4.5 Поляризованные реле

Описанные ранее реле безразличны к направлению тока в обмотке. Такие реле называются нейтральными. Реле, реагирующие на направление тока в обмотке, называются поляризованными. Поляризация их осуществляется постоянными магнитами. Вследствие наличия постоянного магнитного потока, эти реле обладают высокой чувствительностью порядка 10 мкВт против 10 мВт у обычных реле. Конструкция и принцип действия поляризованных реле схематично показаны на рис. 4.7, а.

Рис. 4.7. Поляризованное реле

По магнитопроводу реле протекают два потока:  от тока в обмотках реле и  от постоянного магнита. Якорь перемещается в зазоре в зависимости от суммарного действия этих потоков.

Пусть поток  и якорь находится в вертикальном положении. Тогда поток постоянного магнита делится на два потока:

.

Но это положение неустойчивое, якорь перебросится вправо или влево. На нашем рис. 4.7, а влево. Тогда левый поток  возрастает, правый  уменьшается:

; .

Соответственно левое тянущее усилие станет больше правого и на якорь будет действовать результирующее усилие:

.

Подадим в обмотку ток  такой величины, чтобы возник поток , указанного на рис. 4.7, а направления. При дальнейшем незначительном увеличении тока правое усилие станет больше левого и якорь перебросится вправо. Суммарное усилие, действующее на якорь, станет равным .

Таким образом, поток постоянного магнита  выполняет роль противодействующей пружины до тех пор, пока ток не достигнет тока срабатывания и перехода якоря за нейтраль.



После чего создает дополнительное усилие, способствующее перемещению якоря. Этим объясняется высокая чувствительность и малое время срабатывания поляризованных реле (несколько миллисекунд). Кроме того, дополнительное усилие, сжимая контакты, позволяет довести коэффициент управления: , т.е. отношение мощности, пропускаемой контактами к мощности срабатывания, до 500, что не допускает ни одно нейтральное реле.

Однако требования высокой чувствительности, т.е. снижения , и большого допустимого тока через контакты, т.е. увеличение , противоречивы, т.к. обе величины пропорциональны величине отклонения якоря от равновесия. Это отклонение регулируется перемещением контактных винтов и обычно составляет (0,05 — 0,1) мм.

Поляризованное реле выполняют трех типов настройки:

1) Двухпозиционные. Якорь в зависимости от полярности тока в обмотке занимает одно из двух крайних положений и остается там после прекращения тока (см. рис. 4.7, а).

2) Двухпозиционное с преобладанием к одному из контактов, если один из контактных винтов выдвинут за нейтраль (рис. 4.7, б). В обесточенном состоянии якорь всегда прижат к одному из контактов (на рис. 4.7, б – к левому).

3) Трехпозиционное. Якорь подвешивается на пружинах, которые преодолевают усилия, создаваемые постоянным магнитом, и удерживают якорь в среднем положении (рис. 4.7, в). В зависимости от направления тока в обмотке якорь занимает правое или левое положение.

Если обмотку этого реле запитать переменным током, то его можно использовать как вибропреобразователь постоянного тока в переменной частотой 50-400 Гц. Во избежание дребезга контактные пружины делают мягкими, а контакты – из золота или его сплавов.