Материал: Конспект лекций по курсу Электрические и электронные аппараты. Гуляев А.А., Королев Н.И

61

Следовательно, конструкция реле с к.з. витком обеспечивает создание двух сдвинутых по фазе и смещенных в пространстве магнитных потоков.

Взаимодействие Ф1 и Ф2 с индуцированными в диске токами создает электромагнитную силу и действующий на диск момент:

Конструкция индукционных реле позволяет выполнить их с выдержкой времени без применения специальных устройств. Время поворота диска на угол до замыкания главных контактов определяется его угловой скоростью Р. В свою очередь скорость является функцией момента МЭ, а момент функцией IР: с увеличением IP время срабатывания уменьшается (рисунок 10.7). На практике часто применяет токовое реле с ограниченно зависимой характеристикой выдержки времени. Особенностью еѐ является то, что, начиная с некоторого тока, время действия реле становится независимьм от величины этого тока. Для получения такой характеристики параметры реле выбирают так, чтобы при Iр>Iн магнитопровод насыщался и дальнейшее увеличение Iр не приводило бы к росту МЭ. Реальное реле (РТ-80, РТ-90)

имеют характеристику 2 (рисунок 10.7) , которая весьма удобна, т.к. при Iр

близких к Iн реле работает без выдержки, а при меньших I с ограниченно зависимой выдержкой.

63

Сила нажатия подвижного контакта на неподвижный определяется

реле она составляет всего 10-50 мН). Поляризованные реле могут выполняться с односторонним и двухсторонним действием, с фиксацией и без фиксации начального положения якоря. Реле одностороннего действия с фиксацией начального положения якоря изображено на рисунке 11.2. У этого реле .упоры неподвижных контактов, ограничивающих ход якоря, устанавливаются так, чтобы при любом положении якоря преобладало влияние одного из полюсов.

Для этой цели зазор 2 взят больше 1. Тогда при отсутствии тока Iр поляризующий поток Фм1>Фм2; соответственно сила F 1>F 2 и якорь прижат к правому .упору под действием преобладающей силы. При появлении Iр>Iсраб якорь отклоняется вправо, замыкая контакты реле. После исчезновения IP якорь возвращается в исходное состояние под действием поляризующего поля. Это настройка с "преобладанием".

Такие реле наиболее часто применяются в схемах защиты. Если упоры расположены симметрично по отношению к среднему положении якоря, то такая регулировка называется нейтральной (рисунок 11.3). В зависимости от

направления IP якорь отклоняется вправо или влево, при отключении IP якорь остается в том положении при котором он находился при воздействии IP. Следовательно, такое реле работает как двухстороннее, не имея фиксированного положения якоря.

Наибольшее распространение получили реле типа РП, которые

допускают f=200 в сек; Iконт=1,5-5A, Fтр=10-50мH, длительный ток контактов - 0,2А, напряжение управляемой цепи - 24В. Широко используются реле типа

ДТ-115 для защиты от обратного тока.

Поляризованное реле по сравнению с обычными электромагнитными реле обладают следующими преимуществами: направленностью срабатывания (в зависимости от направления тока в рабочей обмотке), высокой чувствительностью, высоких быстродействием; высокой устойчивостью к перегрузках ( допустимая кратность тока через обмотку .управления равна 20), удобство перестройки реле в однопозиционное, двухпозиционное, нейтральное.

Недостатками реле являются относительная сложность конструкции и сравнительно большие габариты.

12 ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЕ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫЕ КОНТАКТЫ

64

Герметизированный магнитоуправляемый контакт (геркон) представляет со6ой герметизированное контактное устройство, детали которого совмещают в себе функции контактов и участков электрической и магнитной цепей, причем одна или несколько деталей этого устройства могут перемещаться для изменения состояния коммутируемой электрической цепи.

Герконы широко внедряются в автоматику, телемеханику, связь, информационно-измерительную технику, вычислительную технику и др. области.

На базе герконов строится большое многообразие всевозможной электрической аппаратуры: реле разных типов; преобразователи линейных и угловых перемещений; переключатели и искатели; программные и логические устройства.

Герконные реле выполняются на замыкание, размыкание или переключение электрических цепей. Они могут быть как нейтральными, так и поляризованными. Простейшая конструкция одноконтактного нейтрального реле (рисунок 12.1) включает в себя в качестве основных частей симметричный нейтральный замыкающий геркон 1, расположенный в обмотке - 2 катушки управления.

Геркон, изображенный на рисунке 12.1, представляет собой герметичный стеклянный баллон с двумя вваренными в него пружинящими ферромагнитными (обычно пермаллоевыми контактными сердечниками (КС)). Баллон, в зависимости от требований, предъявляемых к геркону, либо заполнен тем или иным газом (азот, водород, гелий и др.) или смесью газов, либо вакуумирован. Контактные сердечники выполняют функции элементов электрической и магнитной цепей, а также являются плоскими возвратными пружинами. Внутренние концы, перекрывающиеся на величину а (рисунок 12.1), представляют собой контактную пару и имеют контактное покрытие из золота, платины, серебра...., что обеспечивает малое переходное сопротивление

(0,02 - 0,03 Ом).

При отсутствии внешнего магнитного поля перекрывающиеся концы отделены друг от друга в области перекрытия на величину начального рабочего зазора. При воздействии магнитного поля, создаваемого обмоткой, между КС

возникает электромагнитная сила Fэ, которая, преодолевая противодействующую (механическую) силу упругости контактных сердечников, приближает перекрывающиеся концы друг к другу. При определенной величине поля КС замыкают цепь объекта управления (ОУ) (рисунке 12.1). На рисунке 12.2 приведены противодействующая

характеристика Fмех=f( ) и статические тяговые (электромагнитные)

характеристики Fэ=f( ) геркона, соответствующие случаю медленного нарастания магнитного поля.

При увеличении намагничивающей силы (н.с.) катушки, например, до значения I, (рисунок 12.2) расстояние между КС уменьшается от величины от н до 1. Контактные сердечники при этом находятся в устойчивом

65

состоянии, в котором действующая на них электромагнитная сила равна их противодействующей силы.

При дальнейшем медленном увеличении н.с. контактные сердечники постепенно сближаются до зазора срабатывания с, соответствующего н.с.

При динамическом режиме работы (т.е. при "мгновенном" включении питания обмотки на определенное напряжение, что наиболее часто встречается на практике) чувствительность реле обычно выше, чем при статическом режиме.

Имеется конструкция герконов, когда несколько автономных ГК охвачены общей катушкой. При подаче питающего напряжения срабатывают все ГК. Это т.н. многоцепные ГК. Имеются конструкции ГК с поляризующим элементом. Направление их срабатывания зависит от направления тока в обмотке управления.

Благодаря отсутствию массивных элементов магнитной системы, пружин и др. ГК отличаются от обычных реле высоким быстродействием 0,2-0,5 мкс.

М.Д.С. обычных герконов - 10-100 А, расчет катушки производится аналогично расчету катушек обычных реле. Недостатки: вибрация при смыкании контактов 0,3-1,0 мкс, малая виброустойчивость.