Параметры электромагнитных реле

• Ток срабатывания I_СР - наименьшее значение тока в обмотке, при котором якорь притягивается к сердечнику электромагнита, и замыкаются нормально разомкнутые контакты. Для надежной работы реле рабочий ток I_Р в обмотке должен быть больше тока срабатывания. Отношение рабочего тока к току срабатывания называется коэффициентом запаса к_З. Обычно К_З = 1.2 - 4.

• Мощность срабатывания Р_СР - мощность, подводимая к обмотке реле, при которой оно срабатывает. Мощность срабатывания (ток срабатывания) зависит от мощности контактов. У нейтральных электромагнитных реле Р_СР = 10^-3 - 10^-2 Вт, у поляризованных Р_СР = 10^-6 Вт.

• Номинальный ток I_Н - величина тока в обмотке, рекомендуемая заводом изготовителем для типовых применений реле.

• Ток отпускания I_ОТП - наибольшее значение тока в обмотке, при котором якорь отлипает от сердечника, и размыкаются (замыкаются) контакты. Ток отпускания всегда меньше тока срабатывания.

• Коэффициент возврата К_ВОЗВ. - коэффициент возврата по току К_{ВОЗВ. I} - отношение тока отпускания к току срабатывания:

К_{ВОЗВ. I} = I_ОТП/I_СР; (4.9.1)

коэффициент возврата по напряжению К_{ВОЗВ. U} - отношение напряжение отпускания к напряжению срабатывания:

К_{ВОЗВ. U} = U_ОТП./U_СР. (4.9.2)

• Время срабатывания _СРАБ - интервал времени от момента подключения к катушке источника тока до момента размыкания нормально замкнутых и замыкания нормально разомкнутых контактов реле. Время срабатывания у нейтральных реле лежит в пределах от нескольких мсек. до десятых долей сек.; у поляризованных реле время срабатывания доходит до 1 мсек., а у особо быстродействующих до 0,1 мсек.

• Время отпускания _ОТП - интервал времени от момента выключения тока через обмотку реле до размыкания его контактов.

• Мощность реле Р_ПР - предельная разрываемая контактами мощность.

• Коэффициент управления реле К_У :

К_У = Р_ПР/Р_СР. (4.9.3)

У нейтральных электромагнитных реле К_У = 10², у поляризованных реле К_У = 10⁴.

• Срок службы - число срабатываний реле, при котором реле надежно выполняет свои функции.

Рассмотренные выше электромагнитные реле являются самыми распространенными реле автоматики. Значительно реже применяются реле, основанные не на электромагните, а на других электромеханических преобразователях - электромеханические реле. Это - магнитоэлектрическое, электродинамическое, индукционное, тепловое, магнитострикционное реле [13,18].

Электромеханические реле

Магнитоэлектрическое реле. Принцип действия этого реле тот же, что и у одноименных электроизмерительных приборов, только вместо стрелки имеется подвижный контакт (рис. 4.9.6).

Применяемый здесь магнитоэлектрический преобразователь электрического сигнала в перемещение является самым чувствительным из таких

п

Рис. 4.9.6. Магнитоэлектрическое реле с угловым (а) и поступательным (б) перемещением рамки

реобразователей. Его подвижная часть может совершать либо угловое перемещение (рис. 4.9.6, а), либо поступательное (рис. 4.9.6, б). Вместо рамки подвижным может быть постоянный магнит. Тяговое усилие в магнитоэлект рическом преобразователе - это усилие взаимодействия тока в рамке с магнитным полем постоянного магнита. Магнитоэлектрический преобразователь является поляризованным устройством, так как направление его тягового усилия меняется с изменением полярности тока в рамке. Магнитоэлектрические реле - поляризованные реле постоянного тока. Из всех электромеханических реле магнитоэлектрические являются самыми чувствительными. Они имеют во много раз больший коэффициент управления К_У ~ 10^-10 Вт при коэффициенте срабатывания К_С = 10⁴ - 10⁹. Однако, наряду с этим, магнитоэлектрическое реле - это реле замедленного действия. Время срабатывания у них составляет около 0,1 сек. По быстродействию эти реле уступают даже нейтральным электромагнитным реле.

Если в магнитоэлектрическом реле, вместо постоянного магнита применить электромагнит, то такое реле будет называться электродинамическим.

Индукционное реле - реле переменного тока. В них используется сила взаимодействия индуктированного в проводнике переменного тока с переменным магнитным потоком. Индукционные реле получили широкое распространение в основном как реле автоматической защиты в цепях переменного тока: реле тока, напряжения, мощности, частоты, сопротивления. Конструктивно индукционное реле бывает трех типов: с ротором в виде короткозамкнутой рамки, диска или стакана.

Тепловые электромеханические реле. Принцип работы этих реле основан на тепловом действии электрического тока (нагрев, увеличение размеров, плавление, изменение магнитной проницаемости). Самым простым видом тепловых реле является плавкая вставка. Широкое распространение получили биметаллические тепловые реле. Основная их часть - термобиметаллическая пластина, то есть пластина, состоящая из двух скрепленных (пайка, сварка) полос металлов с резко различающимися коэффициентами теплового расширения. При нагреве биметаллическая пластина изгибается в сторону металла с меньшем коэффициентом теплового расширения. Биметаллические реле применяются в качестве реле защиты и реле времени. На основе термобиметаллических пластин делают также реле для определения температуры - реле температуры. Такие реле называются термостатами.

Магнитострикционные реле. В них используется явление магнитострикции, то есть изменения размеров ферромагнитных тел в магнитном поле. Наиболее сильно этот эффект наблюдается у железоникелевых сплавов. Конструктивно магнитострикционные реле подобны тепловым реле, использующим тепловое расширение тел.

В

Рис. 4.9.7. Схема лабораторного стенда для исследования параметров электромагнитных реле

данной лабораторной работе используется лабораторный стенд (рис. 4.9.7), снабженный набором электромагнитных реле. Выбор типа реле осуществляется переключателем «Г1», на передней панели лабораторного стенда. Регулировка тока в обмотке катушки реле w осуществляется переменным резистором R. Контроль тока в обмотке и падения напряжения на обмотке w осуществляется по шкале миллиамперметра и вольтметра (соответственно). Моменты срабатывания реле (I_СР, U_СР, I_ОТ, U_ОТ) фиксируются соответственно по зажиганию и погасанию лампочки HL1.