Электромагниты и реле

Электромагниты — это электромеханические устройства, пре­образующие двоичные управляющие сигналы в фиксированное линейное или угловое перемещение рабочих органов.

Они широко используются в АСУ ТП для открытия и закры­тия клапанов, заслонок и вентилей, а также в коммутационных устройствах (реле, контакторы, пускатели). Они применяются в распределительных устройствах пневмо- и гидроприводов для уп­равления потоком газа или жидкости, электромагнитных муфтах, устройствах защиты (тепловое или токовое реле, автоматические предохранители).

Электромагниты (рис. 6.17) могут быть постоянного и пере­менного тока с управляющим напряжением от 6 до 220 В и разви­ваемым усилием от долей до десятков и сотен ньютонов; они бы-

148

вают удерживающие и приводные, дроссельного и соленоидного типа.

На рис. 6.18 представлены основные типы электромагнитов, используемых для управления распределительными устройствами пневмо-и гидроприводов.

При подаче тока в катушку 1 создается электромагнитная сила, под действием которой якорь 3 поворачивается (рис. 6.18, а, в) или перемещается (рис. 6.18, б, г) в направлении сердечника 2. При этом преодолевается сила противодействующей пружины 4. При снятии тока якорь возвращается в исходное состояние под действием пружины. На рис. 6.18, в показана дифференциальная конструкция поворотного электромагнита, обеспечивающая по­ворот якоря по часовой или против часовой стрелки при подаче тока в правую или левую катушку, а на рис. 6.18, г — конструкция соленоидного электромагнита с конической формой воздушного зазора, что позволяет повысить развиваемое электромагнитом уси­лие.

Удерживающие электромагниты используются для закрепления деталей на станках (например, шлифовальных), в подъемных ме­ханизмах (для погрузки стальной стружки или металлолома), для удержания в закрытом состоянии входных дверей подъездов в до­мах.

Приводные электромагниты перемещают рукоятки управления станками, обеспечивают работу электромагнитных муфт. Широкое

применение они нашли в составе пневмо- и гидроаппаратуры. Это, в первую очередь, пневмо- и гидроэлектроклапаны, управляющие расходом газа и жидкости соответственно в пневмо- и гидроприво­дах. Например, пневмоэлектроклапан ПЭК-47 обеспечивает пода­чу в пневмопривод сжатого воздуха давлением 47 • 10⁵ Па.

Электромагниты являются главными элементами электромаг­нитных реле.

Электромагнитные реле — это электромеханические устройства, замыкающие или размыкающие электрические цепи под действием двоичных управляющих сигналов.

При незначительной мощности сигнала управления, подавае­мого в обмотку реле, оно способно управлять значительной мощ­ностью в цепи нагрузки. Таким образом, электромагнитное реле можно рассматривать как усилительный элемент, причем с коэф­фициентом усиления в сотни тысяч раз.

Ассортимент реле очень широк. Они                                                                                                                                                                                                                                                       

могут быть постоянного и переменного                                                                                                                                                                                                        

тока, иметь всего два контакта или не-   

                                                                                                                                                                                                                                              .

сколько десятков контактов (рис. 6.19).                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

Управляются электромагниты и реле,     

как правило, с помощью транзисторов, работающих в ключевом режиме (рис. 6.20).

Обмотка электромагнита L включает­ся в коллекторную цепь транзистора

При подаче на базу транзистора прямо­угольного открывающего импульса по обмотке электромагнита течет максимальный ток, обеспечивающий его срабатывание. При закрытии транзистора ток в обмотке практически мгновенно па­дает до нуля. Это вызывает появление значительной ЭДС самоин­дукции е, препятствующей падению тока и увеличивающей на­пряжение на коллекторе до опасного значения.

С целью предохранения транзистора от выхода из строя обмот­ку электромагнита шунтируют диодом или стабилитроном VD с напряжением стабилизации, не превышающим допустимого на­пряжения на коллекторе за вычетом напряжения питания. В этом случае ЭДС самоиндукции «разряжается» через стабилитрон, обес­печивая протекание тока разряда /_р и ограничивая величину на­пряжения на коллекторе транзистора.