) или еще называют магнитоуправляемы контакты, работающие на электромагнитном принципе действия.

Контактные элементы представляют плоские ферромагнитные пластины, расположенные в запаянном стеклянном баллоне, в котором вакуум или заполнен инертным газом (это улучшает условия дугогашения) и предотвращает окисление, и загрязнение контактов. Если на баллон поместить обмотку и подать напряжение, то появившийся магнитный поток замыкается через пластины. В месте перехода потока с одной пластины на другую возникает электромагнитная сила, которая смыкает контакты. При снятии напряжения контакты размыкаются под действием упругих сил пластин (рис.2.1.7).

Замыкающий

Размыкающий

Переключающий

переключающий

Переключающий с помощью металлического шарика, который перемещается при изменении наклона или под действием .

Замыкающий при любого направления

Рис. 2.1.7. Герметизированные контакты

Т

Рис.2.1.8. Геркон плунжерного типа

оки, коммутируемые контактами герконов, не превышают 2А, напряжение обычно десять вольт, хотя могут достигать 300 вольт. Коммутируемая мощность обычно доли ватт, поэтому размеры герконов неважны.

Контактный зазор в герконах мал (десятые доли мм), контактирующие поверхности покрываются благородными металлами (Pt, An, Ag и др.). Контактное сопротивление в герконах лежит в пределах 0,03 – 0,2 ОМ и отличается стабильностью. Этот контактный слой из немагнитных металлов является немагнитной прокладкой, предотвращающей залипание контактов от остаточного магнитного потока. Число срабатываний 10⁶ - 10⁸.

Геркон плунжерного типа. На поверхности контактов (рис.2.1.8) молекулярные силы удерживают жидкий металл (1) (Hg), что не требует создания силы нажатия в контактах и улучает его качество. Плунжер 2 из ферромагнитного материала выполнен в виде трубки, контактирующей с контактодержателем 3 через слой жидкого металла. При подаче электромагнитная сила перемещает плунжер в управляющую обмотку влево и замыкает контакты. При отключениивозвратный элемент 4 (пружины) перемещает плунжер в исходное состояние.

Поляризованный геркон показан на рис. 2.1.9.

а) б)

а)б)

Рис.2.1.9. Поляризованный геркон: а– конструктивное исполнение;б– схемное решение

Магнитный поток от обмотки по магнитопроводу 4 и пластине 2 замыкается через верхний 1-2 и нижний 2-3 зазоры. Магнитный потоки магнитный потокпостоянного магнита в верхнем зазоре складываются, а в нижнем – вычитаются и контакт 1-2 замыкается. Если изменить направление тока, поменяет направление и магнитный поток, то замыкается контакт 2-3.

Р

Рис. 2.1.10. Реле на

герконах с внешним

подводом магнитного

потока

еле на герконах выполняются с внутренними герконами, когда от 1 до 10 герконов размещают внутри катушки или реле с внешними герконами, когда магнитный поток катушки подводится к контактам по магнитопроводу (рис. 2.1.10).

Герконы подвержены воздействию внешних магнитных полей (трансформаторы, электромагниты), поэтому большинство реле снабжены для защиты от внешних полей ферромагнитными экранами.

Некоторые типы реле напряжения имеют следующие параметры:

Путевые выключатели на герконах показаны на рис.2.1.11.

а) б)

Рис. 2.1.11. Путевые выключатели на герконах: а– без экрана;б– с экраном

1 вариант: Геркон – неподвижен (рис.2.1.11) или наоборот. При подходе к геркону постоянного магнита его магнитный поток Ф замыкает контакт геркона. При движении постоянного магнита дальше, контакт разомкнется под действием упругих сил пластин геркона. На основе перемещения постоянного магнита строят и «ручные» выключатели.

2 вариант: Постоянный магнит и геркон неподвижны. При отсутствии экрана, который может передвигаться, постоянный магнит включает геркон. Когда между магнитом и герконом перемещается ферромагнитная деталь, то происходит перераспределение потока, основная его часть замыкается через деталь и контакт размыкается.