5.4 Принцип действия поляризованного реле постоянного тока

В поляризованном реле постоянного тока положение перекидного якоря 3 зависит от направления тока в катушке (рис.5.4). Для этого в реле используется разветвленный электромагнит, в котором образуются два магнитных потока: управляющий и поляризующий. Катушки 2 и 6 создают в магнитопроводе управляющий магнитный поток Ф_У в одном направлении. Поляризующий магнитный потокФ₀ постоянного магнита 7 проходит через подвижный якорь 3 и разветвляется налево и направо на потоки Ф₀₁ и Ф₀₂. Один из этих потоков совпадает по направлению с управляющим потоком, а другой направлен противоположно. На конце перекидного якоря 3 находится контакт 5, который может замыкаться с левым или правым неподвижным контактом 4. Если управляющий поток отсутствует, а якорь 3 находится в среднем положении, то Ф₀₁= Ф₀₂= Ф₀/2. В этом случае на якорь действуют равные, но противоположно направленные силы. Такое равновесие является неустойчивым. Незначительные отклонения якоря от положения его равновесия приведут к изменению магнитных сопротивлений воздушных зазоров и , следовательно, магнитных потоков на величину ΔФ. В результате силы притяжения, действующие на якорь слева и справа станут не равны, и результирующая сила притяжения сместит якорь в положение первоначального смещения, например, влево.

Для перемещения якоря слева направо необходимо на его обмотку подать управляющий сигнал, такой полярности, чтобы Ф_У складывался с потоком Ф₀₂ и вычитался из потока Ф₀₁. Если разность этих результирующих потоков превысит значение первоначального смещения ΔФ, то якорь перейдет в правое положение. Если теперь отключить ток через катушки, то якорь останется в новом положении. Таким образом, для переключения поляризованного реле влево достаточно подать на управляющую обмотку импульс тока одного направления, а вправо – другого. После переключения поляризованное реле не потребляет электрической энергии.

Помимо создания поляризационного магнитного потока постоянный магнит выполняет функцию упругой возвратной пружины, но действует иначе. При перемещении якоря к нейтральному положению постоянный магнит создает противодействующее усилие, а после перехода нейтрального положения – ускоряет перебрасывание якоря. Благодаря этому поляризованные реле имеют высокую чувствительность и малое время срабатывания.

5.5 Параметры электромагнитных реле

Основными параметрами электромагнитных реле являются следующие параметры:

1. Ток срабатывания– это минимальное значение тока в катушке электромагнитного реле, при котором происходит замыкание (размыкание) контактов. При подаче напряжения на катушку реле ток в ней нарастает по сложному закону. По мере роста тока через катушку увеличивается тяговое усилие электромагнита, и при каком-то токе происходит срабатывание реле (рис.5.5).

2. Ток отпускания – это минимальное значение тока в катушке электромагнитного реле, при котором происходит возврат реле в исходное состояние. При снятии напряжения с катушки реле ток в ней уменьшается по сложному закону. По мере снижения тока через катушку уменьшается тяговое усилие электромагнита, и при каком-то токе происходит возврат реле в исходное состояние за счет упругости контактных групп и возвратной пружины (см. рис.5.5).

3. Рабочий ток – это значение тока в катушке электромагнитного реле, при котором происходит надежное удержание контактов после срабатывания при изменении условий эксплуатации в заданных пределах. Отношение рабочего тока к току срабатывания называется коэффициентом запаса реле по срабатыванию. Этот коэффициент характеризует надежность срабатывания реле.

4. Время срабатывания – это промежуток времени от момента подачи напряжения на катушку реле до первого касания замыкающим контактом неподвижного контакта.

5. Время отпускания – это промежуток времени от момента снятия напряжения с катушки реле до момента полного отпадания якоря электромагнита и первого размыкания нормально разомкнутого контакта.

6. Чувствительность – это минимальная мощность, подаваемая на обмотку реле и достаточная для приведения якоря в движение и переключения контактов.

7. Потребляемая мощность – это мощность, расходуемая электромагнитом реле в рабочем режиме.

8. Коммутируемая мощность – это максимальная мощность, на переключение которой рассчитана контактная группа.

9. Максимальный ток на каждый контакт – это максимальная величина тока, при котором перегрев контактов реле остается в допустимых пределах.

Наличие переходного сопротивления замкнутого контакта реле вызывает локальный перегрев контактной пары, который в свою очередь разогревает изоляционный материал держателя контактной группы. Поэтому максимально допустимое значение тока через контакт реле будет определяться переходным сопротивлением контакта и нагревостойкостью электротехнических материалов, применяемых в конструкции реле.

10. Максимальное напряжение между контактами – это амплитудное значение максимально допустимого напряжения между контактами.

Значение максимально допустимого напряжения между контактами зависит от расстояния между ними и определяется электрическим пробоем между разомкнутыми контактами.

11. Сопротивление обмотки реле – это сопротивление обмотки постоянному току.

12. Время непрерывной работы под напряжением – это максимальное время нахождения реле во включенном состоянии, при соблюдении которого гарантируются параметры реле в течении всего срока службы.

При эксплуатации реле рекомендуется такая его работа, при которой период нахождения обмотки реле под напряжением минимальный. Это обеспечивает надежность реле и гарантирует его работу в течение всего срока службы.

13. Максимальное число коммутаций – это число переключений реле, до истечения которого изготовитель гарантирует надежную работу реле.

При многократных срабатываниях реле происходит износ контактных групп, и надежность коммутации понижается. Поэтому изготовитель гарантирует ограниченное количество переключений реле. Непосредственно связано с износоустойчивостью контакта.

Выбор реле по коммутационным способностям проводят таким образом, чтобы удовлетворялись одновременно три основных требования: коммутируемый ток должен находится в пределах допускаемых коммутируемых токов, коммутируемое напряжение должно находиться в диапазоне допускаемых коммутируемых напряжений и максимальное число коммутаций должно быть не меньше заданной величины.