в) Магнитоэлектрическое реле

Магнитоэлектрическое реле состоит из катушки 1 (рис. 4-27), поворачивающейся в поле постоянного магнита 2. С катушкой связан подвижный контакт 3. Ток к катушке и подвижному контакту обычно подводится спиральными пружинками, устанавливающими подвижную систему в нейтральное положение при отсутствии тока. Устройство магнитоэлектрических реле аналогично устройству магнитоэлектрических измерительных приборов и отличается лишь наличием контактов. Магнитоэлектрические реле выполняются как с внешним, так и с внутренним магнитом.

В реле с внутренним магнитом поле создается цилиндрическим магнитом, окруженным кольцевым магнитопроводом (рис. 4-28). Помимо того, что габариты реле с внутренним магнитом меньше, оно имеет то достоинство, что не требует специальной магнитной экранировки.

Рассмотрим уравнения, магнитоэлектрического реле, необходимые для изучения его динамических свойств. Если пренебречь трением в опорах подвижной системы, то уравнения моментов и напряжений можно записать так:

Рис. 4-27. Магнитоэлектрические реле.

Рис. 4-28. Магнитоэлектрическое реле с внутренним магнитом.

Здесь угол поворота катушки; момент инерции подвижной системы; коэффициент момента демпфирования, обусловленного в основном влиянием вихревых токов, наводимых в металлическом каркасе катушки; с — жесткость пружин, момент от взаимодействия тока с полем постоянного магнита; момент, создаваемый контактным давлением; индуктивность; сопротивление цепи катушки; - э. д. с., наводимая в катушке при вращении со скоростью а — напряжение, приложенное к катушке (входная величина).

Вводя обозначения

записываем:

Если за выходную величину принять угол поворота подвижной системы а, то согласно приведенным уравнениям структурная схема магнитоэлектрического реле представится в виде совокупности инерционного и колебательного звеньев,

Рис. 4-29. Структурная схема магнитоэлектрического реле.

охваченных обратными связями (рис. 4-29). В этой структурной схеме инерционное звено с передаточной функцией соответствует свойствам цепи с индуктивностью и тивным сопротивлением; колебательное звено с передаточной функцией -отображает механические свойства упруго подвешенной системы. Отрицательная обратная связь с передаточной функцией дифференцирующего звена соответствует противо-э. д. с., возникающей при вращении катушки. Нелинейная отрицательная обратная связь с характеристикой соответствует влиянию реакции контактов.

График функции изображен на рис. 4-30. Участок равен суммарной длине зазоров между подвижными и неподвижными контактами, а наклон боковых участков характеристики определяется жесткостью пружин, на которых крепятся контакты.

Магнитоэлектрические реле более чувствительны и менее мощны по сравнению с другими типами реле. Ток срабатывания для некоторых реле составляет доли микроампера, а мощность срабатывания —

Рис. 4-30. Характеристика реакции контактов.

Мощность в управляемой цепи при этом достигает а время срабатывания — сек. На магнитоэлектрические реле, как и на всякие чувствительные устройства с подвижными элементами, значительное влияние оказывают удары и вибрации. Это свойство наряду со сравнительно низким быстродействием ограничивает применение магнитоэлектрических реле в системах автоматического управления.