Электромагнитные реле переменного тока

При подаче в обмотку реле переменного тока якорь будет притягиваться к сердечнику так же, как и при постоянном токе под действием электромагнитной силы F_э, пропорциональной магнитному потоку Ф_δ, возникающий в зазоре между якорем и сердечником и создаваемому при протекании тока в обмотке электромагнит

)

Так как ток в обмотке электромагнита переменный, то и магнитный поток Ф_δ, создаваемый этим током в рабочем зазоре, будет также переменным, т.е.

.

После преобразования получим

или

 (1.1)

где μ₀ – магнитня постоянная.

Изменение тока I в обмотке и соответствующее изменение электромагнитного усилия во времени изображены на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 Графики тока и электромагнитного усилия в обмотке реле переменного тока

Якорь будет притягиваться к сердечнику под действием среднего значения электромагнитного усилия, т.е. его постоянной составляющей F_{э ср.} определяться путем тригонометрического преобразования формулы (1.1):

 (1.2)

где постоянная составляющая электромагнитного усилия

а переменная составляющая

Из формулы (1.2) следует, что электромагнитное усилие меняется (пульсирует) с удвоенной частотой 2 w, обращаясь в нуль дважды за период питающего (входного) напряжения. Следовательно, якорь реле может вибрировать, периодически оттягиваться от сердечника возвратной пружиной, что вызывает износ его оси, обгорание контактов, прерывание электрической цепи и другие нежелательные явления.

Для уменьшения вибрации один полюс сердечника, рисунок 1.7, а, раздваивают и на одну половину помещают медную пластину (короткозамкнутый виток). Ток i создает магнитный поток, который разветвляется в полюсе сердечника на два потока Ф₁ и Ф₂. Поток Ф₂ наводит в короткозамкнутом витке ток, который препятствует изменениям потока Ф₂ (по закону электромагнитной индукции). В результате поток Ф₂ отстает по фазе от потока Ф₁. Следовательно, в рабочем зазоре реле переменного тока будут действовать два сдвинутых во времени потока, см. рисунок 1.7, б. Тогда при Ф₁ = 0, а Ф₂ ≠ 0 и наоборот, поэтому электромагнитная сила прочно удерживает якорь возле сердечника. Сердечник и якорь выполняют шихтованным из листовой трансформаторной стали с целью уменьшения потерь на гистерезис и вихревые токи.

Рисунок 1.7 Короткозамкнутый виток в реле переменного тока

Электромагнитные реле переменного тока, несмотря, на недостатки (сложность конструкции, дополнительные потери в магнитопроводе и д.р.) достаточно широко применяют в системах автоматики.

В качестве промежуточных применяют также реле типов РП-250; РП-321; РП-341, РП-42; РП-2; ПЭ-21; РПУ-2; РП-25.