РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНОГО РЕЛЕ

Цель исследования: Узнать, что такое магнитное реле, его параметры и решить задачу по данной теме.

Задачи исследования: Разобраться что такое магнитное реле, где оно применяется, выяснить преимущества. Узнать сферу применения, принцип действия. Рассчитать параметры магнитного реле.

Методы исследования:

1. Теоретический.
2. Аналитический.

Актуальность: работы заключается в том, что магнитное реле в настоящее время применяют в различных отраслях науки и техники.

Их широко используют, где нельзя использовать полупроводниковые элементы.  Электромагнитные реле применяется в управлении производственными линиями, конвейерами, на участках с повышенными паразитными потенциалами

Электромагнитные реле - это те реле, которые работают по принципу электромагнитного притяжения. Это тип магнитного переключателя, который использует магнит для создания магнитного поля. Затем магнитное поле используется для открывания и закрывания выключателя и для выполнения механической операции.

Преимущества:

Электромагнитные реле имеют быструю работу и быстрый сброс. Они могут использоваться как для систем переменного, так и постоянного тока для защиты оборудования переменного и постоянного тока.

Также могут быть возможны рабочие скорости электромагнитных реле, которые могут работать в миллисекундах. Они обладают такими свойствами, как простота, надежность, компактность и надежность

Эти реле работают почти мгновенно. Хотя время работы реле мгновенно, оно меняется в зависимости от тока. С дополнительными устройствами, такими как приборная панель, медные кольца и т.д., Может быть возможно замедление времени работы и сброс.

Но электромагнитные релейные механизмы плохо справляются с индуктивными нагрузками при переключении токов высокого напряжения. И когда контакты включены, часто возникают электромагнитные помехи. Кроме того, реле имеет очень ограниченные электромеханические функции и низкую скорость работы.

Реле используются для многих применений.

Один из них заключается в обеспечении удаленного переключателя низкого напряжения и тока для управления катушкой реле, а контакты могут быть большими для работы с высоким напряжением или большими токами.

Его можно использовать на подстанции большой мощности для дистанционного включения и выключения высокого напряжения или тока.

Другие реле используются для переключения между 2 источниками, например, между источником питания переменного тока и батареей. В автомобилях вы можете найти реле, например, для аудиосигнала, где небольшой переключатель на рулевом колесе и при нажатии может активировать реле, которое подключает аккумулятор к аудиосигналу.

Этот переключатель будет активирован электромагнитным импульсом.

Принцип действия реле заключается в том, что при подаче на электромагнитную катушку оно намагничивает железный сердечник и создает магнитное поле, которое притягивает к нему якорь. Это приводит к замыканию контакта (замыканию цепи нагрузки) или размыканию в случае, если реле нормально замкнуто (зависит от конструкции).

Когда напряжение снимается, пружина отталкивает контакты, что разрывает цепь нагрузки.

Мы можем видеть пример релейной схемы. Здесь реле включит лампу переменного тока, и выключатель запустит реле, когда якорь будет закрыт.

Это коммутационное устройство включено в электрическую цепь контролируемого объекта и служит для его регулирования.

Кроме того, реле также используется в качестве усилителя сигнала. Замкните сильный круг. Достаточно использовать лишь небольшое количество электроэнергии.

Реле имеют сложную классификацию и делятся на несколько групп:

По сфере применения:

• управление электрическими и электронными системами;
• защита систем;
• автоматизация систем.

По принципу действия:

• тепловые;
• электромагнитные;
• магнитоэлектрические;
• полупроводниковые;
• индукционные.

По поступающему параметру, вызывающему срабатывание КУ:

• от тока;
• от напряжения;
• от мощности;
• от частоты.

По принципу воздействия на управляющую часть устройства:

• контактные;
• бесконтактные.

Поскольку реле, работающее от переменного тока, имеет существенный недостаток (сильная вибрация сердечника), больше внимания уделяется разработке конструкций, работающих на постоянном токе.

В устройстве используются различные типы реле - нейтральные и поляризованные. Последний больше реагирует на полярность напряжения, и это отражается на положении сердечника.

В нейтральном типе устройство активируется независимо от полярности. Следует отметить, что вам потребуется установить отдельный источник питания для электромагнитного реле постоянного тока. Это немного увеличивает стоимость продукта.

Решение задачи  по данной теме статьи

Рисунок. Схема к задаче

Дано:

L₁=260 Ом

L₂=80 Ом

a₁=6 см

a₂=5 см

b= 5 cм

L₀₁= b₀₁= 1.5 мм

F=3500 H

Решение:

1.Разделить магнитную цепь на участки, каждый из которых обязан  обладать по всей длине идентичному используемому материалу.

В данной цепи таких участков четыре: два участка из электротехнической стали и два воздушных зазора.

Длина и сечение участков магнитной цепи:

L₁=260 см =2.6 м

L₂=80 см =0.8 м

L₀₁=L₀₂=1.5=1.005 м

S₁=a₁*b= 6*5=30 см² = 30*10^-4 м²

S₂=a2*b= 5*5=25 см² = 25*10^-4 м²

S₀₁=S₀₂=S₁= 30*10^-4 м²

2. Воспользовавшись формулой подъемной силы электромагнита, определить необходимую магнитную индукцию в сердечнике:

3)Магнитный поток в заданной магнитной цепи.

Ф=B₁*S₁=3.81*30*10^-4=114.3*10^-3 Bб

4. Так как в неразветвленной магнитной цепи Ф в абсолютно всех участках одинакова, то магнитная индукция в якоре

B₂=Ф/S₂=114.3*10^-4/15*10^-4 = 7.62 Tл

В воздушном зазоре B₀=B₁=7.62 Tл

5. Напряженность магнитного поля для всех участков цепи.

5.1. В воздушном зазоре определить по формуле

H₀=B₀/u₀=7.62/4п*10^-7=5.98*10⁶ А/М

5.2. Для якоря и сердечника напряженность найти по кривой намагничивания электротехнической стали:

- при В₁= 3.81 Тл – H₁ = 1500 А/м;

- при В₂ = 7.62 Тл - H₂ 10000 А/м.

Задавшись направлением тока в катушке, показать на схеме направление

Векторов Н₁, H₂, H₀.

6. По второму закону Кирхгофа магнитодвижущая (намагничивающая) сила катушки равна сумме магнитных напряжений вдоль контура магнитной цепи:

Iw= ∑Um = ∑HL.

Намагничивающая сила катушки электромагнита, необходимая с целью создания требуемой интенсивности магнитного поля и, соответственно, заданной подъемной силы электромагнита:

Iw= H₁L₁ + H₂L₂ + 2H₀L₀;

Iw = 1500 * 261.5 + 10000 * 1.5 + 5.98 * 10^-6 * 1*10^-3 = 17255.3A.

7. При заданном числе витков катушки определить силу тока в катушке, необходимую для создания заданной подъемной силы электромагнита

I= Iw/w = 1724/240= 71.80 A.

8. Определить ток в катушке, необходимый для удержания якоря в притянутом состоянии с силой F, т.е. при L₀₁ = L₀₂ = 0:

Iw = H₁L₁ + H₂L₂ = 1500 * 1.5 + 10000 * 1.5 = 17250 A;

I= Iw/w= 11750/240 = 71.8 A.

Заключение:

Узнали что такое магнитное реле, его параметры и решили задачу по данной теме.