Электромагнитные реле

Электромагнитные реле, благодаря простому принципу действия и высокой надежности, получили широкое применение в системах автоматики и в схемах защиты электроустановок. Электромагнитным называется реле, у которого контакты перемещаются при притягивании якоря к сердечнику электромагнита, по обмотке которого протекает ток. Электромагнитные реле делятся на реле постоянного и переменного тока.

Реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Нейтральные реле одинаково реагируют на постоянный ток обоих направлений, протекающий по его обмотке, а поляризованные реле реагируют на полярность управляющего сигнала.

Электромагнитное нейтральн ое реле состоит из трех основных частей: контактной системы, магнитопровода (ярмо, сердечник, якорь) и катушки. В настоящее время в технике применяются электромагнитные реле различных конструктивных форм, но наиболее распространёнными являются реле с поворотным якорем (рис. 4.6). Реле состоит из контактных пружин 1 с контактами 2; якоря 3; латунного штифта отлипания 4, служащего для облегчения отрыва якоря от сердечника при выключении управляющего сигнала, каркаса с обмоткой 5, сердечника 6 и ярма 7. При протекании электрического тока по обмотке 5 возникает магнитное поле. Магнитный поток замыкается через ярмо 7, якорь 3, воздушный зазор между якорем и сердечником 6, и через сердечник. Сердечник и якорь намагничиваются, в результате чего возникает электромеханическая сила, и якорь притягивается к неподвижному сердечнику. При этом конец якоря сжимает контактные пружины 1 и замыкает (размыкает) контакты 2. При отключении обмотки от сети исчезает сила, притягивающая якорь к сердечнику и под действием контактных пружин якорь возвращается в исходное положение. На якоре снизу имеется немагнитный штифт отлипания, который служит для облегчения отхода якоря от сердечника при выключении тока, поскольку он затруднён из-за остаточного магнетизма сердечника.

Реле переменного тока срабатывают при подаче на их обмотки тока определенной частоты, то есть основным источником энергии является сеть переменного тока.

Конструкция реле переменного тока напоминает конструкцию реле постоянного тока, только сердечник и якорь изготавливаются из листов электротехнической стали, чтобы уменьшить потери на гистерезис и вихревые токи. Если не предпринимать специальных мер, то электромеханическая сила, с помощью которой притягивается подвижный якорь, является пульсирующей и проходит через нуль дважды за период питающего напряжения (кривая F₂ на рис. 4.7-а). Для устранения вибраций якоря торец неподвижного сердечника расщепляется на две части (рис. 4.7-б), на одну из которых насаживается медный короткозамкнутый виток, выполняющий роль экрана. При подаче переменного питающего напряжения на обмотку реле по сердечнику проходит переменный магнитный поток Ф, который у конца сердечника разветвляется. Часть магнитного потока Ф ₂ проходит через неэкранированную половину конца сердечника, а другая часть магнитного потока Ф ₁ проходит через экранированную половину. Магнитный поток Ф ₁ наводит в короткозамкнутом витке ЭДС, создающую ток, который, в свою очередь, вызывает магнитный поток Ф ₃, направленный навстречу потоку Ф ₁. В результате воздействия Ф ₃поток Ф ₁ отстает по фазе относительно потока Ф ₂ на угол 60…80°. Потоки Ф ₁ и Ф ₂ создают электромеханические усилия F ₁ и F ₂ (рис. 4.7-а), сдвинутые между собой также на угол 60-80°. Поэтому суммарное электромеханическое усилие, прилаженное к ярму (F _эм на рис. 4.7-а) никогда не равно нулю, поскольку обе его составляющие F ₁ и F ₂ проходят через нуль в разные моменты времени. Наибольшее распространение в настоящее время получили электромагнитные реле переменного тока универсальной серии РПУ-0, РПУ-1, РПУ-2, РПУ-4,ПЭ-21, РП-20 и РПД.