Уже многие годы, включая и наше время, электромагнитные реле являются самыми, пожалуй, популярными устройствами. Все эти приборы отличаются по многим параметрам — току и напряжению срабатывания/отпускания, быстродействию, помехоустойчивости, степенью защиты от окружающей среды. Сюда же можно отнести количество контактных групп, коммутируемые токи и напряжения, износостойкость. Но есть и еще один немаловажный параметр — род тока, которым управляется реле. Он может быть постоянным и переменным. Давайте посмотрим, чем эти приборы отличаются конструктивно и по принципу работы.
Электромагнитное реле постоянного тока
Конструктивно такой прибор состоит из обмотки, сердечника, якоря, ярма и переключающих контактов.
На рисунке цифрами обозначены:
- 1 – ярмо;
- 2 – обмотка;
- 3 – сердечник;
- 4 – якорь;
- 5 – нормально замкнутый контакт;
- 6 – переключающий контакт;
- 7 – нормально разомкнутый контакт.
Рассмотрим принцип работы этого реле. Пока на обмотку не подается напряжение, якорь к сердечнику не притягивается и удерживается в изображенном на рисунке положении пружиной (не показана). При этом нижний контакт соединен со средним, имеющим пружинящие свойства. Если подать на обмотку постоянное напряжение любой полярности (имеется в виду нейтральное, а не поляризованное реле), то якорь притянется к сердечнику, превратившемуся в обычный электромагнит, и при помощи толкателя переключит средний контакт в верхнее (по рисунку) положение. Этот контакт разомкнется с нижним и соединится с верхним. Если напряжение снять, то конструкция вернется в исходное состояние или, как говорят, реле «отпустит».
Важно! На этом рисунке изображено электромагнитное реле с одной группой переключающих контактов. Но таких групп может быть произвольное количество, включая работающие только на размыкание или только на замыкание.
Но в некоторых случаях для управления приборов удобнее использовать переменный ток. Яркий пример — электромагнитный пускатель, управляющийся переменным напряжением величиной 230 вольт. Как поведет себя в этом случае реле, предназначенное для работы с постоянным током? Оно будет срабатывать с частотой 100 Гц, реагируя на каждый полупериод и отпускающее при каждом прохождении напряжения через ноль.
Таким образом, это будет уже не коммутационное устройство, а какой-то прерыватель, который фактически не сможет выполнять свои функции. Чтобы решить эту проблему, необходимо использовать реле переменного тока.
Электромагнитное реле переменного тока
Конструктивно такие реле схожи с приборами постоянного тока, но имеют и существенные отличия. Взглянем на рисунок ниже:
Здесь мы видим тот же сердечник 2, управляющую обмотку 3, якорь 4 и контактную группу на замыкание 4. Но как видно из рисунка, верхняя часть сердечника имеет прорезь и на одну часть этого двойного уже сердечника надет короткозамкнутый виток 5. Для чего эта прорезь и виток? При подаче на обмотку управляющего напряжения, в сердечнике возникает магнитный поток. Из-за прорези и короткозамкнутого витка в нём он раздваивается:
Обозначим общий поток как Ф, а два у прорези Ф1 (верхний по рисунку) и Ф2. С Ф1 все в порядке — он повторяет форму и фазу питающего напряжения и потока Ф. А вот Ф2 из-за короткозамкнутого витка и наведенной противоЭДС сдвигается по фазе и примерно на 60-80 градусов отстает от Ф1. В результате мы видим вот такую картину:
В результате суммарное тяговое усилие на якорь никогда не обращается в ноль, поскольку оба потока проходят через ноль в разные моменты времени. А это значит, что он (якорь) окажется всегда притянутым и не будет дребезжать при питании обмотки переменным током.
Важно! Здесь необходимо отметить, что в отличие от реле постоянного тока, реле переменного тока тех же размеров и при аналогичном среднем значении магнитной индукции в его сердечнике, обеспечивает вдвое меньшее тяговое усилие на якорь.
Вот, мы и разобрались, чем реле постоянного тока отличается от реле переменного. Вроде и доработка-то несущественная, а результат серьезно отличается и позволяет в качестве управляющего переменное напряжение.