Лекция 9. Реле называются элементы дискретного действия, в которых непрерывное изменение входной величины при достижении определенного значения приводит к

РЕЛЕ

Лекция 8

Реле называются элементы дискретного действия, в которых непрерывное изменение входной величины при достижении определенного значения приводит к скачкообразному изменению выходной величины. Такие элементы могут быть электрическими, гидравлическими, пневматическими и комбинированными. В легкой промышленности для целей управления, контроля (сигнализации) и регулирования наиболее широко используются электрические реле различных типов, в частности электромеханические реле.

В схемах автоматики находят применение следующие электромеханические реле: электромагнитные (постоянного и переменного тока); магнитоэлектрические; электродинамические; индуктивные; электротермические.

Электромагнитные реле являются наиболее распространенными.

Электромагнитное нейтральное реле содержит неподвижный сердечник с обмоткой и два якоря — подвижный и неподвижный. Когда протекающий по обмотке ток (постоянный или переменный) достигает определенной силы, якорь перемещается и замыкает или размыкает контакты. Конструктивные формы электромагнитных нейтральных реле чрезвычайно разнообразны. Наиболее распространенными являются реле с поворотным якорем. На рисунке 20а показана одна из конструкций реле с клапанным якорем. Магнитную цепь реле составляют сердечник 2, корпус 4 и якорь 3. При возбуждении катушки 1 якорь, повернувшись вокруг опорной грани корпуса, притягивается к торцу сердечника. При повороте якоря происходит замыкание и размыкание контактов 5 управляющей цепи. При обесточивании катушки якорь возвращается в исходное положение.

Рис. 20. Электромагнитные реле

На рисунке 20б показано реле с втяжным якорем 7. В цилиндрическом корпусе 6 располагается катушка 1, при возбуждении которой якорь втягивается и, подняв контактную перемычку 8, замыкает контакты 5. При отключении тока якорь опускается на упоры 9.

Особым типом электромагнитных реле являются так называемые герконы — язычковые реле, или магнитоуправляемые контакты (рис. 21).

Рис. 21. Геркон

Наполненная инертным газом герметизированная стеклянная ампула 1 с контактными пружинами 2 помещена внутри цилиндрической катушки 3. При пропускании тока по катушке контактные пружины притягиваются друг к другу и замыкают управляющую цепь. Эти реле отличаются высокой надежностью и малыми размерами, частота срабатывания может достигать сотен герц. Диаметр ампулы реле равен 5 мм, а ее длина 20 мм. Срок их службы достигает 10⁸—10¹² циклов, тогда как у реле, рассмотренных выше, он составляет 10⁶ циклов.

Поляризованные реле (рис. 22), кроме подвижного якоря 3 и управляющей обмотки 2, содержат постоянный магнит 1, который поляризует реле, т.е. делает его чувствительным к направлению тока.

Рис. 22. Поляризованное реле

Если ток в управляющей обмотке отсутствует, то якорь находится в среднем, нейтральном, положении, т.к. он с одинаковой силой притягивается как к левому, так и к правому положительному наконечнику. В этом положении контакты 5 разомкнуты. Для устойчивости нейтрального положения якоря предназначена пружина, удерживающая его в этом положении при отсутствии тока в обмотке. При появлении тока в управляющей обмотке магнитный поток в одной части магнитопровода складывается с потоком от постоянного магнита (обозначен сплошной линией), а в другой части действует разность этих потоков. В итоге якорь притягивается влево или вправо, в зависимости от направления тока. Дополнительный магнитный поток показан штриховой линией. Реле регулируется с помощью контактных винтов 4 и 6.

Поляризованные реле рассматриваемой конструкции являются трехпозиционными (замкнут левый контакт — оба контакта разомкнуты — замкнут правый контакт).

Поляризованные реле обладают высокой чувствительностью, что определяет их широкое применение в маломощных устройствах автоматики. Мощность, достаточная для срабатывания таких реле, составляет всего 10^-4—10^-5 Вт.

Очень высокой чувствительностью обладают магнитоэлектрические реле, основанные на взаимодействии между магнитным полем и током, протекающим по проводнику, помещенному в это поле (рис. 23).

Магнитный поток создается постоянным магнитом 4. Между полюсами постоянного магнита помещена рамка 3, представляющая собой проводник, намотанный на легкий каркас. При пропускании тока через рамку она поворачивается вокруг оси и с помощью рычага 2 замыкает или размыкает контакты 1 или 5, в зависимости от направления тока. При отключении тока рычаг под действием пружины возвращается в среднее положение.

Рис. 23. Магнитоэлектрическое реле

Мощность срабатывания таких реле очень мала и может быть равна 10^-4—10^-10 Вт. Управляемая мощность составляет не более 2 Вт, т.к. создаваемое на контактах давление невелико.

Кроме рассмотренных, в различных отраслях промышленности используются оптические, тепловые, механические и другие реле.

Реле можно рассматривать как усилитель. Мощность срабатывания реле Р _ср значительно меньше, чем управляемая мощность Р _у. Отношение управляемой мощности к мощности срабатывания называют коэффициентом усиления реле по мощности. Он равен:

k _p = Р _у /Р _ср.

Коэффициент усиления по мощности электромагнитных нейтральных реле может достигать 10²—10⁶.

Одной из важнейших характеристик реле, имеющей большое значение для работы систем автоматики, является его временная характеристика. Время от момента включения реле до момента замыкания (или размыкания) его контактов называется временем срабатывания t _cp, а время от момента отключения реле до момента размыкания (или замыкания) его контактов — временем отпускания реле t _oтп.

Эти показатели характеризуют быстродействие реле. Для нейтральных электромагнитных реле время срабатывания и отпускания составляет 10^-3—2∙10^-1 с.

В автоматике иногда требуется замедление работы реле. Это достигается применением специальных устройств (электрических или механических), увеличивающих время срабатывания или отпускания.

Электромагнитные реле, применяемые для управления сравнительно мощными цепями тока (силовыми цепями), называют контакторами.

Дата добавления: 2014-01-04