§ 26.8. Переходные процессы в бесконтактных магнитных реле

В ажным преимуществом бесконтактных магнитных реле по сравнению с обычными электромеханическими реле является более высокое быстродействие.

Рассмотрим, как происходит изменение во времени токов в обмотках магнитного реле по графикам, приведенным на рис. 26.9. Здесь показаны кривые изменения тока управления и тока нагрузки при изменении входного сигнала , вызывающего скачкообразное изменение (уменьшение) тока в нагрузке, соответствующее «размыканию» контакта, т. е. «отпусканию». На графиках использовали обозначения: — ток срабатывания; — ток отпускания.

В процессе отпускания реле можно выделить три этапа.

Первый этан начинается с исходного состояния реле при В этом состоянии ток в нагрузке имеет максимальное значение, и при подаче отрицательного тока управления ток нагрузки мало изменяется (участок аб на рис. 26.9, а и участок аб на рис. 26.9, о). Длительность этого этапа определяется скоростью нарастания тока в обмотке управления (см. график на рис. 26.9, б). В связи с тем что сердечники насыщены, индуктивность будет мала, а следовательно, и постоянная времени на первом этапе мала. Промежуток времени от 0 до судя по графикам (рис. 26.9, б, в), очень невелик.

Второй этап длится с момента времени до Именно за это время происходит изменение тока в нагрузке от максимального до минимального значения. Насыщение сердечников обусловлено током нагрузки который одновременно является и током в цепи обратной связи. Поскольку ток и насыщение уменьшаются, возрастает индуктивность обмотки управления. В обмотке увеличивается ЭДС самоиндукции, направленная навстречу приложенному напряжению Ток управления плавно уменьшается (от точки б к точке в на графиках 26.9, а, б) с большой постоянной времени, которая определяется выражением Соответственно уменьшается и ток в нагрузке (график на рис. 26.9, в).

На третьем этапе (при ) ток в обмотке управления быстро нарастает

до установившегося значения /_ууСт, определяемого приложенным напряжением U_y н сопротивлением обмотки управления Длительность

этого этапа невелика, поскольку на участке вг (рис. 26.9, а) обратная связь в усилителе из положительной становится отрицательной и снижается постоянная времени с

Поскольку постоянные времени на первом и третьем этапе относительно малы, время отпускания реле определяется в основном длительностью второго этапа, т. е.

Дифференциальное уравнение цепи управления для второго этапа имеет вид

Так как при имеем то решение этого уравнения имеет вид

Из графика переходного процесса (рис. 26.9, б) видим, что при ток

управления

Подставляя это значение в уравнение, после преобразований получим

где —коэффициент запаса по току срабатывания; —

коэффициент возврата.

Процесс срабатывания («замыкания» контактов) бесконтактного магнитного реле также можно представить состоящим из трех аналогичных этапов. При этом время срабатывания также в основном определяется длительностью второго этапа:

(26.2)

Анализ выражений для и показывает, что повысить быстродействие

бесконтактных магнитных реле можно путем уменьшения (т. е. постоянной времени магнитного усилителя без обратной связи); повышением коэффициента обратной связи ; увеличением коэффициента возврата Нетрудно видеть, что для увеличения надо с помощью смещения переместить статическую характеристику влево. При этом величина в пределе стремится к единице. Пределом для времени срабатывания (или отпускания) магнитного реле является длительность полупериода питания.

С повышением частоты питания, как и у магнитных усилителей, происходят повышение быстродействия бесконтактных магнитных реле и уменьшение их габаритов.