Поляризованные реле.
Поляризованные реле называются так потому, что их срабатывание зависит от полярности тока катушки. От неполяризованных (нейтральных) реле они отличаются тем, что, кроме магнитного потока, который создается обмоткой электромагнита, в них имеется дополнительный поляризующий поток, который, как правило, создается постоянным магнитом.
Поляризованные реле имеют более высокую чувствительность, чем нейтральные. Мощность их срабатывания составляет 0,01—0,001 вт, в то время как наиболее чувствительные нейтральные реле имеют мощность срабатывания 0,5—1 вт.
По характеру исполнения магнитной цепи поляризованные реле делятся на реле с последовательной, с параллельной и с мостиковой магнитной цепью.
В поляризованном реле с последовательной магнитной цепью (рис. 8.22, а) рабочий и поляризующий магнитные потоки имеют один и тот же путь, последовательно проходя все участки магнитной цепи. Если рабочий и поляризующий потоки действуют согласно, то якорь притягивается, в противном случае — нет. Якорь возвращается в положение наибольшего зазора с помощью пружины.
Чувствительность таких реле невысокая, так как магнитная проницаемость постоянного магнита значительно ниже стали сердечника электромагнита. Постоянный магнит подвергается сильному размагничивающему действию со стороны рабочей обмотки, что может нарушать работоспособность реле. Поэтому такие реле в настоящее время применяются редко.
В поляризованном реле с параллельной магнитной цепью (рис. 8.22, б) якорь размещается между двумя полюсными башмаками так, что магнитный поток постоянного магнита, проходя по якорю, разветвляется на две составляющие Ф' и Ф", выходящие из него в две противоположные стороны — к левому и правому башмакам. Когда якорь находится в среднем положении, силы притяжения якоря к полюсам равны и суммарная сила равна нулю. Якорь находится в неустойчивом равновесии. При малейшем смещении якорь займет крайнее левое или правое положение. При появлении тока в обмотке реле магнитный поток Фэ в одном башмаке будет направлен против магнитного потока постоянного магнита, а в другом — будет действовать согласно с ним.
Рис. 8.23
В результате якорь реле будет притянут к тому башмаку, в котором магнитные потоки направлены согласно. Таким образом поляризованные реле с параллельной магнитной системой используют дифференциальный принцип действия, что обеспечивает повышенную чувствительность и скорость срабатывания реле.
Поляризованное реле с мостиковой магнитной цепью (рис. 8.22, в) работает, как и предыдущие, по дифференциальному принципу. Разница в том, что там суммирование потоков происходит в двух местах, а здесь — в четырех. Благодаря этому магнитный поток в якоре в момент срабатывания реле равен нулю. Это обстоятельство способствует повышению чувствительности реле.
Реле с последовательной магнитной цепью могут быть только реле двухпозиционными одностороннего действия с возвратом за счет пружины. Характеристика действия такого реле приведена на рис. 8.23, а. В таком реле при отсутствии тока в обмотке якорь всегда находится у одного полюса магнитной системы. Реле срабатывает только при определенном направлении тока в обмотке. При исчезновении тока якорь возвращается в исходное положение (сплошная линия).
Реле с параллельной магнитной цепью могут иметь различные характеристики. Наиболее распространенной для них будет характеристика, приведенная на рис. 8.23,6. Такое реле является двухпозиционным, двустороннего действия. Срабатывание реле произойдет при направлении тока в обмотке, противоположном направлению при предыдущем срабатывании. После срабатывания якорь остается в том положении, в котором он находился, в положении срабатывания. У такого реле один из контактов всегда замкнут.
Реле с мостиковой магнитной цепью могут иметь различные характеристики, но наиболее типичной является характеристика трехпозиционного реле (рис. 8.23, в). Если обмотка реле не обтекается током, то якорь находится в среднем положении между полюсами, и оба контакта разомкнуты. При протекании тока в обмотке якорь будет притянут к левому или правому контакту в зависимости от направления тока в обмотке. Якорь возвращается в среднее положение с помощью пружины. Часто в качестве пружины используется пластинка, на которой закреплен якорь.
На рис. 8.24 приведен общий вид поляризованного реле типов РП-4, РП-5 и РП-7, которые применяются в схемах автоматики, устройствах связи и сигнализации. Реле РП-4 и РП-7 двухпозиционные, реле РП-5 трехпозиционное. На рис. 8.24: цоколь 1 со штепсельным разъемом и двумя штырями для крепления штепсельного разъема в панели, 2 — корпус из силумина, в который запрессован Г-образный постоянный магнит 7 и стальной вкладыш 6 с отверстиями для крепежных винтов 5, 3 — разъемный магнитопровод с полюсными наконечниками 5, которые крепятся к основанию винтами <5, 4 — катушка с обмоткой, 9 — якорь, связанный со скобой 10 плоской пружиной //, которая является осью вращения якоря. Винтами крепления 12 скоба с якорем крепится к фарфоровому основанию 13 контактной системы. 22 и 15— стойки с регулировочными винтами 21 и 16 и стопорными винтами 20 и 17. Винтами 14 фарфоровое основание контактной системы крепится к основанию реле. Якорь имеет на конце две пружины 18 из оловянно-фосфористой бронзы толщиной 0,2 мм. На концах пружин укреплены подвижные контакты 19, которые выполнены из платины и имеют сферическую форму. Кроме регулировочных винтов 21 и 16 неподвижных контактов, ряд других деталей также представляет некоторые возможности для регулировки реле. Полюса магнитопровода могут несколько сдвигаться и раздвигаться на винтах 8. Фарфоровое основание контактной системы также может несколько .сдвигаться на винтах 14. Скоба крепления якоря также может несколько смещаться вверх и вниз. Перемещая эти детали, можно осуществлять регулировку реле. Реле типов РП-4, РП-5 и РП-7 могут иметь от 1 до 7 отдельных обмоток. Напряжение цепи, тВ которую включаются контакты реле, 24 в, а ток при активной нагрузке — не более 0,2 а. Расстояние между подвижным и неподвижным контактами в пределах 0,06—0,08 мм. Ток срабатывания реле от 0,4 до 13 ма. Для создания контактного давления в 7 г, при котором контакты не вибрируют, необходим ток, превышающий в 5—10 раз ток срабатывания.
Рис. 8.25
Кроме описанных поляризованных реле, имеются и другие типы реле различного назначения.
Язычковые реле (рис. 8.25) представляют собой катушку /, внутри которой расположен один или несколько магнитоуправляемых контактов 2 (см. рис. 5.10 и 5.11). Снаружи реле защищено стальным чехлом (кожухом). Ампер-витки срабатывания реле с одним замыкающим контактом лежат в пределах от 50 до 110 ав, а отпускания от 20 до 60 ав. Коэффициент возврата реле &B=0,25-f-0,5. Мощность срабатывания от 0,05 до 0,2 вт. Реле изготовляются на номинальные напряжения: 6, 12, 24, 48 и 60 в. Коммутируемый ток до 1 а, а мощность до 15 вт.
Достоинством реле является простота конструкции, высокая надежность, большой срок службы (на два порядка выше, чем для реле, контакты которого работают на воздухе), малое время срабатывания (0,5—2 м/сек). Недостатки реле: сравнительно небольшие коммутируемые токи, низкая перегрузочная способность контактов, дребезжание контактов, неприспособленность для коммутации очень малых напряжений. Эти реле применяются в радиоэлектронных устройствах, автоматических системах управления, счетно-решающих устройствах и др.
Миниатюрные язычковые реле с одним магнитоуправляемым контактом бывают диаметром от 9—19 мм, длиной 24—35 мм, объемом 1,8—9 см3, весом 5—20 г. Ампер-витки срабатывания 20—50 ав, отпускания 8—30 ав. Коэффициент возврата 0,2—0,6. Мощность срабатывания 0,02—0,15 вт. Номинальное напряжение: 6, 12, 26, 48 и 125 в. Ток, коммутируемый реле, 0,1—0,125 а, а мощность 3—4 вт.
Вакуумные язычковые реле содержат вакуумные магнитоуправляемые контакты. Применяются для коммутации токов от 3 до 4 а и напряжений до 5000 в.
Реле типа РКН (рис. 8.26) имеет круглый сердечник, Г-образный корпус и Г-образный якорь, вращающийся на «ножевой» опоре — трехгранной призме, сделанной заодно с корпусом. Контактная система состоит из одной или двух контактных групп. Ток срабатывания 1,3—35 ма. Реле применяется в схемах автоматики подвижных объектов, в установках связи и сигнализации.
Реле типа РКМ-1 имеет уменьшенный габарит с круглым сердечником и предназначено для работы в переносной и подвижной аппаратуре автоматики. Реле похоже по конструкции на реле РКН, но с той разницей, что якорь не имеет «ножевой» опоры. Ток срабатывания 3,5—24 ма.
Реле с плоским сердечником типа РПН (рис. 8.27) отличается конструктивно от предыдущих двух тем, что имеет плоский сердечник и Г-образный плоский якорь. Контактная система состоит из одной, двух и трех контактных групп. Ход якоря 1,1 —1,5 мм. Ток срабатывания реле 1,8—22 ма.
Миниатюрное реле типа РЭС10 (рис. 8.28) предназначено для эксплуатации в передвижной аппаратуре. Реле имеет алюминиевый чехол. Вес реле 7,5 г. Время срабатывания не более 8 м/сек, ток срабатывания 6—80 ма.
Сверхминиатюрное реле типа РЭС15 (рис. 8.29) имеет вес не более 3,2 г, защищено алюминиевым чехлом, мощность срабатывания — 0,15 вт. Применяется в установках, работающих в условиях больших колебаний температуры.
Кодовые реле типа КДР1 (рис. 8.30) широко используются в схемах автоматики и особенно в устройствах сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте. Они могут иметь до 30 контактных пружин. Мощность срабатывания — 1 вт, номинальная мощность 3,9 вт, время срабатывания 15—120 м/сек, время отпускания до 15 м/сек.
Многоконтактное унифицированное реле МКУ-48 (рис. 8.31) служит для управления питающими и сигнальными цепями в стационарной аппаратуре автоматики, телемеханики и связи при напряжении 220 в постоянного тока, 380 в переменного тока. Вес реле до 500 г, магнитопровод Ш-образной формы, якорь плоский.
Ампер-витки срабатывания реле на постоянном токе 130— 230 ав, а на переменном 185—300 ав. Коэффициент возврата реле на постоянном токе 0,4—0,5, на переменном 0,5—0,55. Катушка реле имеет номинальное напряжение 48 в. Реле типа МКУ-48 является универсальным и используется для постоянного и переменного тока. Оно имеет мощную контактную систему и может коммутировать токи до 5 а.
