Тема 6. Электромагнитные реле.
Тема 6.1. Назначение, конструкция и принцип работы электромагнитного реле постоянного тока.
Такие реле широко применяются в системах автоматики в качестве промежуточных реле и реле напряжения.
В исходном состоянии реле выключено, т.к. на катушку 1, намотанную на сердечник 2, напряжение питания U п не подается. При этом между сердечником и левой частью якоря 3 создается воздушный зазор d, поэтому правая часть якоря находится в нижнем положении, контакты 7 замкнуты, а контакты 8 разомкнуты. Катушка реле выполнена из медного обмоточного провода диаметром 0,01¸2 мм. Сердечник 2, якорь 3, а также ярмо 12, выполнены из электротехнической стали.
При подаче на катушку питающего напряжения U п = U вкл по ней начинает течь постоянный ток I. В результате создается постоянный магнитный поток Ф, циркулирующий из сердечника 2 по ярму 12, якорю 3, через воздушный зазор d , немагнитную прокладку 11 обратно в сердечник 2. Создаваемая при этом электромагнитная сила F э притягивает левую часть якоря к сердечнику, преодолевая усилие F пр возвратной пружины 10. Правая часть якоря при этом поднимается вверх, через траверсу 6 обеспечивая размыкание контактов 7 и замыкание контактов 8.
Реле перешло из отключенного состояния во включенное.
Если отключить питающее напряжение U п или понизить его до малого значения U выкл, то сила F э вообще пропадает или становится меньше силы F пр. Возвратная пружина 10 опускает правую часть якоря вниз, т.е. возвращает реле в исходное состояние. Контакты 7 вновь замыкаются, а контакты 8 размыкаются. Реле перешло в выключенное состояние.
Немагнитная прокладка 11 предназначена для облегчения возврата реле в исходное состояние при возможных залипаниях якоря к сердечнику (остаточная намагниченность сердечника). Изготавливается из бронзы, латуни.
Винт 4 регулирует ширину воздушного зазора d, а гайка 5 – натяжение возвратной пружины 10 (величину усилия F пр).
На электрических схемах катушка реле имеет следующее обозначение :
Тема 6.2. Конструкция и принцип работы герконового реле постоянного тока.
Герконовые электромагнитные реле имеют ту особенность, что их контакты герметизированы, что повышает их износостойкость и надежность в работе. Рассмотрим устройство простейшего реле герметичным контактом (герконом).
Внутри стеклянной герметизированной капсулы 3, наполненной инертным газом, располагаются неподвижный 1 и подвижный 2 контакты, изготовленные из сплава железа с никелем. Капсула 3 охвачена магнитопроводом 5, на части которого располагается катушка реле 4.
Если на катушку 4 подать напряжение постоянного тока U, то в ней начнет протекать ток, который создает в магнитопроводе 5 и контактах 1 и 2 магнитный поток. Под его воздействием конец подвижного контакта 2 переместится вниз и замкнется с контактом 1, в результате чего цепь коммутирующего тока I замкнется.
При снятии напряжения с катушки, магнитный поток исчезнет, упругий контакт 2 вернется в исходное положение, разомкнув цепь.
Износоустойчивость реле с герконами, способных коммутировать токи до 5 А при напряжении до 100 В, достигает нескольких десятков миллионов срабатываний.
ПРАКТИКА
1. Монтаж реле на деревянную основу.
2. Изучение принципа работы реле постоянного тока на лабораторном стенде.
3. Расчет и выбор реле постоянного тока.