2.3 Комбинированные реле

Устройство комбинированного реле показано на рис. 2.4. Основными элементами реле являются постоянный магнит 7, сердечник 5 с двумя обмотками 6 и два якоря – нейтральный 2 и поляризованный 4. Нейтральный якорь через контактную тягу 1 воздействует на контактную систему, аналогичную контактной системе нейтрального реле. Поляризованный якорь через контактную тягу 3 воздействует на контактную систему, аналогичную контактной системе поляризованного реле.

Как видно из рис. 2.4, комбинированное реле представляет собой сочетание нейтрального и поляризованного реле с общим электромагнитом. Постоянный магнит оказывает воздействие только на поляризованный якорь, а электромагнит управляет и поляризованным, и нейтральным якорями.

Принцип действия комбинированного реле заключается в следующем. В магнитной системе реле постоянно существует поляризующий магнитный поток Ф_П, который образуется постоянным магнитом и состоит из двух потоков Ф_П1 и Ф_П2. В показанном на рис. 2.4 положении поляризованного якоря магнитный поток Ф_П1 будет значительно больше потока Ф_П2, и поляризованный якорь надежно удерживается притянутым к левой стороне электромагнита, замыкая нормальные контакты. Нейтральный якорь находится в отпущенном состоянии, замыкая тыловой контакт.

Для изменения положения поляризованного якоря в обмотку реле необходимо подать ток такого направления, чтобы рабочий магнитный поток Ф_Р, образующийся в электромагните, был направлен против потока Ф_П1 и совпадал с направлением Ф_П2. В результате поляризованный якорь изменит свое положе-

Рис. 2.4. Устройство комбинированного реле

ние, притягиваясь к правой стороне электромагнита. Нормальный контакт разомкнется, переведенный  замкнется. Нейтральный якорь под воздействием потокаФ_Ризменит свое положения,притягиваяськ левой стороне электромагнита. Тыловой контакт разомкнется, фронтовойзамкнется.

При отключении обмотки от источника тока магнитный поток Ф_Р исчезает, и нейтральный якорь возвращается в исходное положение, размыкая фронтовой и замыкая тыловой контакт. Поляризующий магнитный поток Ф_П надежно удерживает поляризованный якорь в последнем положении  притянутым к правой части электромагнита.

Таким образом, у комбинированного реле нейтральный якорь срабатывает каждый раз, когда по обмотке будет протекать электрический ток (любого направления). Поляризованный якорь будет менять свое положение только при определенном направлении тока в обмотке.

3 Устройство и принципы действия реле переменного тока

3.1 Реле с выпрямителями

Реле переменного тока с выпрямителями представляет собой реле постоянного тока, обмотка которого подключается к источнику переменного тока через схему выпрямления (выпрямительные элементы). Конструктивно электромагнитная и контактная системы такого реле ничем не отличаются от нейтрального реле постоянного тока. Таким образом, принцип действия реле переменного тока с выпрямителями аналогичен принципу действия нейтрального реле.

3.2 Индукционные реле

Устройство индукционного реле показано на рис. 3.1. Основными элементами реле являются два электромагнитных элемента (местный 5 и путевой 3), алюминиевый сектор 2, закрепленный на оси и расположенный в воздушном зазоре между путевым и местным элементами, контактная тяга 6, контактная система 7, состоящая из контактных пружин и контактов трех типов – общего О, фронтового Ф и тылового Т. Путевой элемент индукционного реле представляет собой П-образный сердечник, на котором расположена обмотка, называемая путевой. Местный элемент представляет собой Ш-образный сердечник, на среднем стержне которого расположена обмотка, называемая местной. Обе обмотки имеют выводы для подключения к разным источникам переменного тока  «путевому» и «местному» соответственно.

а

б

Рис. 3.1,а,б. Устройство индукционного реле

Так, при использовании индукционного реле в качестве путевого реле станционной рельсовой цепи, переменный ток поступает на путевую обмотку из рельсовой линии, на местную – непосредственно от «местного» источника, входящего в состав электропитающей установки.

Принцип действия индукционного реле заключается в следующем. В исходном состоянии, когда обмотки реле отключены от источников тока, сектор находится в нижнем положении и упирается в нижний ограничительный ролик 1 (рис. 3.1, а). Тыловой контакт замкнут, фронтовой – разомкнут.

При подключении обмоток к источникам переменного тока в сердечниках путевого и местного элементов создаются переменные магнитные потоки соответственно Ф_П и Ф_М. Магнитный поток Ф_М наводит в секторе вихревые токи. Сектор становится проводником с током, который находится в магнитном поле путевого элемента. В результате взаимодействия магнитного потока Ф_П и вихревых токов сектора создается вращающий момент, результирующая сила которого перемещает сектор вверх до упора в ограничительный ролик 4. В результате контактная тяга перемещается вниз, размыкая тыловой и замыкая фронтовой контакт (рис. 3.1, б).

Сила подъема сектора определяется выражением

, (3.1)

где w – круговая частота питающего напряжения;

z_c – сопротивление сектора;

I_М – ток местного элемента;

I_П – ток путевого элемента;

sin – угол сдвига между токами I_М и I_П.

Для срабатывания индукционного реле необходимо, чтобы угол сдвига фаз между токами I_М и I_П принимал определенное в технических условиях значение. Как видно из формулы (3.1), максимальный вращающий момент создается при угле сдвига фаз, равном 90 (идеальный угол).

Индукционное реле возвращается в исходное состояние при выполнении одного из двух условий: отключении обмотки (одной или обеих) от источника тока или нарушении фазового соотношения между токами I_М и I_П. При этом сектор опускается в нижнее положение под действием силы тяжести (собственного веса), перемещая контактную тягу вверх. В результате фронтовой контакт размыкается, а тыловойзамыкается.