Поляризованные реле. Настройки положений якоря

ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ РЕЛЕ

Отредактировано частично.

Исполнитель безграмотен в написании индексов.

Ему бы не лениться в настройке редактора формул. 2007-02-15.

          Поляризованные реле отличаются тремя особенностями: быстродействием, высокой чувствительностью и способностью реагировать на направление управляющего сигнала (тока в управляющей катушке). Это достигается благодаря включению в магнитную цепь реле постоянного магнита. Ампервитки срабатывания этих реле измеряются единицами ампер, а время срабатывания несколькими миллисекундами, что повышает допустимую частоту срабатываний (например, для поляризованного реле РП-4 A, = 2 мс).

          На рис. 1, а изображена схема поляризованного реле с последовательной магнитной цепью. Постоянный магнит NS встроен в разрыв магнитопровода, на который намотана обмотка управления w. Магнитный поток Ф_П, создаваемый постоянным магнитом, направлен согласно с потоком Ф_УП, создаваемым током управления i_УП в катушке w. Если бы постоянного магнита не было, то изменение магнитного потока при включении реле характеризовалось бы кривой 1 (рис. 1, б). Для достижения потока срабатывания Ф_СРАБ потребовалось бы время t₁, а ток срабатывания (при магнитном сопротивлении стали ) определялся бы из соотношения :

,

где Ф_СРАБ – поток срабатывания;

      R_d – сопротивление воздушного зазора;

      w – число витков катушки.

          При наличии постоянного магнита (см. рис. 1, б, кривая 2), создающего поток Ф_П, время срабатывания реле будет значительно меньше (t₂<t₁), а ток срабатывания

,

где Ф_П – поток создаваемый постоянным магнитом.

          Следовательно, включение постоянного магнита в цепь делает реле более чувствительным и быстродействующим. Реле реагирует на направление сигнала – тока i_УП в обмотке управления. При изменении направления этого тока (полярности напряжения приложенного к катушке) на противоположное результирующий поток в воздушном зазоре уменьшится и реле не сработает.

          Высокая чувствительность и быстродействие поляризованных реле достигаются также за счет малой электромагнитной постоянной времени обмоток управления, малого хода якоря и его небольшой массы. Для уменьшения замедляющего действия вихревых токов, а также потерь связанных с этими токами, магнитопроводы поляризованных реле выполняют из шихтованной стали.

               На практике широко применяют поляризованные реле дифференциального и мостового типов. В реле дифференциального типа (рис. 2, а) якорь Я размещен между двумя полюсными наконечниками. Поляризующий магнит создает потоки  и , а обмотки управления создают поток Ф_УП. С левой части якорь действует электромагнитная сила, создаваемая разностью потоков , а с правой части – сила от суммы потоков . Под действием разности этих сил якорь перемещается к правому полюсному наконечнику. При снятии управляющего сигнала () якорь остается в этом же положении за счет того, что произошло перераспределение потоков , так как . Для переключения реле надо подать в обмотку ток противоположного направления, тогда Ф_УП  также изменит свое направление, и якорь переключится.

          В реле мостового типа (рис. 2, б) в воздушных зазорах также действуют суммы и разности управляющих и поляризующих потоков – (), (), () и (). Якорь перемещается за счет сил, создаваемых этими потоками. Эти реле наиболее совершенны по сравнению с другими видами поляризованных реле.

          В поляризованных реле возможны несколько вариантов настройки положений якоря (рис. 3), достигаемых разной установкой упоров. В двухпозиционном реле с преобладанием (рис. 3, а) якорь находится в одном положении, если ток в обмотке управления отсутствует. Реле срабатывает и якорь перемещается в другое крайнее положение лишь при определенном направлении тока, при исчезновении которого якорь возвращается в исходное положение. В двухпозиционном реле без преобладания (рис. 3, б) при отсутствии тока в обмотке якорь занимает одно из двух крайних положений в зависимости от направления тока при предыдущем срабатывании реле. Переключение якоря осуществляется подачей в обмотку управления тока, направление которого противоположно тому, которое было при предыдущем включении. В трехпозиционном реле (рис. 3, в) под действием силы, создаваемой пружиной, якорь занимает нейтральное положение, когда ток в обмотке управления отсутствует. Ток одного направления вызывает перемещение якоря в одно крайнее положение, ток другого направления перемещает его в другое.