13. Реле, характеристика, виды.

Реле - наиболее распространенный элемент автоматики и телемеханики, в котором выходная величина у меняется скачкообразно при дости­жении входной величиной х определенных значений.

Одно реле может управлять большим количеством элементов и цепей автоматики.

Номенклатура реле чрезвычайно разнообразна. Они различаются по физической природе параметра, на который реагирует восприни­мающая часть реле, по физическим явлениям, обусловливающим принцип действия, по конструктивным особенностям, рабочим параметрам и др. Различают реле электрические, оптические, механи­ческие, тепловые, гидравлические и пневматические, акустические.

Электромагнитные реле

Конструктивная схема электромагнитного реле постоянного тока: при обтекании катушки током якорь притягивается к сердечнику катушки. При этом замыкаются контакты. Сила притяжения якоря пропорциональна квадрату ампервитков катушки и обратно пропорциональна квадрату воздушного зазора между сердечником и якорем катушки:

,

где а - коэффициент пропор­циональности; I - сила тока в катушке; ω - число витков; катушки; δ₀ - начальный воз­душный зазор.

Величина срабатывания - наименьший ток I_ср, проте­кающий по катушке, при котором реле надежно срабатывает, величина отпускания – наименьший ток I_отп, при котором реле отпускает. Коэф-т возврата k_в=I_отп/I_ср. Ток срабатывания больше тока отпускания; обычно для слаботочных реле принимают k_B = 0,3 - 0,5.

Чтобы обеспечить надежное срабатывание, рабочий ток реле I_раб принимают большим, чем ток срабатывания. Рабочий ток реле: I_раб=U/R, где U - рабочее напряжение на катушке реле; R -сопротивление катушки.

Время срабатывания реле зависит от скорости нарастания тока в катушке.

Время срабатывания и отпускания реле устанавливают механической регулировкой реле или изменяют параметры цепи, в которую включена катушка реле, выдержку времени реле - регулировкой воздушного зазора.

Промышленность выпускает специальные замедленные реле. В этих реле под основными обмотками навивает короткозамкнутую обмотку из голой медной проволоки или надевают медную гильзу. При включении реле магнитный поток, создаваемый основной обмот­кой, возрастает и индуктирует в короткозамкнутой обмотке ток, магнитный поток которого направлен против основного магнитного потока. Поэтому якорь реле притягивается с замедлением.

При отключении основной обмотки создаваемый в короткозамкнутой обмотке магнитный поток направлен так же, как и спадающий поток основной обмотки, поэтому якорь отпускает с замедлением.

Замедление при отпускании превышает замедление на срабаты­вание, так как отпускание начинается при полном магнитном потоке, поэтому магнитный поток короткозамкнутой обмотки значительно больше, чем при срабатывании.

Электромагнитные реле работают как на постоянном, так и на переменном токе.

Поляризованные реле

Поляризованные реле отличаются тем, что на их якорях действуют два независимых магнитных потока: рабочий, создаваемый током обмотки, и поляризующий, создаваемый постоянным магнитом.

Поляризованные реле меняют направления действия своих кон­тактов при изменении направления тока в обмотке и характеризуются повышенной чувствительностью срабатывания. Срабатывание реле происходит при определенном направлении тока в обмотке с переброской якоря к контакту. При изменении направления тока якорь прижимается к другому контакту

В схемах релейной защиты электродвигателей и генераторов широко применяются магнитоспектрические, электродинамические и индукционные реле.