Поляризованные электромагнитные реле

Поляризованные электромагнитные реле отличаются от нейтральных электромагнитных реле способностью реагировать на полярность управляющего сигнала. Магнитная цепь поляризованного реле дифференциального типа (рис. 1, а) имеет постоянный магнит 1. Поляризующий магнитный поток Ф0 проходит по якорю 2, разветвляется на два потока Ф1 и Ф2 в воздушных зазорах δ1 и δ 2 и замыкается по сердечнику 4. Для увеличения быстродействия реле сердечник собран из листовой электротехнической стали.

Якорь также собран из двух пластинок электротехнической стали и подвешен на стальной пружинке. Поток управления Фу создается двумя намагничивающими обмотками 5, расположенными на сердечнике.

Контактная система 3 реле имеет один переключающий контакт. Положение неподвижных контактов можно регулировать, изменяя настройку реле.

Если в обмотках ток отсутствует, то под действием силы притяжения, созданной потоком Ф0, якорь может находиться в одном из крайних положений, например в левом, как показано на рис. 1, а.

Рис. 1. Поляризованное электромагнитное реле

Потоки Ф1 и Ф2 обратно пропорциональны величине воздушных зазоров δ 1 и δ 2 между якорем и соответствующим полюсом сердечника. В среднем нейтральном положении потоки Ф1 и Ф2 одинаковы, и силы притяжения якоря к обоим полюсам сердечника равны: F1=F2. Однако это промежуточное положение сердечника неустойчиво. При смещении якоря влево поток Ф1 усиливается, а поток Ф2 ослабевает и происходит соответствующее перераспределение силы притяжения между полюсами: F1>F2.

Действие тока управления зависит от его полярности. Для переключения реле необходим ток, который создает в зазоре магнитный поток Фу, совпадающий по направлению с потоком Ф2. Ток обратной полярности усилит поток Ф1 и приведет только к увеличению контактного нажатия.

Для срабатывания реле поток Фу должен превысить максимальное значение потока Ф1 при минимальном значении зазора δ.

По мере движения якоря вправо зазор δ 1 увеличивается, поток Ф1 и его противодействующее влияние уменьшаются. В среднем положении наступает динамическое равновесие, после чего возросший поток Ф2 создает дополнительную силу, ускоряющую якорь. Это повышает быстродействие поляризованных реле. Для возврата контактной системы в начальное положение необходимо опять изменить полярность тока в управляющей обмотке.

Поляризованное реле, имеющее такую настройку, называется двухпозиционным. Оно переключается под действием разнополярных импульсов, причем после прекращения действия управляющего импульса контактная система реле не возвращается в исходное состояние.

В двухпозиционных поляризованных реле с преобладанием один из неподвижных контактов выдвинут за нейтральную линию (рис. 1, б). Такое реле реагирует на управляющие импульсы только определенной полярности и возвращается в исходное положение, когда управляющий импульс снят.

Существуют трехпозиционные поляризованные реле (рис. 1, в), в которых якорь удерживается пружинками в нейтральном положении. В зависимости от полярности управляющего сигнала замыкается левый или правый контакт реле. При прекращении входного сигнала якорь возвращается в исходное нейтральное положение. Такое реле эквивалентно двум поляризованным реле с преобладанием.

Поляризованные реле обладают большой чувствительностью. Мощность срабатывания реле составляет 0,01—5,0 мВт.

Высокое быстродействие допускает работу поляризованных реле с частотой включения 100—200 Гц.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Принцип действия поляризованного реле

В электрических цепях широко используются различные виды реле. Они производят замыкание и размыкание цепи на различных участках при условии изменений электрических, механических и других величин на входе этих устройств. Все приборы этого типа различаются между собой по сигналу управления. Среди них, часто применяется поляризованное реле, принцип действия которого такой же, как и на электромагнитных выключателях.

Основные виды электромагнитных реле

Главным назначением этих устройств является коммутация при больших токах нагрузки. Иначе говоря, они выполняют функции переключателей, которые посредством слабых токов включают цепи с большими токами. Если такую цепь включать напрямую без реле, то проводка и кнопка просто не выдержит высоких токов и расплавится. Реле принимает на себя большую токовую нагрузку и производит коммутацию с помощью мощных контактов.

Электромагнитные выключатели разделяются на две основные группы:

В отличие от нейтральных, электромагнитные поляризованные устройства способны срабатывать в зависимости от полярности управляющего сигнала. Для изготовления сердечника используется электротехническая листовая сталь, что позволяет значительно увеличить быстроту действия прибора.

Действие поляризованных устройств

При отсутствии тока в обмотках, устройство находится в исходном положении. Однако в нем уже имеется магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом. Происходит замыкание силовых линий на два контура прибора. Первый контур состоит из самого магнита, ярма, левого сердечника, якоря и снова магнита. Другой контур проходит через магнит и ярмо к правому сердечнику и якорю, а затем вновь возвращается в исходную точку.

Между якорем и левым сердечником полностью отсутствует воздушная прослойка. При этом якорь и правый сердечник разделен значительным зазором. Из-за большого сопротивления воздуха значение магнитного потока в правом контуре будет значительно ниже, чем в левом. Поэтому якорь будет притягиваться к левому сердечнику более сильным магнитным потоком.

Таким образом, работает поляризованное реле, принцип действия которого основан на магнитных свойствах. Это позволяет изменять направление тока, подаваемого на обмотку, при прямой и обратной полярности.

Магнитный пускатель: принцип действия

Реле-регулятор напряжения: принцип действия

Герконовое реле: принцип действия

Генератор постоянного тока: устройство и принцип действия

Принцип действия синхронного двигателя

Трансформаторы тока назначение и принцип действия

Источник

Поляризованные реле

Поляризованное электромагнитное реле отличается от нейтрального наличием постоянного магнита. В нем два магнитных потока: рабочий, создаваемый обмотками, по которым протекает ток, и поляризующий, создаваемый постоянным магнитом.

Поляризованное реле состоит из стального сердечника (ярма) с двумя намагничивающими катушками, подвижного стального якоря, имеющего контакты слева и справа, двух подвижных контактов и постоянного магнита. Магнитный поток этого постоянного магнита Ф; проходит через якорь, а затем разветвляется: влево – Ф1 и вправо – Ф2 по ярму. В электромагнитном поляризованном реле имеются два независимых потока: Ф0, создаваемый магнитом, и рабочий (управляющий) поток Ф3, образованный катушкой электромагнита. Величина Ф0 остается постоянной, а Ф3 зависит от значения и направления тока в катушке, а также от величины воздушных зазоров между подвижным якорем и полюсами неподвижного сердечника. Изменением воздушных зазоров слева и справа изменяется сила тяги якоря.

Якорь этого реле может занимать три положения.

Поляризованные реле обладают высокой чувствительностью, большим коэффициентом усиления и малым временем срабатывания, поэтому их применяют в схемах маломощной автоматики в тех случаях, когда требуется большая чувствительность или быстродействие.

См. также

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Поляризованные реле» в других словарях:

Реле — (фр. relais) электрическое устройство (выключатель), предназначенное для замыкания и размыкания различных участков электрических цепей при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных величин. Различают электрические,… … Википедия

РЕЛЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ — наиболее употребительное реле, действующее по принципу притяжения железного якоря электромагнитом. Р. э. состоит (фиг. 1) из обмотки 1, навитой на железный сердечник 2, железного якоря 3 с осью и контактных пружин 4. Если в обмотку Р. э. при… … Технический железнодорожный словарь

Система сигнализации о пожаре — Все пилотируемые летательные аппараты являются сложными, дорогостоящими и чрезвычайно опасными в пожарном отношении транспортными средствами. Ввиду больших запасов топлива (авиационного керосина) на борту, гидравлической жидкости под высоким… … Википедия

Релейная характеристика — Характеристика кусочно линейного вида, соответствующая преобразованию в техническом устройстве (системе) непрерывной входной величины х в дискретные значения выходной величины yn, где n число возможных её значений (уровней), обычно равное … Большая советская энциклопедия

Изобретение интегральной схемы — Основная статья: Интегральная схема Идею интеграции множества стандартных электронных компонентов в монолитном кристалле полупроводника впервые предложил в 1952 году британский радиотехник Джеффри Даммер[en]. Год спустя Харвик Джонсон подал… … Википедия

Телеграфия* — I. Телеграфы оптические. II. Магнитные и электростатические телеграфы. III. Применение химических действий тока. IV. Первые применения магнитных действий тока. Приборы с магнитными стрелками. V. Т. приборы с указателями. VI. Пишущие Т. приборы.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Телеграфия — I. Телеграфы оптические. II. Магнитные и электростатические телеграфы. III. Применение химических действий тока. IV. Первые применения магнитных действий тока. Приборы с магнитными стрелками. V. Т. приборы с указателями. VI. Пишущие Т. приборы.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Электромеханический фильтр — ЭМФ советского производства, предназначенный для выделения нижней боковой полосы в аппаратуре радиосвязи с промежуточной частотой 500 кГц. Ширина полосы пропускания 3,1 кГц. Механическ … Википедия

Электромагнит* — Электромагнитом называется всякое железное, стальное или чугунное тело (сердечник Э.), могущее быть временно намагниченным посредством пропускания электрического тока по проводнику (обмотка Э.), окружающему это тело. Вокруг всякого проводника, по … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Электромагнит — Электромагнитом называется всякое железное, стальное или чугунное тело (сердечник Э.), могущее быть временно намагниченным посредством пропускания электрического тока по проводнику (обмотка Э.), окружающему это тело. Вокруг всякого проводника, по … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Источник

Поляризованные реле в схемах на микроконтроллере

Основные виды электромагнитных реле

Главным назначением этих устройств является коммутация при больших токах нагрузки. Иначе говоря, они выполняют функции переключателей, которые посредством слабых токов включают цепи с большими токами. Если такую цепь включать напрямую без реле, то проводка и кнопка просто не выдержит высоких токов и расплавится. Реле принимает на себя большую токовую нагрузку и производит коммутацию с помощью мощных контактов.

Электромагнитные выключатели разделяются на две основные группы:

В отличие от нейтральных, электромагнитные поляризованные устройства способны срабатывать в зависимости от полярности управляющего сигнала. Для изготовления сердечника используется электротехническая листовая сталь, что позволяет значительно увеличить быстроту действия прибора.

Устройство, принцип действия и особенности поляризованного реле

В поляризованных реле, кроме основного потока, созда­ваемого катушкой, действует дополнительный поляризую­щий магнитный поток, который создается установленным в реле постоянным магнитом. Благодаря поляризующему потоку направление электромагнитного усилия, действую­щего на якорь, изменяется в зависимости от направления тока в катушке.

Поляризованные реле работают на электромагнитном принципе

. Отличительной особенностью их является то, что на якорь реле действуют два независимых магнитных потока: поляризующий ФП, создаваемый постоянным магнитом, и рабочий ФP, создаваемый током, проходящим по обмоткам реле.
Различают две системы поляризованных реле
: дифференциальную и мостовую.

Поляризованного реле дифференциальной системы. Реле состоит из постоянного магнита 1, создающего поляризующий магнитный поток ФП, электромагнита 2 с обмоткой 3, создающей рабочий магнитный поток ФР, якоря 4 с укрепленными на нем подвижными контактами 5 и неподвижных контактов 6.

При отсутствии тока в обмотке реле в воздушном зазоре замыкается только поляризующий магнитный поток ФП. Если якорь реле установить в строго нейтральное положение, то поляризующий магнитный поток будет разветвляться на две равные части, левую и правую, т. е.

В этом случае на якорь действуют равные по величине, но противоположно направленные силы притяжения к левому и правому полюсам электромагнита. Поскольку результирующая сила, действующая на якорь, будет при этом равна нулю, то якорь будет в равновесии и должен оставаться в нейтральном положении.

Поляризованные электромагнитные реле имеют сле­дующие преимущества перед нейтральными:

1) Выходной параметр (состояние контактной системы) зависит от полярности управляющего импульса, что рас­ширяет функциональные возможности реле.

2) Реле могут управляться кратковременными импуль­сами тока.

3) Замкнутое состояние контактов сохраняется после окончания управляющего импульса, что позволяет исполь­зовать реле как элемент памяти.

4) После срабатывания не потребляется мощность для удержания якоря в притянутом положении.

5) Реле обладают высокой чувствительностью и высоким коэффициентом усиления по мощности.

6) За счет положения упоров можно осуществлять од­нопозиционную, нейтральную и двухпозиционную настрой­ку реле.

Тиристорные пускатели

Коммутация тока в цепи электромагнитными пускателями, контакторами, реле, аппаратами ручного управления (рубильниками, пакетными выключателями, переключателями, кнопками и т. д.) осуществляется изменением в широких пределах электрического сопротивления коммутирующего органа. В контактных аппаратах таким органом является межконтактный промежуток. В режиме коммутации цепи происходит очень быстрое скачкообразное изменение сопротивления меж контактного промежутка от минимальных до максимальных предельных значений (отключение), или наоборот (включение).

Бесконтактными электрическими аппаратами

называют устройства, предназначенные для включения и отключения (коммутации) электрических цепей без физического разрыва самой цепи. Основой для построения бесконтактных аппаратов служат различные элементы с нелинейным электрическим сопротивлением, величина которого изменяется в достаточно широких пределах, в настоящее время это — тиристоры и транзисторы, раньше использовались магнитные усилители.

Достоинства и недостатки бесконтактных аппаратов по сравнению с обычными пускателями и контакторами

По сравнению с контактными аппаратами бесконтактные имеют преимущества:

— не образуется электрическая дуга, оказывающая разрушительное воздействие на детали аппарата; время срабатывания может достигать небольших величин, поэтому они допускают большую частоту срабатываний (сотни тысяч срабатываний в час),

— не изнашиваются механически,

— они не обеспечивают гальваническую развязку в цепи и не создают видимого разрыва в ней, что важно с точки зрения техники безопасности;

— глубина коммутации на несколько порядков меньше контактных аппаратов,

— габариты, вес и стоимость на сопоставимые технические параметры выше.

Чувствительны к перенапряжениям и сверхтокам. Чем больше номинальный ток элемента, тем ниже обратное напряжение, которое способен выдержать этот элемент в непроводящем состоянии. Бесконтактные аппараты нельзя заменить контактными в условиях большой частоты срабатываний и большого быстродействия.

Бесконтактные тиристорные пускатели:

Для включения, отключения, реверсирования в схемах управления асинхронными электродвигателями разработаны тиристорные трехполюсные пускатели серии ПТ. Пускатель трехполюсного исполнения в схеме имеет шесть тиристоров VS1, …, VS6, включенных по два тиристора на каждый полюс. Включение пускателя осуществляется посредством кнопок управления SB1 «Пуск» и SB2 «Стоп».Схема тиристорного пускателя предусматривает защиту электродвигателя от перегрузки, для этого в силовую часть схемы установлены трансформаторы тока ТА1 и ТА2, вторичные обмотки которых включены в блок управления тиристорами.

Нейтральные и поляризованные электромагнитные реле

Действие рассмотренных электромагнитных реле не зависит от направления тока в катушке, то есть при любом направлении тока срабатывание и отпускание ре­ле происходит одинаково. Такие реле, которые «безразличны» к направлению тока, называют нейтральными. У них достаточно велик ток срабатывания. Он может со­ставлять десятки, даже сотни миллиампер. Однако в некоторых случаях в автомати­ческих устройствах необходимы реле, имеющие меньший ток срабатывания. Это пер­вичные реле, к которым поступают слабые сигналы, например, от датчиков, и которые управляют работой исполнительных органов значительной мощности не непосредственно, а через другие реле, характеризующиеся большим током срабатывания и большей разрывной мощностью контактов.

В качестве первичных используются так называемые поляризованные реле, их ток срабатывания составляет десятые или даже сотые доли миллиампера. Поляризо­ванные реле имеют такую конструкцию, при которой они реагируют на изменение направления тока управления. Такие реле, так же как и нейтральные, имеют подвиж­ный якорь и неподвижную обмотку. Различие имеется в устройстве магнитопровода. У поляризованного реле часть магнитопровода представляет собой постоянный маг­нит, который этот магнитопровод поляризует, то есть у него появляются магнитные полюсы. Поэтому реле такого типа и называют поляризованными. Устройство одного из видов поляризованного реле схематически показано на рис. 8.

Рисунок 8 — Устройство поляризованного электромагнитного реле

1 – постоянный магнит; 2 – катушка на ферромагнитном сердечнике; 3 – якорь;. 4 – подвижный контакт; 5 – 5’ – неподвижные контакты; 6- – контактная пружина; 7 – пружины якоря)

Между полюсами постоянного магнита 1 находится подвижный якорь 3, кото­рый удерживается в среднем (нейтральном) положении пружинами 7. При про­хождении тока по катушке 2, надетой на неподвижный сердечник, магнитный поток, создаваемый этой катушкой, замыкается через постоянный магнит. При этом он со­стоит из двух частей, имеющих разные направления (на рис. 8 пунктирные линии). Одна часть имеет направление в ту же сторону, что и магнитный поток постоянного магнита, который на рис. 8 показан сплошной линией, вторая — ему навстречу. В ре­зультате суммарный магнитный поток по одну сторону подвижного якоря оказыва­ется больше, чем по другую, и подвижный якорь поворачивается в сторону боль­шего магнитного потока (чем больше магнитный поток, тем большая сила действу­ет на якорь).

При изменении направления тока в катушке 2 меняется направление магнитного потока, создаваемого катушкой, и подвижный якорь отклоняется в другую сторону. Таким образом, направление отклонения якоря зависит от направления тока в ка­тушке. К якорю прикреплен на плоской пружине 6 подвижный контакт 4, нахо­дящийся между двумя неподвижными контактами 5. Следовательно, эта контактная группа работает на переключение. Поляризованное реле, у которого подвижный якорь удерживается в нейтральном положении пружинами, является трёхпозиционным. При отсутствии тока в катушке пружины удерживают якорь в нейтральном положении и контакты разомкнуты; когда же в катушку поступает ток, то про­исходит соединение подвижного контакта с тем или другим неподвижным кон­тактом в зависимости от направления тока. Однако если с помощью одного из регулировочных винтов 5 привести один неподвижный контакт в соприкоснове­ние с подвижным, когда последний находится в нейтральном положении, то трехпозиционное реле превратится в двухпозиционное. В этом случае реле сра­батывает при одном направлении тока. При отсутствии тока в катушке или другом его направлении подвижный контакт остается на месте и присоединен к одному из неподвижных контактов. Нейтрального положения реле в таком слу­чае не имеет.

К поляризованным реле относятся магнитоэлектрические и электродинамиче­ские реле, работа которых основана на действии магнитного поля постоянного маг­нита на рамку с током. На рис. 9 показано устройство магнитоэлектрического реле. В зависимости от направления тока рамка 1 поворачивается в ту или иную сторону, и подвижный контакт 2приходит в соприкосновение с одним из не­подвижных контактов 3. При отключении тока рамка, а вместе с ней и подвиж­ный контакт, приходят в нейтральное положение.

Магнитоэлектрические реле являются среди всех типов электромеханических реле наиболее чувствительными: мощность сигнала, необходимого для их срабатывания, составляет величину порядка 10-10 Вт. Однако при этом создаётся очень малое давление на контактах. Поэтому магнитоэлектрические реле могут применяться для управления цепями, в которых управляемая мощность тока составляет всего несколько ватт или доли ватта.

Электродинамическое реле (рис.10) отличается от магнитоэлектрического лишь тем, что вместо постоянного магнита используется электромагнит. Подаваемый в катушку электромагнита ток называется током возбуждения Jв.

Электродинамические реле рассчитаны на больший, по сравнению с магнитоэлек­трическими реле, ток срабатывания, большее давление на контактах и, следова­тельно, большую управляемую мощность (до 50 Вт и более).

Поляризованные реле характеризуются достаточно высоким быстродействием: их время срабатывания составляет 1-5 мс

В настоящее время промышленность выпускает различные серии малогабаритных нейтральных и поляризованных реле. Самые миниатюрные из них имеют массу около 5 г

и объем
2 см3
. Такие электромагнитные реле соизмеримы с полупроводниковыми приборами, например, диодами, транзисторами.

Реле такой серии помещаются в герметический корпус, а выводы от обмоток электромагнита выводятся на цоколь через стеклянные «слёзки». Благодаря этому реле надёжно работают в любых метеорологических условиях: при высокой влажности, низком атмосферном давлении и др. Кроме того, современные малогабаритные электромагнитные реле рассчитываются на надежную работу при значительных внешних механических воздействиях, например, при больших ускорениях, интенсивных вибрациях, ударах.

Все выпускаемые промышленностью малогабаритные реле по своему функциональному назначению делятся на две группы.

К одной группе относятся реле очень высокой чувствительности по напряжению или току. Такие реле используются для преобразования очень слабых пороговых изменений контролируемых величин в значительно большие сигналы в исполнительной цепи.

К другой группе относятся менее чувствительные реле, предназначенные для использования в качестве дистанционных переключателей.

Малогабаритные электромагнитные реле являются в настоящее время одним из основных элементов автоматики и телемеханики.

Источник