Что представляют собой поляризованные реле и их особенности?

Поляризованные реле широко применяются в системах автоматики и защиты благодаря высокой чувствительности и быстродействию. Давайте разберемся, что это за устройства и чем они отличаются от обычных электромагнитных реле.

Общее описание поляризованных реле

Поляризованное реле - это разновидность электромагнитного реле, в конструкции которого присутствует постоянный магнит. Благодаря этому поляризованное реле реагирует на полярность подаваемого на обмотку напряжения и срабатывает только от постоянного тока определенного направления.

Основное назначение поляризованных реле:

  • Коммутация электрических цепей при срабатывании от слабых сигналов
  • Использование в схемах автоматики и релейной защиты энергосистем
  • Применение в устройствах телемеханики и связи

По принципу действия поляризованные реле работают следующим образом. Постоянный магнит создает в магнитопроводе поляризующий магнитный поток. При подаче управляющего тока на катушку возникает второй магнитный поток. В зависимости от соотношения этих потоков подвижный якорь реле притягивается к одному из полюсов и переключает контакты.

Перекресток города с применением поляризованных реле

Устройство и схема поляризованных реле

Конструктивно поляризованное реле состоит из следующих основных элементов:

  • Магнитопровод (сердечник) в форме буквы Ш с обмотками
  • Подвижный якорь
  • Постоянный магнит
  • Контактная система
  • Пружины
  • Катушка обмотки

Применение поляризованных реле

Поляризованные реле используются:

  • В схемах автоматики и телемеханики
  • Для релейной защиты электрооборудования
  • В системах контроля и сигнализации
  • Для коммутации сигнальных цепей в энергосистемах

Например, поляризованные реле применяются в составе:

  • Устройств автоматического повторного включения
  • Дифференциально-фазной защиты трансформаторов
  • Блокировки при качаниях в энергосистеме

Поляризованные реле используются в силовых цепях, где требуется высокая чувствительность и быстродействие:

  • Системы автоматики самолетов (закрылки, шасси)
  • Электроприводы технологического оборудования
  • Установки с регулируемой скоростью вращения

Благодаря компактности, поляризованные реле часто используются в радиоэлектронной аппаратуре для коммутации слаботочных цепей.

Элемент поляризованного реле

Преимущества поляризованных реле

По сравнению с нейтральными электромагнитными реле, поляризованные реле имеют ряд преимуществ:

  • Высокая чувствительность - срабатывают от малых значений тока (десятки мА)
  • Быстродействие - время срабатывания в 2-10 раз меньше, чем у нейтральных реле
  • Большой коэффициент усиления (до 1000)
  • Компактность и небольшой вес
  • Долговечность и надежность работы

За счет этих качеств поляризованные реле получили широкое распространение в системах автоматики и связи.

Недостатки поляризованных реле

При всех достоинствах у поляризованных реле есть и некоторые недостатки:

  • Работают только на постоянном токе
  • Ограничение по максимальному коммутируемому току (не более 1 А)
  • Требуют тщательной юстировки и настройки
  • Подвержены влиянию внешних магнитных полей и вибраций

Поэтому применение поляризованных реле ограничено в основном слаботочными цепями. В мощных цепях используют нейтральные электромагнитные или полупроводниковые реле.

Управление поляризованным реле

Управление поляризованным реле осуществляется подачей электрического тока определенной полярности на катушку обмотки. В зависимости от схемы включения изменяется направление тока в обмотке и происходит срабатывание реле.

На рисунке показана схема управления поляризованным реле от двухпозиционного (тумблерного) переключателя. В одном положении переключателя ток в обмотке протекает слева направо, в другом - справа налево, что обеспечивает срабатывание якоря в разные стороны.

Реле поляризованное двустабильное

Особой разновидностью поляризованных реле являются двустабильные реле. Они имеют два устойчивых фиксированных положения якоря и контактов. Переключение между этими состояниями происходит при подаче на катушку импульсов тока разной полярности. После снятия питания якорь остается в том положении, в которое был переключен под действием последнего импульса.

Такие двустабильные поляризованные реле применяются для:

  • Управления исполнительными механизмами по заданной программе
  • Реализации операций "память" в логических схемах автоматики
  • Фиксации аварийных режимов в системах контроля

Двустабильные реле позволяют упростить схемы и снизить энергопотребление за счет отсутствия необходимости постоянно подавать напряжение в установившемся режиме.

Модификации поляризованных реле

Существует множество конструктивных модификаций поляризованных реле, отличающихся формой катушки, типом контактов, способом крепления и другими параметрами:

  • Поляризованные реле качания
  • Поляризованные реле прямого действия
  • Герметизированные поляризованные реле
  • Поляризованные реле с задержкой срабатывания
  • Миниатюрные поляризованные реле

Это позволяет подобрать оптимальный вариант поляризованного реле для конкретных условий эксплуатации и требований к габаритам, массе, надежности.

Правила эксплуатации поляризованных реле

Для обеспечения надежной работы поляризованных реле необходимо соблюдать следующие правила:

  • Соблюдать допустимые значения коммутируемого тока и напряжения
  • Исключить влияние внешних магнитных полей
  • Защищать от попадания пыли, влаги и агрессивных сред
  • Проводить периодическое техобслуживание контактов

При эксплуатации поляризованных реле следует учитывать их температурные ограничения и режим работы обмоток.

Перспективы развития поляризованных реле

Совершенствование поляризованных реле идет по нескольким направлениям:

  • Повышение быстродействия и чувствительности
  • Расширение температурного диапазона
  • Увеличение коммутируемых токов и напряжений
  • Улучшение помехозащищенности

Перспективны комбинированные реле, объединяющие электромагнитный и электронный принципы действия. Это позволит расширить функциональность поляризованных реле при сохранении их основных преимуществ.

Применение поляризованных реле в быту

Несмотря на кажущуюся сложность, поляризованные реле находят применение и в бытовой технике для построения схем автоматики и блокировок:

  • Реле контроля напряжения в электросети
  • Датчики контроля уровня жидкости
  • Сигнализаторы затопления, движения, дыма
  • Реле времени для бытовых приборов

Статья закончилась. Вопросы остались?
Комментарии 0
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.
Новости и общество
Новости и общество
Новости и общество