книги / Электромеханические аппараты автоматики

управления зазор между КС уменьшится с 8Н до 5Ь соответ­ ствующего точке А устойчивого равновесия. Дальнейшее плав­ ное (статическое) увеличение сигнала управления приводит к монотонному уменьшению зазора 8 между КС. При сигнале Х2 зазор между КС составляет 82< 8Ь что соответствует точке Б. Плавное сближение КС при монотонном изменении

неустойчивого статического равновесия: достаточно малейшего отклонения' параметров, вызывающего увеличение магнитного потока Ф в рабочем зазоре (вибрации, удары), как произойдет «срыв» КС навстречу друг другу до полного их замыкания и срабатывание геркона. По этой причине все параметры, принадлежащие точке В, снабжаются индексом «сраб», оз­ начающим срабатывание.

После срабатывания зазор между КС 84 будет равен конечному зазору б„. При конечном зазоре электромагнитное и противодействующее усилия достигают своего максимального значения (точки Д, Г на рис. 3.16). Разность между электромаг­ нитным Рэ.х и противодействующим Рмх.к усилиями определяет значение Рхи контактного нажатия при параметре срабатывания

факторов будет зависеть и контактное нажатие Рхм, что является принципиальным отличием МК от якорных элек­ тромагнитных реле.

Наиболее просто увеличить Рк и удается за счет изменения параметра X управления. Например, увеличивая МДС управле­ ния с Х3 = Хяря6 ДО значения Х4, соответствующего рабочему значению МДС Хр, можно поднять тяговую характеристику так, что электромагнитная сила Рэ к будет определяться не точкой Д, а точкой £. В этом случае увеличится и контактное нажатие. Обычно МДС Хр в 1,5—2,0 раза больше Хсраб.

Отпускание геркона происходит в тот момент, когда параметр управления вызовет снижение электромагнитной силы Рэк до значения Рых.к. Такой параметр управления называется параметром отпускания Хогп. Отпускание КС геркона проис­

димость Лвш этого участка магнитной цепи значительна и соизмерима с внутренней проводимостью Л8 рабочего зазора. Картина магнитного поля реле на герконе кососимметрична, и на рис. 3.14, а приведена лишь верхняя ее половина. Потоки Ф, и Ф2 в КС 1 , 2 в пределах обмотки изменяются по квадратичному закону, достигая максимума Фтох в точках с координатами zmax, а вне обмотки — прямолинейно в функции координаты z [22].

Область потоков рассеяния на рис. 3.14, а занимает неболь­ шое пространство, что свидетельствует о незначительных потоках рассеяния и магнитной проводимости Ad этой области. В общем случае в области рассеяния существуют:

1)потоки рассеяния, связанные лишь с обмоткой или ПМ

икасающиеся только одного из КС (потоки Ф,,0), выделенные сплошной штриховкой с отрицательным наклоном;

2)потоки рассеяния ФЛ1, Ф<,2, связанные целиком с одним

из КС и лишь касающиеся другого КС (сплошная штриховка

сположительным наклоном);

3)при управлении ПМ (рис. 3.14, б) существует еще обширная область (пунктирная штриховка с отрицательным наклоном) потоков рассеяния Ф,,12, связанных с двумя КС. Эти потоки Ф^12 в концевых неперекрывающихся участках КС, лежащих левее точки т в КС 1 и правее точки п в КС 2, направлены противоположно потоку Ф5 и являются паразитными, шунтиру­

ющими по отношению к нему, вызывают его уменьшение и снижение чувствительности системы. При увеличении расстояния г между МК и ПМ 5 и увеличении длины магнита, а также при уменьшении рабочего зазора точки т и п нулевого значения потока в КС смещаются в сторону концов геркона. При этом магнитная проводимость для шунтирующего потока Фdl2 уменьшается.

По изложенным причинам внешние участки КС от точки т до внешнего конца КС 1 и от точки п до внешнего конца КС 2 являются паразитными. Чем меньше длина этих участков, тем выше чувствительность геркона, управляемого ПМ. По­ этому герконы, управляемые ПМ, должны быть короче управляемых полем обмотки. Последние же для повышения чувствительности должны обладать увеличенной длиной L.

За рабочий поток Ф5 (с учетом потока выпучивания) можно принять максимальное значение потока Ф2тох в наиболее удаленном от ПМ КС 2. Максимальное значение Ф1та* положительного потока в КС 1 превышает значение Ф2тох на значение потока рассеяния Ф^, связанного с этим КС и не проходящего через рабочий зазор 5. Поток Ф^ создает электромагнитную силу, препятствующую замыканию КС. На КС 1 замыкается также часть потока Ф^, связанного только с КС 1, чем и объясняется разница в максимальных значениях отрицательных потоков Ф \тах и Ф '1тах.

Рис. 3.18. Схема замещения магнитной цепи геркона

Исследования показали, что в герконовых реле потоки рассеяния не превышают 5% Ф6. Тогда схема замещения магнитной цепи геркона, построенная с учетом картины маг­ нитного поля, примет вид, показан­ ный на рис. 3.18. Схема содержит

источник МДС F и последовательно соединенные магнитную проводимость Лкс КС, проводимости внешней Лвш и внутренней А6 областей. Границей между внутренней и внешней областями на оси z является координата zmax максимального потока Фтах.

В дальнейшем под внутренней магнитной проводимостью Л6 будем понимать суммарную с учетом потоков выпучивания магнитную проводимость рабочего зазора, а под внешней Лвш — внешнюю по отношению к рабочему зазору проводимость магнитной системы устройства, т. е. проводимость системы при рабочем зазоре 8 = 0. Внутренняя магнитная проводимость в первую очередь зависит от формы и геометрических размеров КС, перекрытия а и зазора 8 между ними и почти не зависит от размеров и расположения управляющего элемента (обмотки, ПМ). Внешняя магнитная проводимость почти не зависит от размеров зазора между КС, но существенно зависит от размеров КС, размеров управляющего элемента и взаимного их расположе­ ния. С достаточной точностью внутренняя и внешняя проводимо­

в рабочем зазоре. Для большинства конструкций герконов

характеристикам). Отсюда при плавном изменении сигнала управления [23, 30]

не зависит от приведенной жесткости с и составляет примерно половину от начального зазора, таккак в большинстве

Отсюда максимально допустимое значение начального за­ зора 8Н, соответствующего определенной жесткости с и мак­ симальному потоку Фтах в КС [23, 30, 48, 49, 51]:

Варьируя МДС управления, можно менять максимальный магнитный поток Фтах — ^max^h и максимальную индукцию Втах в КС. При этом будет меняться и допустимое значение начального зазора 5Н. Максимально возможное допустимое значение 8Н, называемое предельным начальным зазором 8Нп, ограничивается насыщением КС, когда индукция в них до­ стигает значения индукции насыщения В5. В этом случае тяговая характеристика достигает своего предельного положе­ ния и практически не смещается даже при значительном увеличении F. Это и ограничивает дальнейшее увеличение начального зазора [23, 30]. С учетом сказанного (3.23) можно использовать для определения предельного начального зазора:

(3.24)

ность и контактное нажатие. Кроме того, внешний магнитопровод защищает реле от воздействия внешних магнитных полей, локализует собственное поле, а соседние близко рас­ положенные устройства защищает от собственного поля реле. Внешний магнитопровод играет и роль защитного кожуха, предохраняющего реле от внешних механических воздействий.

е (рис. 3.20) между полюсами внешнего магнитопровода и КС. Для увеличения этой проводимости необходимо уменьшать е или увеличивать площадь зазора. Для этой же цели

димость системы определяется в основном внешней проводи­ мостью, поэтому внешний магнитопровод больше влияет на процесс отпускания, чем на процесс срабатывания, проходящий при начальном зазоре или зазоре срыва. МДС отпускания снижается в большей степени, чем МДС срабатывания, что ведет к снижению коэффициента возврата реле.

рис. 3.21, а включено. Тогда часть магнитного потока этого реле будет замыкаться по КС и рабочему зазору нижнего реле. Это может вызвать изменение порога срабатывания и отпускания нижнего реле, ложное замыкание или залипание его КС. Для снижения такого взаимного влияния необходимо определенным образом ориентировать реле при установке, использовать ферромагнитные экраны (рис. 3.21,6) или внешние магнитопроводы.

Повысить чувствительность реле можно не только с по­ мощью внешних магнитопроводов, но и с помощью поля­ ризации. На рис. 3.22 показаны схемы включения геркона, управляемого с помощью обмотки (рис. 3.22, а) и с помощью

Рис. 3.21. Взаимовлияние близкорасположенных герконовых реле: а —без экрана; б —с экраном

является ток нагрузки. Использование поляризации позволяет изменять настройку реле, регулировать коэффициент возврата, переключая ключ К, преобразовывать реле с замыкающими контактами в реле с размыкающими контактами, а также реализовывать некоторые логические операции.

В зависимости от функции реле определяется величина и направление поляризующей МДС Fn. Если направление

Режим I. МДС Fn поляризации и F управления направлены встречно и I Fn | > I Fcpa61, где Fcpa6— МДС срабатывания. В ис­ ходном состоянии геркон замкнут под действием МДС по­ ляризации Fnl (точка /). Увеличение МДС управления (на­ пример, за счет увеличения тока в обмотке управления)

замыканию КС (точка 3). После этого для отпускания реле

направлена встречно Fy. КС разомкнуты и для их замыкания должно быть Fy$sFy сраб6 (точка 6). Для размыкания КС МДС должна быть снижена до Fy oTn7 (точка 7).

Режим III имеет место при согласованной направленности МДС поляризации и управления, когда потоки, созданные ими, направлены в одну сторону. МДС Fn может принимать любые значения в пределах F0Tn. В исходном состоянии