Поляризованные реле

применяются как реле защиты, автоматики и связи, реже - как реле управления электроприводами. Могут выполняться с последовательной, параллельной или мостиковой магнитной цепью, с поляризацией от постоянного магнита или электромагнита.

В поляризованных реле кроме основного потока, созда­ваемого катушкой, действует дополнительный поляризую­щий магнитный поток, который создается установленным в реле постоянным магнитом. Благодаря поляризующему потоку направление электромагнитного усилия, действую­щего на якорь, изменяется в зависимости от направления тока в катушке

ВОЛ Поляризованные реле имеют следующие преимущества перед нейтральными:

1.Выходной параметр (состояние контактной системы) зависит от полярности управляющего импульса, что расширяет функциональные возможности реле.

2. Реле могут управляться кратковременными импульсами тока.

3.Замкнутое состояние контактов сохраняется после окончания управляющего импульса, что позволяет использовать реле как элемент памяти.

4.После срабатывания не потребляется мощность для удержания якоря в притянутом положении.

5.Высокая чувствительность и высокий коэффициент по мощности.

6.За счет положения упоров можно осуществлять однопозиционную, нейтральную и двухпозиционную настройку реле.

1.Реле защиты Эл тепловые реле- для защиты от небольших перегрузок по току -30%

Реле максимального тока – для защиты от больших перегрузок по току и от токов КЗ

Реле минимального тока

Реле минимального напряжения-для защиты от понижения или исчезновения напряжения

Реле максимального напряжения

реле частоты – при повышении или понижении частоты происходит поворот стакана и замыкание или размыкание контактов)-

2Реле управления

Промежуточное- для получения дополнительных свободных контактов в сх., когда основной аппарат не обладает достаточным количеством контактов, т е для размножения контактов.

реле (направления)мощности- при изменении направления сигнала происходит поворот стакана и замыкание или размыкание контактов)-

сигнальное реле

3Реле автоматики и электросвязи

Реле времени – для получения замедления при включении и отключении контактов, для получения определённых выдержек времени

Герконовые реле

высоконадёжные эл магн реле с числом контактных групп до 10. Могут выполняться как реле тока, напряжения, промежуточные.

Контактные сердечники (КС) изготавливаются из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью (пермаллоя) и вварива­ются в стеклянный герметичный баллон. Баллон запол­нен инертным газом — чистым азотом или азотом с не­большой (около 3 %) добавкой водорода. Инертная среда предотвращает окисление КС. Баллон устанавлива­ется в обмотке управления.

При подаче тока в обмотку возникает магнитный поток Ф, который проходит по КС через рабочий зазор между ними и замыкается по воздуху вокруг обмотки. Поток при прохождении через рабочий зазор создаёт тяговую электромагнитную силу, которая преодолевая упругость КС, соединяет их между собой. При отключении обмотки магнитный поток и эл. магнитная сила спадают и под действием сил упругости КС размыкаются.

ТО в герконовых реле отсутствуют детали, подверженные трению (места крепления якоря в электромагнитных реле), а КС одновременно вы­полняют функции магнитопровода, токопровода и пружины.

Для улучшения контактирования поверхности касания покрывают тонким слоем золота, родия, палладия, рения, серебра и др.

В связи с тем, что контакты в герконе управляются маг­нитным полем, герконы называют магнитоуправляемыми контактами.

На основе герконов могут быть созданы также реле с размыкающими и переключающими контактами.

А-1и 3-неподвижные, 2-подвижный

В-1 и 2 –подвижные, 5,6 - неподвижные

В настоящее время разработаны и внедрены так назы­ваемые герсиконы (герметичные силовые контакты). Герсиконы типа КМГ-12 выпускаются на номинальный ток 6,3А, включаемый ток до 180.

Преимущества герконов

1). Благодаря полной герметизации герконы обладают следующими преимуществами: возможность работы в ус­ловия к повышенной влажности, запыленности и т. п. при малом падении напряжения на контактах;

2) простота конструкции, малые масса и габариты, что позволяет автоматизировать их производство и снизить стоимость изготовления;

3) высокое быстродействие (время срабатывания и от­пускания 1—3 мс), что позволяет использовать герконы при частоте коммутаций до 1000 в секунду;

4) отсутствие трущихся деталей и сложных кинематиче­ских пар обеспечивает надежную работу герконов в тече­ние 10⁶—10⁸ циклов;

5) высокая электрическая прочность междуконтактного промежутка;

6) гальваническая развязка цепей управления и комму­тируемых цепей;

7) возможность управления как электромагнитным полем, так и полем постоянного магнита, что расширяет функ­циональные области применения герконов;

8) надежность работы в широком диапазоне температур(от -60 до +120 °С);

9) удобство согласования с современными изделиями микроэлектроники

Возможность работы от кратковременных импульсов и малая энергия, потребляемая при управлении позволяют использовать герконы как выходные (усилительные) элементы в серии п/проводниковых элементов.

Недостатки:

1)сравнительно низкая чувствительность по МДС управления;

2) восприимчивость к внешним магнитным полям, что требует спец. мер по защите от их воздействия;

3)хрупкость стеклянного баллона, чувствительность к ударам и вибрации, что требует спец мер по амортизации места установки герконов;

4)значительное время вибрации контактов, которое может составлять до половины времени срабатывания;

5)малая мощность коммутируемых цепей;

6) возможность самопроизвольного размыкания контактов при больших токах;

7)недопустимое размыкание и замыкание контактов при питании обмотки током низкой частоты;

8) значительный технологический разброс параметров.

Применение: в схемах автоматики и защиты как логические элементы, преобразователи неэлектрических величин в электрические, как эл механические усилители между п/проводниковыми и силовыми эл аппаратами.

ВОЛ, КОНСТРУКЦИЯ ГЕРКОНОВЫХ РЕЛЕ

К

онструкция герконовых реле (а) имеет разомкнутую магнитную цепь. По этой причине большая доля МДС катушки расходуется на проведение магнитного потока по воздуху. Такая конструкция подвержена воздействию внешних магнитных полей, создаваемых расположенными рядом электротехническими устройствами и может и сама явиться источником электромагнитных помех для этих устройств.

Для устранения этого недостатка магнитная система герконового реле заключается в кожух (эк­ран) из магнитомягкого материала (рис. 11.9, б, в}. При этом увеличивается магнитная проводимость и снижа­ется МДС срабатывания. С целью увеличения эффектив­ности экрана паразитный зазоре (рис. 11.9,в) стараются уменьшить либо увеличить его площадь (рис. 11.9, б). Регулирование значений -МДС срабатывания и отпускания в условиях серийного производства может производиться за счет либо изменения зазора е (рис. 11.9,в), либо изменения положения магнитного шунта (рис.. 11.9, г), либо осевого смещения геркона в обмотке (рис.11.6)

Условия работы герконов в многоцепевых герконовых реле характеризуются следующими особенностями.

1) даже герконы одного типа имеют разброс по МДС срабатывания и МДС отпускания.

2)из-за неравномерности магнитного поля первым срабатывает геркон,находящийся в области с большей напряжённостью поля.

3) срабатывание одного геркона приводит к магнитному шунтированию других, в результате МДС срабатывания второго геркона

увеличивается.

В этом отношении конструкция с внешним расположением герконов предпочтительнее, чем с внутренним, так как обеспечивает меньшее взаимное влияние соседних герконов. Число герконов в одном реле может достигать 12 и более. По перечисленным причинам разные контакты мно­гоцелевых герконовых реле замыкаются и размыкаются неодновременно, что является их недостатком по сравне­нию с электромагнитными реле обычного типа.

УПРАВЛЕНИЕ ГЕРКОНОМ С ПОМОЩЬЮ ПОСТОЯННОГО МАГНИТА

Такой способ широко используется в современных слаботочных аппаратах управления (тумблеры, переключатели, кнопки, командоаппараты) и контрольно-измерительной аппаратуре (сигнализаторы положения, конечные выключатели, датчики). Состояние геркона изменяется при приближении или

уда­лении от него постоянного магнита. При приближении по­стоянного магнита на расстояние х1 его магнитный поток начинает замыкаться по КС. Под воздейст­вием усилия, созданного этим потоком, КС сблизятся и зазор между ними уменьшится от бн до 61. При дальнейшем уменьшении х усилие, создаваемое по­стоянным магнитом, увеличится. При х2=хср КС замыкаются.

Постоянный магнит может подходить к геркону так что его ось намагничивания будет параллельна оси геркона. В этом случае геркон реагирует на тангенциальную состав­ляющую индукции Вг поля постоянного магнита (рис 11.13, а). Изменение Вт при перемещении

магнита показа­но на том же рисунке. Срабатывание геркона наступает в точках Вг = Вср. Таким образом, при движении магнита в направлении, указанном стрелкой, возможно трехкратное срабатывание и отпускание.

Рис. 11.13. Влияние тангенциальной (а) и нормальной (б) составляющих магнитного поля магнита на работу геркона

Если ось намагничивания магнита перпендикулярна оси МК(рис. 11.13,6), то при движении магнита в указанном стрелкой направлении происходит двукратное срабатывание геркона, который реагирует на нормальную составляю­щую Вп напряженности поля.

Рис, 11.16.

а — геркон 1 срабатывает при удалении экрана 4 от постоянного магнита 2; б — геркон 1 срабатывает при приближении к постоянным магнитам 2 и 3 экра­на 4; в —

геркон / срабатывает при удалении экрана 4 из зазора между герко­ном и постоянным магнитом 2

Следует отметить, что при наличии постоянного магни­та управление герконом может производиться за счет пе­ремещения ферромагнитного экрана (рис. 11.16),

ГЕРКОНОВЫЕ РЕЛЕ С ПАМЯТЬЮ

П

ростейшее герконовое реле с магнитной памятью по­дано на рис. 11.17, а. Два элемента магнитной памяти ЭМП 1 и 1' примыкают к КС геркона 3. ЭМП выполня­йся из так называемых реманентных материалов. Эти ма­териалы характеризуются прямоугольностью петли гистерезиса, достаточно высокой остаточной индукцией и боль­шой магнитной энергией. В отличие от магнитотвердых сплавов, используемых для изготовления постоянных маг­нитов, реманентные материалы обладают очень малым временем перемагничивания находящимся в пределах 10-50 мкс. Остаточный магнитный поток, создаваемый ЭМП, может быть использован для удержания герконов в замкнутом состоянии после обесточивания обмоток управления. Реле с магнитной памятью называют ферридами.

1 3 2 4 2' 1'

Рис. 11.17.

Для уменьшения минимально необходимого импульса МДС отпускания устанавливается магнитомягкий шунт 4 в зоне рабочего зазора геркона (рис. 11.17,6).

Реле с магнитной памятью могут быть построены на базе специальных герконов, в которых ЭМП частично или полностью расположены внутри баллона. Такие герконы иногда называются гезаконами (герметичными запоминаю­щими контактами). Возможные исполнения гезаконов по­казаны на рис. 11.20. Для исполнения по рис. 11.20, а кон­тактные сердечники 1 и 2 изготавливаются из реманентных материалов (сплавы кобальта и хрома) и выполняют функции ЭМП.

Р

ис. 11.20. Конструкция

1, 2, 8— контактные» сердечники; 3-баллон; 4 5 выводы; 6- соединительная пластина; 7 — постоянный магнит; 9, 10 — ЭМП

В гезаконе на рис. 11.20, г ЭМП выполнены в виде трубок 9, 10, надеваемых на КС 1 и 2. При согласном включении обмоток управления трубки ЭМП 9 и 10 намагничиваются согласно и КС замыкаются. Для отключе­нии геркона в одной из обмоток надо поменять полярность импульса.

ГЕРКОНЫ С БОЛЬШОЙ КОММУТАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТЬЮ

С целью увеличения коммутируемого тока и коммутируемой мощности в конструкцию герконов вводят дугогасительные контакты (рис. 11.21). В стеклянном корпусе 6 укреплены подвижный КС 1 и неподвижный КС 2. Пластина 5, выполняющая функцию дугогасительного контакта, упирается в КС 1, благодаря чему создается упругая деформация. При включении вначале замыкаются дугогасительные контакты 3 и 4, причем контактное нажатие на них появляется сразу благодаря предварительной упругой деформации пластины 5. При этом снижается вибрация контактов 3 и 4. Затем замыкаются главные контакты 1 и 2. При отключении вначале размыкаются главные контакты, затем дугогасительные.

\

11.21. Силовые герконы

В настоящее время разработаны и внедрены так назы­ваемые герсиконы (герметичные силовые контакты) Коммутирующая часть аппарата находится внутри герметичного керамического корпуса , заполненного инертным газом.

Герсиконы типа КМГ-12 выпускаются на номинальный ток 6,3А, включаемый ток до 180, отключаемый ток 63 А, максимальная мощность двигателя, который может запус­каться при напряжении 380 В, равна 3 кВт при частоте включения до 1200 в час. Время срабатывания не более 20 мс. Максимальный ток герсиконов может быть доведен до 100 А при напряжении 380 Высокая надежность и простота конструкции делают герсиконы весьма перспективными для применения в коммутационных электрических аппаратах.