Файл: Кукушкин В.К. Электромагнитные реле постоянного тока учебное пособие.pdf

2.5. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ И НАГРУЗОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ

Статической электромеханической характеристикой реле называется зависимость электромагнитной силы от переме­ щения якоря при постоянном значении тока управления —

— / э (х, i.y = const).

Кроме статической электромеханической характеристи­ ки, для анализа работы поляризованных реле используется так называемая нагрузочная характеристика, под которой понимают зависимость электромагнитной силы от тока управления при определенном положении якоря —

Как ту, так и другую характеристику можно построить, используя выражение (2.106). Из него следует, что электро­ механическая и нагрузочная статические характеристики носят линейный характер.

В действительности экспериментальные характеристики несколько отличны от линейных. На рис. 2.16 показан примерный вид реальной зависимости / э (х, гу =0).

Отступление от линейного закона наступает при боль­ ших абсолютных значениях перемещения, когда между якорем и одним из полюсов создается весьма малый воз­ душный зазор, а между яко­ рем и другим полюсом - боль­ шой. При этом уменьшается магнитное сопротивление цепи якоря, и на характер зависимости / э (х, гу == 0) ока­

зывает влияние усилие / 2 (см. 2.3), создаваемое только

потоком управления. Однако ход якоря обычно ограничивается прямолинейным участком, что позволяет пользоваться при расчетах соотноше-

нием (2.106).

На рис. 2.17 представлено семеиство электромехани­ ческих характеристик поляризованного электромагнитного реле для различных значений тока управления.

Если отложить по оси ох величины смещения якоря от среднего положения при замкнутых контактах —влево х к

и вправо хК}(см. рис. 2.14) —и провести прямые, парал­

лельные оси ординат, то точки пересечения этих прямых с электромеханическими характеристиками дадут величины электромагнитной силы при двух крайних положениях покоя реле. Например, если контакты 3,1 замкнуты

64

при iy = 0, на якорь будет действовать усилие, опреде­

ляемое величиной ординаты а. Ее величина определится выражением (2.106) при /у = 0 . В этом случае

В другом крайнем положении, когда замкнуты кон­ такты 3,2 (при iy =0),

Предположим, что в исходном положении при гу = 0 замкнуты контакты 3,1. На якорь при этом действует уси-

65

На рис. 2.19 приведены нагрузочные характеристики по­ ляризованного электромагнитного реле с полным преобла­ данием. В данном случае при гу=0 замкнуты контакты

3,2, т. е. x Kkj—x (см. рис. 1.17). Тяговое усилие, развивае­ мое при этом / э , может быть определено из выражения (2.111) а ток трогания - по формуле (2.115).

Частичное и полное преобладание может быть получено не только путем специальной установки неподвижных контактов. Этих же результатов можно достичь также пу­ тем создания двухобмоточного поляризованного реле с сим­ метричной установкой контактов. В этом случае по одной из обмоток протекает ток /н , создающий начальное намаг­

ничивание, а по другой—ток управления. Таким образом, общая намагничивающая сила управления определяется суммой F„ ~\~Fy- Выбором величины тока обмотки подмаг-

ничивания можно установить различный режим работы реле.

На рис. 2.20 представлен график, характеризующий за­ висимость положения реле от величины тока управления. При построении этого графика не учитывается изменение тока в обмотке управления при движении якоря. Считается,

57

вершаетси та механическая работа, которую выиолняет электромагнит.

После окончания перемещения якоря следует второй этап—период включенного состояния. В течение этого пе­ риода якорь неподвижен, а рабочая обмотка остается под напряжением. Время включенного состояния определяется условием эксплуатации реле. Оно накладывает определен­ ные условия на выбор размеров рабочей обмотки п ее па­ раметров с точки зрения тепловых характеристик, посколь­ ку температура нагрева обмотки в период включенного со­ стояния не должна превосходить допустимого значения.

Время третьего этапа рабочего цикла электромагнита характеризуется временем возврата якоря в исходное по­ ложение (tB) и определяется двумя составляющими: вре­

менем отпускания (70тп) и временем движения при отпус­ кании (^дв.,)

При отключении рабочей обмотки ток в ней спадает от величины установившегося значения /у до величины тока

(/.0Тп)> ПРИ котором электромагнитная сила становится рав­ ной силе противодействия в притянутом положении якоря.

70

Значение тока отпускания (готп) меньше величины тока трогания (гтр). Их отношение называется коэффициентом

возврата, величина которого всегда меньше единицы. Дли­ тельность процесса, в течение которого якорь остается неподвижным в притянутом положении, после размыкания цепи рабочей обмотки характеризуется временем отпуска­ ния (*отп)- Его величина зависит от величины противодей­

ствующей силы, условий отключения обмотки и от задер­ живающего действия вихревых токов в магнитной цепи и токов в короткозамкнутых контурах при их наличии.

Перемещение подвижных частей в исходное положение происходит в течение времени движения при отпускании

(?дп„). Нго величина зависит от ряда факторов, главную

роль в которых играет величина возвратного усилия.

Процессы срабатывания и возврата определяют динами­ ческие свойства электромагнита.

Рабочий цикл электромагнита завершается четвертым этапом—периодом выключенного состояния. Его величина так же, как и величина времени включенного состояния, определяется условиями эксплуатации и накладывает опре­ деленные условия на выбор обмотки из условий теплового режима ее работы при кратковременном и повторнократ­ ковременном режимах работы электромагнита.

Электрическая цепь обмотки электромагнита (рис.3.2) характеризуется уравнением

t — время.

Если считать величину приложенного напряжения U постоянной (£/=const), то потокосцепление б будет изме­ няться только в периоды переходных процессов при вклю­ чении и выключении электромагнита, когда изменяются обобщенная координата х и ток в рабочей обмотке. В этом

щения якоря в соответствии со смыслом обобщенной координаты л.

71