Поляризованные электромагнитные реле

В отличие от рассмотренных ранее нейтральных электромагнитных реле у поляризованных реле направление электромагнитного усилия зависит от полярности сигнала постоянного тока в обмотке. Поляризация таких реле осуществляется с помощью постоянного магнита.

Существует много разновидностей поляризованных реле, которые классифицируются по ряду признаков. По конструктивной схеме магнитной цепи различают реле с последовательной, параллельной (дифференциальной) и мостовой цепями, по числу обмоток управления — однои многообмоточные, по способу настройки контактов (числу устойчивых положений якоря) — двухи трехпозиционные.

Поляризованные реле получили большое распространение в маломощной автоматике, особенно в следящих системах при управлении реверсивными двигателями.

К числу достоинств поляризованных реле относятся: высокая чувствительность, которая характеризуется малой мощностью срабатывания и составляет 10~⁵Вт; большой коэффициент управления; малое время срабатывания (единицы миллисекунд).

Недостатки по сравнению с нейтральными электромагнитными реле следующие: некоторая сложность конструкции и большие габаритные размеры, масса и стоимость.

В поляризованных реле используют дифференциальные и мостовые схемы магнитных цепей разных видов (название цепи определяется типом электрической схемы замещения электромагнитной системы). На рис. 7.8 изображено поляризованное реле с дифференциальной схемой магнитной цепи.

В этой схеме на якорь 4 реле действует два независимых друг от друга потока: поток Ф_0(п), создаваемый постоянным магнитом 3 и не зависящий от рабочего состояния схемы, в которую включено реле, и рабочий (управляющий) поток Ф_{э (р)}, определяемый намагничивающей силой катушек /, т. е. протекающим по их обмоткам током. Электромагнитное усилие, действующее на якорь 4, зависит таким образом от суммарного действия потоков Ф^ и Ф_0(п). Изменение направления электромагнитного усилия при изменении полярности тока в рабочей обмотке происходит вследствие изменения направления рабочего потока Ф_{э (р)} относительно поляризующего Ф₀₍п).

Поляризующий поток Ф_0(п) проходит по якорю и разветвляется на две части — Ф₀, и Ф₀₂ в соответствии с проводимостями воздушных зазоров слева и справа от якоря — (6_Л и 5_пр). В зависимости.

Рис. 7.8. Схема поляризованного реле с дифференциальной схемой магнитной цепи:

/ — намагничивающие катушки; 2 — ярмо; 3 — постоянный магнит; 4 — якорь; 5 — неподвижные контакты от полярности управляющего сигнала рабочий поток Ф_{э (р)} вычитается из потока Ф₀₁ в зазоре слева от якоря и прибавляется к потоку Ф₀2 справа от якоря, как показано на рисунке, или наоборот. В данном случае якорь перекинется из левого положения в правое.

При снятии сигнала якорь будет возвращаться в то положение, которое он занимал до его поступления. Таким образом, результирующее электромагнитное усилие, действующее на якорь, будет направлено в сторону того зазора, где магнитные потоки суммируются.

Поляризованные реле выпускаются трех видов. Реле, изображенное на рис. 7.8 является двухпозиционным. Если его неподвижные контакты 5 симметрично расположены относительно нейтральной линии (якорь отрегулирован симметрично), то при снятии управляющего сигнала якорь реле остается в том же положении, которое он занимал при наличии управляющего сигнала. Повторная подача управляющего сигнала прежней полярности нс вызовет изменения положения якоря. Если изменить полярность управляющего сигнала, то якорь перебросится в другое положение, и останется в нем после снятия сигнала. Такая настройка называется нейтральной, или двухпозиционной.

Если один из контактных винтов выдвинут за нейтральную линию (рис. 7.9, а), то реле является двухпозиционным с преобладанием к одному из контактов. В показанном на данном рисунке случае при выключенном реле якорь всегда прижат к левому контакту, т. е. контакту / и перебрасывается вправо лишь на время протекания в управляющей обмотке тока соответствующей полярности.

Трехпозиционное реле имеет симметрично расположенные от нейтральной линии неподвижные контакты (рис. 7.9, б). Якорь.

Рис. 7.9. Схемы поляризованных реле: а — двухпозиционного с преобладанием к одному из контактов; б — трехпозиционного;/, 2 — неподвижные контакты при отсутствии управляющего сигнала удерживается в среднем положении с помощью специальных пружин, расположенных с двух сторон, или закрепляется на плоской пружине, упругость которой создает устойчивое положение равновесия в среднем положении. При подаче сигнала в управляющую обмотку контакт на якоре замыкается в зависимости от полярности сигнала с левым или правым неподвижным контактом и возвращается в нейтральное положение после снятия сигнала.

Поляризованные реле находят широкое применение в схемах автоматики благодаря своим характерным особенностям: наличие нескольких обмоток позволяет использовать их в качестве логических элементов, небольшая мощность срабатывания — в качестве элементов контроля небольших электрических сигналов, малое время срабатывания и чувствительность к полярности входных сигналов — в качестве амплитудных модуляторов и демодуляторов. Благодаря высокой чувствительности поляризованные реле часто используют в маломощных цепях переменного тока, включая их через выпрямитель.