1.3. Призначення

• Перетворення енергії - основне призначення електричних машин в якості двигуна або генератора.

• Перетворення змінного струму в постійна (див. умформер).

• Перетворення величини напруги.

• Посилення потужності електричних сигналів. У цьому випадку електрична машина називається електромашинні підсилювачі.

• Підвищення коефіцієнта потужності електричних установок. У цьому випадку електрична машина називається синхронним компенсатором. 

• Дистанційна передача інформації ( сельсин)

2.1 Поляризовані реле,іх будова, принцип роботи, вивід основного рівняння

Реле, які є нечуттєвими до напрямку струму в обмотці та в цьому сенсі аналогічні нереверсивним магнітним підсилювачам, називаються НЕЙТРАЛЬНИМИ. Водночас, часто вимагається, щоб елементи автоматики реагували не тільки на величину, але й на знак струму на вході. В електромагнітному реле також можливо здійснити чутливість до полярності струму в обмотці. Такі реле мають назву ПОЛЯРИЗОВАНИХ. Поляризація їх здійснюється постійними магнітами.

Рис 3.Типи Поляризованих реле.

а)Двухпозиційне

б)Двохпозиційне з переважанням до одного з контактів

в) Трьохпозиційне

По магнітопроводу поляризованого реле можуть протікати потік від обмоток, що обтікають електричним струмом, та потік Ф від постійного магніта. Якір переміщується в зазорі у залежності від сумарної дії цих потоків. Припустимо попередньо, що струму в обмотках немає, а якір перебуває у чітко вертикальному положенні. У цьому випадку потік постійного магніту Ф ділиться навпіл:

(1)

і зусилля, що якір вліво та вправо, однакові:

(2)

Однак, така рівновага є нестійкою. Достатньо якорю дещо відхилитись від нейтрального положення, наприклад, вліво, як зміняться повітряні зазори, які визначають опір лівого та правого контурів магнітопровода, і потики стануть відповідно рівними:

i (3)

Ліве зусилля зросте, праве - зменьшиться і з,явиться результуюче зусилля:

(4)

Виразимо це зусилля через переміщення якоря х_. Нехтуючи опором сталевих ділянок магнітопровода у порівнянні з повітряними зазорами і прийнявши зазори між якірем та полюсними наконечниками плоскими, можна вважати:

i (5)

Так як н.с. постійного магніту однакова для обох контурів, то

(6)

З пропорцій i отримуємо:

і (7)

Підставляючи цю формулу у вираз для , отримуємо рівність

(8)

з урахуванням якого результуюче зусилля

(9) Це зусилля визначає контактний тиск, а отже і допустимий струм, який можуть пропускати контакти при знеструмленый обмотцы реле, не перегріваючись.Якщо в обмотки подати струм такої величини, щоб , то при невеликому подальшому зростанні струму якір перекинеться в праве положення, так як праве зусилля стане більше лівого. При цьому, потоки до моменту перекидання дорівнюють

і (10)

Після перекидання змінить знак, і якщо , то потоки дорівниватимуть

і (11)

У правому положенні при протіканні струму І_спрац сумарне зусилля від потоків та _, що діє на якір,

(12)

тобто виявиться вдвічі більшим, ніж _.Таким чином, потік постійного магніта виконує у поляризованому реле роль протидіючої пружини до тих пір, поки струм не досягне струму спрацювання . Після переходу якоря за нейтраль потік Ф_о, що перерозподіляється, створює додаткове зусилля, що сприяє переміщенню якоря. Цим у деякій мірі поясноється короткий час спрацювання поляризованих реле, що не перевищує кількох мілісекунд. Крім цього, додаткове зусилля, стискаючи контакти, дозволяє довести коефіцієнт управління, тобто, відпошення потужності, що пропускається контактами, до потужності спрацювання в обмотці до 5000, чого не допускає жодне нейтральне реле.Силу спрацювання, що намагнічує, можна визначити з умови рівності потоків

і (13) Вимоги високої чутливості (зниження Ф_спрац) та великого допустимого струму через контакти (збільшення Р_о) суперечливі, так як обидві величини пропорційні х, а отже і максимальному відхиленню якоря від нейтралі. Це відхилення регулюється переміщенням контактних гвинтів і зазвичай становить 0,05-0,1 мм.Поляризовані реле бувають трьох видів налаштування.Двупозиційне - його якір, в залежності від полярності струму в обмотці, переходить в одно з двох крайніх положень і залишається там після припинення струму в обмотці.Якщо один з контактних гвинтів висунутий за нейтраль, реле є двупозиційним з переважанням до одного з контактів. У знеструмленому стані реле якір завжди притиснутий до лівого контакту та перекидається вправо лише на час потікання в обмотці струму відповідної полярності. При достатній жорсткості пружини, на якій підвішено якір, зусилля Р_о виявляється не в стані утримати його у крайніх положеннях, долаючи дію пружини, а при відсутності струму в обмотці якір займає нейтральне положення. При подачі струму в обмотку контакт на якорі замикається з лівим або правим контактом (в залежності від полярності струму) і вертається на нейтраль після припинення струму в обмотці. Таке реле називають трьохпозиційним.Вітчизняною промисловістю випускаються різні типи поляризованих реле, з яких найбільш розповсюдженими є РП та РПБ (реле поляризоване бескерамічне), обидва типи трьох видів налаштування: РП-4 - двохпозиційне, РП-5 - трьохпозиційне, РП-7 - двохпозиційне з переважанням. Реле має від одної до шести незалежних обмоток.При цьому, одним з методів підсилення малих постійних струмів та напруг в обчислювальній та вимірювальній аналоговій техніці є їх попереднє перетворення у перемінну напругу (модуляцію) з подальшим підсиленням та вирівнюванням. Цей метод перетворення можна здійснити, наприклад, перериванням сигналу постійного струму за допомогою вібруючих контактів. У якості таких віброперетворювачів (вібраторів) застосовують поляризовані реле завдяки їх невеликому часу спрацювання. При живленні обмотки реле перемінним струмом якір перекидається кожні півперіода, перериваючи сигнал, який подається на рухомий та один з нерухомих контактів.Якість модудляторів визначається величиною перешкод, які залежать від термо-е.р.с., що викликається нагріванням контактних точок, від контактної різниці потенціалів, яка викликана опором різнородних металів, від чистоти контактів та їх брязкіту. Рух якоря у зовнішньому електростатичному полі також може викликати паразитні е.р.с.Ретельне виготовлення вібраторів, екраніровка та підбір матеріалів для контактів дозволяють знизити величину перешкод до долей та одиниць мікровольт. Відстань між контактами у вібраторів регулюється до 8-10 мкм, контактні пружини роблять мякими, контакти виготовляють із золота або його сплавів, що забезпечує малі термо-е.р . с. і контактні різниці потенцілів. Промисловістю впускається також вібратор ВП, обмотка якого харчується перемінним струмом 50 Гц напругою 6 В. Вібратор має циліндричний металічний кожух та цоколь з виводами, аналогічний цоколю радіолампи. Габарити вібратора 50Х100 мм². Є також вібратори, обмотка яких живиться від мережі частотою 400 Гц.