 |
Особенности работы реле на переменном токе
|
|
|
|
Устройство и принцип действия электромагнитных реле
Принцип действия электромагнитных реле основан на притяжении стальной подвижной системы к электромагниту при прохождении тока по его обмотке [15,22].
На рис.2.2 представлены три основные разновидности конструкций электромагнитных реле, содержащих: электромагнит ^ 1, состоящий из стального магнитопровода и обмотки; стальную подвижную систему (якоря) 2, несущую подвижный контакт 3; неподвижные контакты 4; противодействующую пружину 5.
Проходящий по обмотке электромагнита ток Iр создает магнитодвижущую силу (МДС) wPIP, под действием которой возникает магнитный поток Ф1, замыкающийся через магнитопровод электромагнита 1, воздушный зазор δ и подвижную систему 2. Якорь намагничивается, появляется электромагнитная сила FЭ, притягивающая якорь к полюсу электромагнита. Если сила FЭ преодолевает сопротивление пружины, то якорь приходит в движение и своим подвижным контактом 3 замыкает неподвижные контакты реле 4. При прекращении или уменьшении тока Iр до значения, при котором сила FЭ становится меньше силы FП сопротивления пружины 5, якорь возвращается в начальное положение, размыкая контакты 4.
Силы и момент, действующие на подвижную систему реле
Как известно [10], электромагнитная сила FЭ, притягивающая стальной якорь к электромагниту и вызывающая движение якоря, пропорциональна квадрату магнитного потока Ф в воздушном зазоре:
а с учетом создающий его ток IP, RM – магнитное сопротивление пути, по которому замыкается магнитный поток Ф; wP – количество витков обмотки реле, то
У реле с поворотным якорем и с поперечным движением якоря (рис.2.2, б, в) электромагнитная сила FЭ образует вращающий момент:
|
|
|
Из всего этого следует, что сила притяжения FЭ и ее момент Мэ пропорциональны квадрату тока I2Р в обмотке реле и имеют, следовательно, постоянное направление, не зависящее от направления (знака) этого тока. Поэтому электромагнитный принцип пригоден для выполнения реле как постоянного, так и переменного тока и широко используется для изготовления измерительных реле тока, напряжения и вспомогательных реле логической части: промежуточных, сигнальных и реле времени.
Токи срабатывания и возврата реле, коэффициент возврата
Ток срабатывания - наименьший ток, при котором реле срабатывает Iср
Предусматривается возможность регулирования Iср изменением числа витков обмотки реле (ступенями) и момента, противодействующей пружины МП (плавно).
Ток возврата. Возврат притянутого якоря в исходное положение происходит при уменьшении тока в обмотке реле под действием пружины 5 (см. рис.2.2), когда момент МП преодолевает электромагнитный момент МЭ.ВОЗ и момент трения МТ.
Током возврата реле IВОЗ называется наибольшее значение тока в реле, при котором якорь реле возвращается в исходное положение. Током возврата реле IВОЗ называется наибольшее значение тока в реле, при котором якорь реле возвращается в исходное положение.
Коэффициент возврата. Отношение токов IВОЗ /Iср называется коэффициентом возврата кB:
У реле, реагирующих на возрастание тока, Iс.р > IВОЗ и kB < 1.
Особенности работы реле на переменном токе
При протекании по обмотке реле переменного тока мгновенное значение 
. Учитывая, что
, получаем
где k = 1/2k’.
Это выражение показывает, что электромагнитная сила (а следовательно, и МЭt) электромагнитного реле переменного тока содержит две составляющие: постоянную kI2m и переменную kI2mcos2t, изменяющуюся с двойной частотой ( = 100 Гц) тока. В результате этого, при сработанном состоянии реле, якорь реле будет находиться под действием разности двух сил FЭt – FП, меняющей свой знак. Вибрация якоря вызывает вибрацию контактов, оказывая вредное влияние на работу реле.
|
|
|
Для устранения вибрации применяется расщепление магнитного потока Фр обмотки на две составляющие ФI и ФII, сдвинутые по фазе. Расщепление потока Фр достигается при помощи короткозамкнутого витка К. Короткозамкнутый виток К охватывает часть сечения магнитопровода. Под влиянием магнитного потока ФI в витке К возникает ток Iк, создающий поток Фк. Каждый из магнитных потоков создает силы FЭI и FЭII, кривые изменения которых смещены по фазе так же, как и магнитные потоки. В результате этого при уменьшении одного из потоков второй нарастает, не позволяя электромагнитной силе понизиться до нуля.
|
|
|
