Электромагнитные реле

Электромагнитное реле [13,18] состоит из контактной системы и электромагнита в качестве электромеханического преобразователя (рис. 4.9.1). Это основной тип электрических контактных реле. По типу электромагнита различают электромагнитные рел е нейтральные и поляризованные.

Н

Рис. 4.9.1. Электромагнитное реле клапанного типа: а - с замыкающим контактом, б - размыкающий контакт, в - переключающий контакт

ейтральное электромагнитное реле. Большинство нейтральных электромагнитных реле имеет клапанный электромагнит, реже - прямоходный. Нейтральное реле срабатывает (производит включение, выключение или переключение цепей) при любом направлении тока, проходящего через обмотку его электромагнита. Предельная управляемая ими мощность (мощность, разрываемая контактами) Р_ПР составляет от нескольких ватт до нескольких киловатт. Мощные электромагнитные реле, обладающие разрываемой контактами, мощностью в несколько киловатт и выше (I_ПР > 20 А), называются контакторами.

Устройство электромагнитных нейтральных реле. Электромагнит реле состоит из катушки 1 (рис. 4.9.2), намотанной изолированным проводом, внутри которой помещен сердечник 2 из мягкой стали. С одной стороны он прикреплен к неподвижной части магнитопровода 3 (ярму), а с другой стороны оканчивается полюсным наконечником 9, который немного выступает из катушки. Подвижно закрепленный якорь 4, с помощью оттяжной пружины 8, удерживается на некотором расстоянии от полюсного наконечника. На якоре укреплена тонкая упругая пластина 5 с контактом 6. Это подвижный контакт реле. Против него на некотором расстоянии расположен неподвижный контакт 7, который укреплен на упругой тонкой пластинке. При пропускании тока по обмотке сердечник намагничивается и притягивает якорь, то есть срабатывает реле. Контакты 6 и 7 при этом замыкаются. При отключении обмотки от источника тока сердечник размагничивается, якорь под действием пружины возвращается в прежнее положение и контакты 6, 7 размыкаются.

Нейтральные реле имеют ряд разновидностей: различаются количеством обмоток, числом витков и сопротивлением обмоток, а также количеством к онтактов. Часто электромагнитные реле выполняются в герметическом кожухе. Самые малые из них имеют объем менее 1 см³, вес 1 - 2 г при Р_СР @ 0.1 Вт и одном контакте. Нейтральные электромагнитные реле чаще делаются как реле постоянного тока. Р

Рис. 4.9.2. Конструкция нейтрального электромагнитного реле

еле переменного тока выполняются либо с короткозамкнутым витком, либо со встроенным полупроводниковым выпрямителем. В этом случае они называются выпрямительными.

Поляризованное электромагнитное реле. Характер работы поляризованного реле в отличие от нейтрального зависит от направления тока в его обмотке, то есть от полярности напряжения на ее выводах. Отсюда и название - поляризованные реле.

П

Рис. 4.9.3. Конструкция поляризованного электромагнитного реле:

1 - катушка электромагнита, 2 - постоянный магнит, 3 – магнитопровод, 4 – якорь, 5 - подвижный контакт, 6 - неподвижный контакт, 7 - регулировочный винт, 8 - линия нейтрального положения якоря

оляризованное реле может быть трехпозиционным, двухпозиционным и о днопозиционным. На рис. 4.9.3 показано двухпозиционное электромагнитное реле, в котором использован двухпозиционный поляризованный электромагнит. В зависимости от полярности входного постоянного тока замыкается один из двух контактов реле и остается замкнутым после снятия сигнала. Для переключения якоря к другому неподвижному контакту надо подать на обмотку реле сигнал другой полярности.

В трехпозиционном реле используется соответственно трехпозиционный магнит, у которого имеется возвратная пружина, возвращающая якорь в нейтральное (вертикальное) положение после снятия сигнала. При отсутствии сигнала оба контакта разомкнуты. Для замыкания одного из них необходимо наличие входного сигнала соответствующей полярности. По сравнению с нейтральными реле поляризованные реле имеют более высокую чувствительность, коэффициент управления и быстродействие. Поляризованные реле - это маломощные, высокочувствительные и быстродействующие реле.

Разновидностью электромагнитных реле являются вибропреобразователи, или вибраторы, предназначены для преобразования постоянного тока в переменный и наоборот, то есть используются в качестве модуляторов и демодуляторов. Такие устройства широко применяются при усилении постоянных токов и напряжений. На рис. 4.9.4 приведена схема преобразования напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока. Контакты вибратора (К) подключают с определенной частотой один из входных зажимов то к началу, то к концу первичной обмотки трансформатора, в то время как в торой зажим постоянно присоединен к средней точке этой обмотки. При этом во вторичной обмотке наводится ЭДС, частота которой равна частоте вибрации якоря, а величина определяется коэффициентом трансформации трансф

Рис. 4.9.4. Вариант схемы преобразования постоянного тока в переменный с помощью вибратора

орматора.

Вибраторы изготавливаются в виде поляризованных электромагнитных реле и по сравнению с нейтральными являются более быстродействующими.

В

Рис. 4.9.5. Резонансное электромагнитное реле

электротехнике применяются также резонансные электромагнитные реле. Резонансное реле реагирует на частоту переменного тока и срабатывает, когда частота находится в пределах определенного диапазона. Резонансное реле применяют, например, в системах телеуправления для частотного избирания определенного объекта из ряда многих. На рис. 4.9.5 показано резонансное реле. В реле используется резонанс между частотой собственных колебаний язычка и частотой тока в обмотке. Тяговое усилие, создаваемое поляризованным электромагнитом, вызывает вибрацию язычка с частотой тока в его обмотке. При приближении этой частоты к собственной частоте язычка амплитуда колебаний возрастает. Когда частота тока лежит в достаточно близких окрестностях собственной частоты язычка, имеет место периодическое замыкание контактов реле.