книги / Элементы автоматики и счетно-решающие устройства

шееся значение тока /, проходящего через сопротивление Яя (так

как конденсатор не пропускает постоянного тока), будет значи­ тельно меньше и не вызовет перегрева обмотки. Кривая переходного процесса для этой схемы показана на рис. 3.8 пунктиром. Ориенти­ ровочный выбор величины емкости конденсатора может быть сде­ лан по условию

АКд

Время срабатывания реле в такой схеме будет тем меньше, чем больше емкость конденсатора и чем больше величина отношения Ra/R. Максимально возможную величину /?д выбирают по условию

минимально допустимого установившегося тока:

с помощью шунтирования его обмотки конденсатором С. В этом случае при замыкании ключа ток I переходного режима вначале проходит через емкость, обходя индуктивность L реле, представ­

ляющую для него значительное сопротивление. Ток в обмотке реле начинает нарастать только к концу переходного режима, когда скорость изменения тока i становится уже небольшой, что и вызы­

вает замедление срабатывания, пропорциональное величине емко­ сти конденсатора С. Величина установившегося тока по-прежнему

определяется суммой добавочного сопротивления /?д и сопротив­ ления реле R.

На рис. 3. 9, в приведена схема замедления срабатывания реле

с помощью дополнительной короткозамкнутой обмотки II, обла­ дающей индуктивностью LK и очень незначительным активным сопротивлением RK. Эту обмотку часто изготовляют в виде массив­

ной медной втулки, надеваемой на сердечник магнитопровода реле под основной обмоткой и являющейся короткозамкнутым витком. При переходном режиме включения реле в этой втулке индуктиру­ ется ток, создающий магнитный поток Фк, противоположный по направлению основному магнитному потоку Ф и задерживающий его нарастание. Время нарастания магнитного потока Ф до вели­ чины Фср удлиняется и время срабатывания реле увеличивается (рис. 3.9, в).

3 .1 .4 . Поляризованные реле

Поляризованное реле отличается от обычного электромагнит­ ного реле наличием дополнительного постоянного магнита, а также зависимостью направления перемещения якоря от полярности на­ магничивающего тока. В сочетании с высокой чувствительностью, большим коэффициентом управления и малым временем срабаты­ вания возможность реагирования на полярность управляющего

сигнала делает поляризованные реле незаменимыми в маломощной автоматике, в особенности для маломощных электрических следя­ щих систем, в которых направление вращения электродвигателя должно зависеть от полярности управляющего сигнала.

Принципиальная схема одного из вариантов конструкции по­ ляризованного реле показана на рис. 3. 10. Основными деталями конструкции являются намагничивающие катушки 1 и 2, создаю­ щие в стальном ярме 3 магнитный поток Фэ одинакового направ­ ления, и постоянный магнит 4, создающий магнитный поток Ф0.

Рис. 3.10. Поляризованное реле:

Л 2—кату ш ки ; 3—я р м о ; 4—м агн и т; 5—як о р ь; 5—к о н ­ т а к т ы

Поток Ф0 проходит через стальной подвижной якорь 5 и разветв­ ляется по двум частям ярма на потоки Ф1 и Ф2. Первый из них

совпадает с направлением магнитного потока намагничивающих катушек, а другой противоположен ему. Перемещение якоря в воздушном зазоре ярма ограничивается неподвижными контак­ тами 6. На конце якоря имеется средний контакт, замыкающийся

в зависимости от полярности управляющего сигнала в намагничи­ вающих катушках с левым или правым неподвижным контактом.

Принцип работы поляризованного реле заключается в сле­ дующем. При отсутствии управляющего сигнала (т. е. потока Фэ)

и он должен находиться в равновесии. Однако это равновесие ни­

чем не поддерживается и является неустойчивым, т. е. практически никогда не может быть достигнуто. Достаточно хотя бы очень не­ большого смещения якоря от нейтрального положения, чтобы из­ менились величины магнитного сопротивления воздушных зазоров слева и справа от якоря, а значит, и величины магнитных потоков.

Для положения, показанного на рис. 3. 10,

Ф1 = -^ + Д Ф ; Фа= - |2 — ДФ,

где ДФ — изменение величины потоков Ф1 и Фг при перемещении

якоря.

Следовательно, результирующая сила F уже не будет равна

нулю и заставит якорь двигаться влево (или вправо в зависимости от начального смещения якоря), причем величина ее по мере дви­ жения якоря будет все время нарастать:

Движение якоря прекратится, когда он коснется неподвижного

Япр

f*05B

По аналогии с законами электрических цепей для потоков в двух параллельных магнитных цепях можно написать равенства (пренебрегая магнитным сопротивлением стали)

Ф0 = Ф 1+ Ф2,

Ф| _ ^пр ^лев откуда легко найти соотношения

Сила притяжения якоря, как следует из полученного выраже­ ния, пропорциональна квадрату магнитного потока постоянного1 магнита и смещению якоря х, зависящему от смещения Хо контакта

относительно нейтральной линии (т. е. от регулировки контакта). Теперь в обмотку реле надо подать управляющий сигнал такой полярности, чтобы создать поток Фэ в направлении, указанном на рис. 3.10 стрелкой, по величине больший, чем поток ДФ, прижи­ мающий якорь к левому контакту. Тогда якорь реле перебросится в правое положение, а если затем изменить полярность сигнала, то он вернется опять в левое положение. Следовательно, положение якоря и замыкание контактов зависят от полярности управляющего

сигнала. Условием срабатывания реле будет неравенство

Ф9> ДФ.

Общие величины магнитных потоков в левой и правой частях воздушного зазора будут равны соответственно

Ф„ Фо+Д Ф — ф9;

Фпр= ^ -° -Д Ф + Ф9.

После перехода якоря в правое положение знаки ДФ в этих выра­ жениях изменятся. Поэтому, полагая, что ФЭ=ДФ, получим дляь правого положения якоря

Флев= —— 2ДФ; 2

®„P = f + 2 A ® .

При этом результирующая сила притяжения якоря

будет по крайней мере вдвое больше, чем сила притяжения в не>- рабочем положении (при отсутствии управляющего сигнала). В от­ личие от обычного электромагнитного реле силы, создаваемые на­

магничивающей катушкой и постоянным магнитом, играющим роль, аналогичную роли упругих пружин электромагнитного реле, скла­ дываются. Этим и объясняется, что при очень малой управляющей мощности поляризованные реле могут управлять относительно мощными электрическими цепями. Время срабатывания реле мало благодаря тому, что после перехода якорем нейтрального положе­ ния сила притяжения быстро возрастает, в то время как противо­ действующая сила падает до нуля.

Рис. 3.11. Способы настройки контактов реле

Магнитодвижущую силу, необходимую для срабатывания по­ ляризованного реле, можно определить из условия

т. е. магнитодвижущая сила срабатывания пропорциональна вели­ чине потока постоянного магнита и смещению якоря х, когда он

притянут к ярму. Из сравнения формул (3. 17) и (3. 18) видно, что для заданной конструкции поляризованного реле требования по­ лучения максимального контактного давления и минимальной маг­ нитодвижущей силы срабатывания противоречивы. При регулиров­ ке контактов увеличение Хо дает увеличение контактного давления,

но одновременно увеличивает магнитодвижущую силу срабатыва­ ния и наоборот.

В рассмотренном реле неподвижные контакты были расположе­ ны по обе стороны от нейтральной линии магнитной системы. При такой н е й т р а л ь н о й н а с т р о й к е (рис. 3. 11, а) контактов якорь реле при выключении управляющего сигнала остается в том же положении, в котором он был при включенном управляющем сигнале. Для переключения якоря в другое положение необходимо приложить управляющий импульс другой полярности, после сня­ тия которого якорь опять останется в том же положении.

личающееся от обычного электронного реле только наличием до­ полнительного конденсатора С в цепи сетки лампы. Схема про­

стейшего электронного реле времени приведена на рис. 3. 13, о, а анодносеточная характеристика схемы — на рис. 3.13, в. При замкнутом контакте К конденсатор заряжен до отрицательного на­ пряжения — Ucо, запирающего лампу. При размыкании контакта

отрицательный потенциал сетки лампы уменьшается постепенно,

x= C R c — постоянная времени контура С —R c.

Следовательно, напряжение сеточного смещения ис убывает по

закону (рис. 3.13, в)

Время срабатывания тем больше, чем больше С и /?с, однако выбор слишком больших значений С и Rc ограничивается влиянием ска­