Электромагнитные реле управления

Электромагнитные реле — это электромеханические реле, функционирование которых основано на воздействии магнитного поля неподвижной обмотки с током на подвижный ферромагнитный элемент, называемый якорем.

В тех случаях, когда основным источником энергии является сеть переменного тока, желательно применять реле, обмотки которых питаются переменным током.

При подаче переменного тока в обмотку реле, якорь будет притягиваться к сердечнику так же, как и при постоянном токе под действием электромагнитной силы F₃, пропорциональной магнитному потоку Ф_δ, возникающему в зазоре между якорем и сердечником и создаваемому при протекании тока в обмотке электромагнита:

Так как ток в обмотке электромагнита переменный, то и магнитный поток Ф_δ, создаваемый этим током в рабочем зазоре, будет также переменным, т. е.

После преобразований получим

или

где μ₀ - магнитная постоянная.

Изменение тока I в обмотке и соответствующее изменение электромагнитного усилия во времени изображены на рис. 11.7.

Якорь будет притягиваться к сердечнику под действием среднего значения электромагнитного усилия, т. е. его постоянной составляющей F_э.cp. Величина F_э.cp определяется путем тригонометрического преобразования формулы (11.1):

где постоянная составляющая электромагнитного усилия

а переменная составляющая

Из формулы (11.2) следует, что электромагнитное усилие меняется (пульсирует) с удвоенной частотой 2ω, обращаясь в нуль дважды за период питающего (входного) напряжения. Следовательно, якорь реле может вибрировать, периодически оттягиваться от сердечника возвратной пружиной, что вызывает износ его оси, обгорание контактов, прерывание электрической цепи и другие нежелательные явления.

Хотя переменный ток является более распространенным, чем постоянный, реле постоянного тока нашли большее применение, так как они требуют использования шихтованного магнитопровода (набранного из отдельных листов), а также специальных мер для устранения вибрации якоря. Возможно включение реле постоянного тока в сеть переменного тока через выпрямительные устройства. На рис. 11.8 изображены схемы подобных устройств.