Электромагнитные реле тока и напряжения «Воспринимающим элементом»

Реле напряжения применяют для контроля уровня напряжения (х(t)=U(t)) в электрической цепи и передачи информации о контролируемой величине в другую цепь с помощью коммутирующего контакта.
Реле тока и реле напряжения имеют одинаковую структуру (рис. 4.1), но функциональные части реле имеют конструктивные отличия. Существенно отличие в исполнении электромагнитной (втягивающей) катушки электромагнитного механизма реле. У реле тока обмотка катушки выполнена толстым проводом и имеет небольшое количество витков, что обеспечивает малое сопротивление протекающему по ней току. Сопротивление обмотка катушки реле напряжения большое. Оно создается большим количеством витков тонкого провода. Обмотку обычно включают на полное напряжение сети.
В поляризованном реле (это реле постоянного тока) установлен поляризованный электромагнитный механизм (см. [1] п.4.9). При одном направлении тока в катушке якорь притягивается к соответствующему полюсу сердечника ЭММ и при этом срабатывают контакты одной группы, при другом направлении тока якорь перемещается к другому полюсу и срабатывают контакты другой группы. Характеристика управления поляризованного реле без самовозврата может быть представлена нелинейностью 5 по табл. 4.1.
Электромагнитные реле характеризуются следующими основными параметрами.
Напряжение (ток) срабатывания реле (х_ср) – наименьшее значение напряжения на клеммах катушки ЭММ или наименьшее значение тока в ней, при которых якорь надежно притягивается к сердечнику, а замыкающие контакты переходят из разомкнутого состояния в замкнутое. В паспорте реле указано номинальное напряжение, на которое рассчитано включение ЭММ, несколько превышающее напряжение срабатывания. Этим обеспечивается надежность срабатывания реле.
Напряжение (ток) отпускания реле (х_от) – наибольшее напряжение на клеммах катушки ЭММ или наибольший ток в ней, при которых тяговое усилие, действующее на якорь ЭММ, уменьшается до значения, необходимого для надежного отпадания якоря от сердечника, а замыкающие контакты переходят из замкнутого состояния в разомкнутое состояние.
Коэффициент возврата реле – отношение напряжения (тока) отпускания к напряжению (току) срабатывания.
Время срабатывания реле (τ_ср)– промежуток времени с момента подачи напряжения срабатывания на катушку реле до момента переключения его контактов.
Время отпускания реле (τ_от) – промежуток времени с момента снятия напряжения с катушки до момента возвращения контактов в исходное положение.
Уставка реле – величина напряжения или тока, на которую настроено реле и при которой оно срабатывает или отпускает.
Реле максимального тока настраивают по току срабатывания (х_ср=I_ср). Например, катушки реле максимального тока серии РЭВ выполняют на номинальные токи от 2,5 до 600 А. Уставка по току срабатывания ограничивается пределами I_ср =(1,1…7)I_ном.р относительно номинального тока катушки реле I_ном.р. Коэффициент возврата k_B=0,2…0,4. Реле выполняются с самовозвратом и с ручным возвратом. В последнем случае используют механическую передачу с защелкой (см. [1] п. 4.2).
Реле минимального напряжения настраивают на напряжение отпускания (х_от=U_от). Например, реле минимального напряжения серии РЭМ в зависимости от исполнения рассчитаны на напряжения втягивающей катушки 24, 55, 110, 220 В постоянного тока. Напряжение отпускания у реле напряжения составляет 15…45% от номинального значения напряжения катушки. Коэффициент возврата от 0,3 до 0,8.
Реле минимального напряжения остается включенным, пока контролируемое им напряжение не окажется ниже минимального допустимого значения. Поэтому уставка реле минимального напряжения несколько ниже этого значения. Когда напряжение упадет до значения уставки реле на отпускание, оно отключится и тем самым вызовет отключение нагрузки (например, электродвигателя).
Реле максимального напряжения срабатывает и отключает контролируемое устройство, если напряжение в цепи превысит допустимое значение. Уставка на срабатывание (включение) реле несколько выше предельно допустимого значения напряжения, и пока напряжение в цепи не превысит это значение, реле остается в отключенном состоянии. Если же напряжение в цепи достигнет значения уставки реле на срабатывание, то реле максимального напряжения включится и вызовет этим отключение нагрузки (двигателя в электроприводе).
Коммутирующие контакты максимальных и минимальных реле в электроприводе обычно включают в цепи катушек контакторов, с помощью которых отключают электродвигатели от питания.
Промежуточные реле, например типов РП-41, РП-42, ЭП-41, применяют для размножения сигналов управления, то есть для увеличения числа коммутирующих контактов, если количество контактов какого-либо реле или вспомогательных контактов контактора в схеме управления недостаточно или допустимый ток на контактах слишком мал.
Герконовые реле в своей конструкции совмещают магнитопровод ЭММ, механическую передачу (МП) и коммутирующий контакт (КК), выполненный в виде плоских пружинящих пластин из сплава пермаллой с высокой магнитной проницаемостью. Пластины помещают в стеклянный баллон, заполняют его инертным газом и герметизируют. Если такой герметизированный контакт (геркон) поместить внутрь катушки (рис. 4.2а) и по обмотке w катушки пропустить ток I_у , то возникший магнитный поток, проходя по пластинам контакта, вызовет появление электромагнитной силы и смыкание контактных пластин.