Основы расчета и конструирования бесконтактных магнитных реле

Расчет бесконтактного магнитного реле проводят в той же последовательности, что и для обычного магнитного усилителя.

Исходными данными для расчета являются сопротивление на­грузки токи нагрузки (максимальный и минимальный ), частота источника питания токи обмотки управления (ток срабатывания и ток отпускания ), требуемое быстродействие (время отпускания и время срабатывания ).

Обычно целью расчета является определение размеров магнитопровода и обмоточных данных. Размеры магнитопровода опреде­ляются величиной максимальной мощности в нагрузке

и выбранным материалом сердечника:

где —площадь окна намотки; —площадь сечения магнито-провода; —коэффициент заполнения окна намотки медным про­водом; — коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью; —магнитная индукция;—допустимая плотность тока

в обмотке.

Для уменьшения размеров магнитопровода следует применять материалы с высокой индукцией насыщения (пермаллои), увеличи­вать плотность тока / в обмотке за счет улучшения теплоотдачи об­мотки и применения теплостойкой изоляции.

Размеры магнитопровода, полученные (по 26.3), уточняются по справочнику, где приведены стандартные размеры.

Сначала выполняется построение статической характеристики без обратной связи. Затем по методу, изложенному в § 26.7, строят статическую характеристику усилителя с обратной связью Н под­бирают необходимое значение коэффициента обратной связи Кос

Следует отметить, что ширина петли характеристики (см. рис. 26.8, в) магнитного реле уменьшается, а ток холостого хода увели­чивается при больших значениях В_тпх. Обычно эту величину выби­рают на колене кривой намагничивания (выше линейного участка).

Высокая стабильность — одно из главных требований, предъяв­ляемых к магнитному реле. Установлено, что ток срабатывания бо­лее стабилен, чем ток отпускания. Объясняется это тем, что ток от­пускания зависит от максимального тока нагрузки, который, в свою очередь, зависит от колебаний напряжения питания и сопротивле­ния нагрузки. Поэтому целесообразно применять бесконтактные магнитные реле, работающие на «замыкание».

Для получения достаточной стабильности желательно иметь ин­дуктивное сопротивление рабочих обмоток во много раз большим активного сопротивления нагрузки, что снизит влияние колебаний активного сопротивления на характеристики реле. Для стабилиза­ции тока срабатывания целесообразно применение схемы с авто­матическим смещением (см. рис. 26.8, б).

При конструировании бесконтактных магнитных реле исполь­зуются те же материалы и сердечники, что и для магнитных усили­телей. Однако следует иметь в виду, что пермаллои очень чувст­вительны к механическим нагрузкам, даже к таким сравнительно малым, которые создаются обмотками. Поэтому кольцевые магнитопроводы заключают в защитные каркасы, поверх которых и раз­мещаются обмотки. Все реле также закрывают коробкой и иногда заливают изоляционными компаундами, что кроме защиты от ме­ханических воздействий обеспечивает и повышение надежности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Автоматика—это передний край научно-технического прогресса. В области автоматики изменения происходят очень быст­ро. Элементы автоматики непрерывно совершенствуются. В книге, которую Вы прочли, рассмотрены современные электромеханиче­ские элементы систем автоматики, тенденции и перспективы раз­вития электромеханических и электромагнитных элементов. Кро­ме того, существуют элементы автоматики, работающие на дру­гих принципах (например, полупроводниковые усилители, тирис-торные реле и контакторы, гидравлические исполнительные устрой­ства, пневматические датчики и преобразователи). Необходимо уметь правильно выбрать тип элемента для конкретного примене­ния. Нет четких постоянных правил и установок — когда следует применять элементы одного типа, а когда — другого, поскольку по­являются новые элементы. Можно сказать, что элементы разных типов конкурируют между собой.

В последнее время все большее значение приобретает задача охраны окружающей среды. Проблемы экологии важны для всей нашей планеты. Свою роль здесь должны сыграть и элементы ав­томатики, прежде всего электрические датчики контроля воздушной и водной среды. В настоящее время, например, разработаны нор­мы допустимых концентраций более чем на 500 газообразных, па­рообразных веществ и аэрозолей. Соответственно необходимы и датчики, позволяющие автоматически измерять эти концентрации в разных точках и передавать информацию на расстояние. В ос­новном это электрохимические датчики.

Элементы автоматики экологического назначения разрабатыва­ются и совершенствуются ускоренными темпами. Одновременно по­являются и датчики новых типов, что объясняется двумя причина­ми. Человек осваивает для технического использования новые зоны: с очень низкими и очень высокими температурами; с высокими дав­лениями и космическим вакуумом; со сверхвысокими скоростями и т. д. Традиционные способы измерения и датчики здесь не всегда пригодны. Кроме того, используются новые, ранее не используемые на практике физические явления, применяются новейшие материа­лы и технологии.

Что касается коммутационных электромеханических элементов и магнитных усилителей, то едва ли можно ожидать существенного расширения их применения, поскольку у них есть «конкуренты» — бурно развивающиеся полупроводниковые приборы. Уже вы­пускаются тиристорные пускатели, в ряде случаев заменяющие маг­нитные пускатели. Для малых мощностей (до десятков ватт) по­лупроводниковые усилители, как правило, предпочтительнее маг­нитных. Но для средних мощностей (до 1—2 кВт) пока еще чаще применяют магнитные усилители. Вообще порой при проектирова­нии систем автоматики бывает целесообразно сочетать достоинст­ва элементов разных типов (в том числе не только электромехани­ческих и полупроводников, но и гидравлических, пневматических).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вабиков М. А., Косинский А. В. Элементы и устройства автоматики: — М.: Высшая школа, 1978.

2. Волков Н. И., Милопзоров В. П. Электромашинные устройства автома­тики.— М.: Высшая школа, 1986.

3. Евдокимов Ф. Е. Теоретические основы электротехники. — М.: Высшая школа, 1975.

4. Жданов Л. С, Жданов Г. Л. Физика для средних специальных учеб­ных заведений. — М.: Наука, 1987.

5. Кацман М. М. Электрические машины и электропривод автоматических устройств. — М.: Высшая школа, 1987.

6. Квартин М. И. Электромеханические и магнитные устройства автомати­ки.— М.: Высшая школа, 1979.

7. Клюев А. С. Автоматическое регулирование. — М.: Высшая школа, 1986.

8. Михайлов О. П., Стоколов В. Е. Электрические аппараты и средства автоматизации. — М.: Машиностроение, 1982.

9. Преображенский А. А., Шамрай Б. В. Электромагнитные устройства ин­формационно-измерительной техники. — М.: Высшая школа, 1982.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие................................................................................................................... 3

Введение ....................................................................................................................... 5

РАЗДЕЛ I