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.