5.6. Характеристики электромагнита

1. Электромеханическая характеристика, представляющая собой зависимость электромагнитной силы F_э от положения якоря S для различных постоянных значений подведенного к обмотке напряжения или тока в обмотке: F_э = f(S) при U (или i) = const.

2. Нагрузочная характеристика

F_э = f(U) при S = const или F_э = f(i) при S = const.

3. Условная полезная работа

W_п.у = F_э(S_к - S_н ) при i = const.

4. Показатель добротности электромагнита

Д = 

5. Показатель экономичности

6. Коэффициент запаса

.

Для получения минимального времени трогания, при определенной конструкции электромагнита, ток трогания должен составлять 70 % установившегося тока, т.е. k_з  = 1,4 (при i_тр = 0,7I_уст).

7. Коэффициент возврата

0,10,8.

Повышение достигается при уменьшении хода электромагнита, а также при приближении противодействующей характеристики к тяговой характеристике электромагнита.

6. Электромагнитные реле

6.1. Общие сведения

Для выполнения автоматического управления какими-либо объектами используется релейное управление, при котором изменение управляющего параметра (входной сигнал) приводит к скачкообразному изменению управляемого параметра (выходной сигнал).

Электрический аппарат, реализующий релейный закон управления, называется реле. В реле при плавном изменении управляющего (входного) параметра до определенного заданного значения управляемый (выходной) параметр изменяется скачкообразно. При этом хотя бы один из этих параметров должен быть электрическим.

Основными функциональными органами реле являются: воспринимающий (измерительный), промежуточный и исполнительный.

Воспринимающий орган реагирует на управляющую величину X и преобразует ее в физическую величину, необходимую для работы реле.

Промежуточный орган сравнивает преобразованную физическую величину с определенным, наперед заданным значением. При достижении преобразованной величиной заданного значения промежуточный орган передает воздействие исполнительному органу. Исполнительный орган, обеспечивая скачкообразное изменение выходного управляемого параметра, воздействует на управляемую цепь.

В электромагнитных реле перемещение элементов воспринимающего органа обусловлено взаимодействием электромагнитного поля чувствительного элемента с якорем. В качестве воспринимающего органа используются электромагнитные механизмы. Они имеют сравнительно большие тяговые усилия при относительно малых габаритах, что и обусловливает их широкое применение в реле. На электромагнитном принципе осуществляется работа реле тока (максимального и минимального), реле напряжения (максимального, минимального напряжения) сигнальные, промежуточные и другие, реле времени, реле частоты и другие типы реле, применяемые в схемах защиты, управления электроприводами, автоматики.

Промежуточный орган реле – пружина, исполнительный орган – контактная система.

В зависимости от хода якоря различают следующие типы реле: клапанного типа (якорь притягивается с внешней стороны магнитопровода), соленоидного типа (якорь втягивается внутрь), поворотного типа (якорь имеет внешнее поперечное движение относительно силовых линий магнитного поля).

Магнитная энергия и усилия на якоре электромагнитного реле определяются на основе расчетных формул для электромагнитных механизмов.

Действие функциональных органов электромагнитного реле можно проследить по схеме рис.15. Воспринимающий орган А преобразует входную величину (напряжение) U_вх, поступающую на обмотку 2 магнито­провода 1, в про­межуточную вели­чину, т.е. в меха­ническую силу якоря 3. Механи­ческая сила якоря F_я действует на контактную сис­тему исполнительного органа В. Промежуточная ве­личина – сила яко­ря F_я, – пропор­циональная вход­ной величине U_вх, сравнивается с заданным значением силы F_пр развиваемой пружиной 9 промежуточного органа Б.

При U_вх U_ср, F_яF_пр держатель 4 подвижных контактов 13 не передвигается (U_ср – напряжение срабатывания).

При U_вх  U_ср, F_я F_пр подвижные контакты 13 исполнительного органа В приходят в движение. Обеспечивается замыкание замыкающих 4-5, 13-6 контактов и размыкание размыкающих контактов 10. При этом выходной параметр изменяется скачкообразно. Сопротивление между точками управляемых цепей: между клеммами 12-7 сопротивление скачкообразно меняется от ∞ до 0; между клеммами 11-8 – от 0 до ∞.