Пояснения к работе. Электромагнитные реле, получившие широкое распространение в

Электромагнитные реле, получившие широкое распространение в

электроавтоматике, часто обладают сравнительно невысокой надежностью.

Наименее надежными элементами реле являются контакты,

коммутирующие цепи нагрузки, что объясняется их подверженность

эрозии. Электромагнитные реле обладают низким быстродействием

(значительным временем срабатывания и отпускания – свыше 10^-2 с), что

затрудняет их применение во многих современных устройствах

электроавтоматики. Причиной замедленного действия электромагнитного

реле является наличие в его конструкции подвижного якоря с

относительно большой массой, обуславливающей инерционность

подвижной системы.

Существует несколько способов борьбы с перечисленными выше

недостатками электромагнитных реле. Так, например, современные

поляризованные реле обладают хорошим быстродействием (до 2-5 мс),

вакуумные реле не подвержены разрушающему действию окружающей

среды. Однако и эти аппараты обладают многими недостатками (большая

стоимость, сложность конструкции и эксплуатации).

Существенное повышение требований к надежности,

быстродействию и сроку службы коммутационных элементов,

применяемых в системах управления, устройствах автоматического

контроля, телеметрии, измерительной и вычислительной техники, привело

к созданию новых устройств – магнитоуправляемых контактов и реле на

их основе.

Магнитоуправляемые контакты (МК) простейшей конструкции

(рис.9.1) представляют собой миниатюрную стеклянную колбу 1 с

впаянными ферромагнитными (пермаллоевыми) пластинами 2 (концы

которых перекрывают друг друга), и между ними оставлен зазор 3. При

воздействии внешнего магнитного поля на пластины действует тяговое

усилие, сближающее их. Соприкасающиеся поверхности пластин покрыты

серебром, золотом, родием или другими материалами, снижающими

переходное контактное сопротивление и предохраняющими электроды от

залипания (покрытие толщиной 10-20 мкм). Пластины выполняют

функции магнитпровода, контактных пружин и электрических контактов.

Для улучшения условий дугогашения при размыкании контактов колба

заполняется инертным газом (азотом, водородом) при нормальном или

повышенном давлении или в ней создается разрежение.

Рис. 9.1 Нейтральный замыкающий МК: 1 – стеклянная колба, 2 –

ферромагнитные пластины, 3 – воздушный зазор, 4 – выводы контактов

Управление МК можно производить при помощи постоянного

магнита, под действием поля которого пластины замыкаются, однако чаще

МК управляются обмотками с током. Возможны реле с одним или

несколькими МК, имеющими замыкающие или размыкающие контакты.

Реле с МК имеют следующие преимущества:

1. Высокая надежность коммутации.

2. Длительный срок службы: они обеспечивают до 10¹² срабатываний.

3. Высокое быстродействие: время срабатывания составляет 0.5÷1 мс,

отпускания – 0.3÷0.5 мс.

4. Малая стоимость.

5. Высокая стойкость к кратковременным электрическим

перенапряжениям до 5-6-кратного значения номинального напряжения.

6. Высокая стабильность контактного сопротивления.

Рис. 9.2 Конструкция реле: 1 – геркон, 2 – подвижный диск, на котором

крепится геркон, 3 – неподвижный диск (основание), 4 – токовая шина, 5 –

хомут крепления реле

Конструкция испытуемого токового реле представляет собой

катушку с размещенным внутри нее герконом. Эта конструкция может

быть использована на номинальные токи до нескольких десятков ампер.

При токах в несколько сот ампер и выше рационально использовать саму

шину как источник МДС, вызывающий срабатывание геркона.

Конструкция такого реле показана на рис.9.2. В этом реле на основании 3,

прикрепленном к шине 4 хомутом 5, размещен диск 2 с укрепленным на

нем герконом 1. Диск 2 может поворачиваться на оси относительно

основания 3 на различные углы. Изменение угла поворота диска 2 меняет

соответственно угол между осью геркона и осью шины, что влияет на

намагниченность магнитной системы геркона, а следовательно, и на ток

срабатывания геркона.

В лабораторной установке вместо шины (из-за отсутствия

многоамперной установки) используется многовитковая катушка в виде

прямоугольной рамки, на одной из сторон которой закрепляется реле.

Такая система эквивалентна шине, ток которой равен IW, где W – число

витков, а I – ток, протекающий по виткам рамки. При такой конструкции

мы можем использовать источник тока, дающий несколько десятков ампер

(порядка 20-30 А), вместо источника тока, рассчитанного на сотни ампер.