Электромагнитные реле

Электромагнитное реле — это электромеханический прибор, управляющий каким-либо другим электрическим прибором или механизмом, электри­ческой цепью. Схематическое устройство и принцип работы электромагнитного реле иллюстрирует рис. 270.

Этот прибор представляет собой стержень из «мягкого» железа — сердечник, на который насажена катушка, содержащая большое число витков изолирован­ного провода. На Г-образном корпусе, называемом ярмом, удерживается якорь — пластинка тоже мягкого железа, согнутая под тупым углом. Сердечник, ярмо и якорь образуют магнитопровод реле. На ярме же укреплены пружины с контактами, замыкающие и размыкающие питание исполнительной цепи, например цепи питания сигнальной лампы накаливания. Пока ток через об­мотку реле не идет, якорь под действием контактных пружин находится на некотором расстоянии от сердечника. Как только в обмотке появляется ток, его магнитное поле намагничивает сердечник и он притягивает якорь. В этот момент другой конец якоря надавливает на контактные пружины и замыкает исполнительную цепь. Прекращается ток в обмотке — исчезает магнитное поле, размагничивается сердечник, и контактные пружины, выпрямляясь и разрывая цепь исполнения, возвращают якорь реле в исходное положение.

В зависимости от конструктивных особенностей контактных пружин раз­личают реле с нормально разомкнутыми, нормально замкну­тыми и перекидными контактами.

Рис. 270. Устройство, включение и схема­тическое обозначение электромагнитного реле и его контактов.

Рис. 271. Электромагнитное реле типа РСМ.

Нормально разомкнутые контак­ты при отсутствии тока в обмотке реле разомкнуты (рис. 270, а), а при токе в обмотке они замыкаются. Нормально замкнутые контакты, наоборот, при отсутствии тока в обмотке замкнуты (рис. 270, 6), а при срабатывании реле они размыкаются. У перекидных контактов (рис. 270, в) средняя пружина, связан­ная с якорем и при отсутствии тока замкнутая с одной из крайних пружин, при срабатывании реле перекидывается на другую крайнюю пружину и замыкается с нею.

Многие реле имеют не одну, а несколько групп контактных пружин, поз­воляющих с помощью импульсов тока, создающихся в обмотке реле, управлять на расстоянии несколькими цепями исполнения одновременно, что и исполь­зуется в автоматике.

На принципиальных схемах обмотки электромагнитных реле обозначают прямоугольниками и буквой Р с цифрой порядкового номера реле в схеме. Контакты этого реле обозначают той же буквой, но с дробным числом, как на рис. 270: числитель указывает порядковый номер реле, а знаменатель — порядковый номер контактной группы этого реле (иногда порядковый номер реле указывают подстрочной цифрой, а номер контактной группы этого реле — надстрочной цифрой).

В зависимости от назначения электромагнитные реле имею г разные кон­струкции корпусов и якорей, пружинных контактов, различные данные обмоток. Но принцип работы всех реле одинаков: при некотором значении тока, проте­кающего через обмотку, реле срабатывает и его якорь, притягиваясь к намагни­ченному сердечнику, замыкает или размыкает контакты исполнительной цепи.

Для автоматически действующих устройств, о которых речь пойдет в этой и следующей беседах, а также для аппаратуры телеуправления, которой будет посвящена специальная беседа, желательно использовать малогабаритные реле, например РЭС-9, РЭС-Ю, РСМ (рис. 271).

Основной характеристикой электромагнитного реле является его чувстви­тельность — мощность тока, потребляемая обмоткой, при которой реле сра­батывает. Чем меньше эта электрическая мощность, необходимая для срабаты­вания реле, тем реле чувствительнее.

Пригодность реле для того или иного автоматического устройства обычно оценивают тем минимальным значением тока, при котором оно срабатывает.

Если сравнить два реле, одно из которых срабатывает при токе 20 мА, а второе при токе 10 мА, то второе реле считается более чувствительным, чем первое. Как правило, катушка более чувствительного реле содержит большее число витков и имеет большее сопротивление.

Для наших целей нужны будут реле, надежно срабатывающие при токе 6 — 10 мА и напряжении источника питания 4,5 — 9 В, что соответствует мощ­ности 27 — 90 мВт. Сопротивление обмоток таких реле должно быть в пре­делах 120 — 700 Ом. Этим требованиям могут отвечать, например, реле РЭС-10 с паспортом РС4.524.302, РС4.524.303. Сопротивление обмотки первого из этих реле 630 Ом, второго 120 Ом.

Для проверки электромагнитного реле, паспортные данные которого тебе неизвестны, можно воспользоваться схемой, приведенной на рис. 272. Батарея Б1 напряжением 9—12 В (две-три батареи 3336Л); Б2—напряжением 4,5 В (бата­рея 3336Л); переменный резистор R сопротивлением 1 — 1,5 кОм; ИП — миллиам­перметр на ток 20 — 30 мА; сигнальная лампа Л (индикатор) на напряжение 3,5 В. При замыкании контактов Р лампа Л загорается, а при размыкании гаснет. Изменяя сопротивление цепи резистором R и следя за показаниями миллиамперметра, легко определить токи, соответствующие моментам срабатывания и отпускания реле. Эти сведения облегчат и ускорят работы по налаживанию приборов-автоматов.

У большинства реле якорь возвращается в исходное положение при давлении на него контактных пружин. Если пружины немного отогнуть, чтобы они сла­бее давили на якорь, то чувствительность реле несколько улучшится. Таким способом можно подгонять токи срабатывания и отпускания реле.

Электромагнитное реле может быть и самодельным. Внешний вид и чер­тежи деталей реле, с изготовлением которого ты, полагаю, можешь справиться, показаны на рис. 273. Его конструкция и размеры напоминают реле типа РСМ. Разница между ними заключается в основном лишь в креплении пружинных контактов: у реле РСМ они запрессованы в пластмассовое основание, а здесь они зажаты между изоляционными прокладками и прикреплены винтами к корпусу-ярму.

Как и промышленное, самодельное реле состоит из следующих деталей: обмотки электромагнита 1 с сердечником 2, якоря 3 со скобой 4, контактных пружин 5 со стопорными пластинами б, выводных пластинок 8 (7 — изоляцион­ные прокладки), ярма 9. Изготовление реле начинай с ярма, используя для него хорошо отожженную листовую сталь толщиной 1,2 — 1,5 мм. Сердечник электромагнита можно выточить из керна подходящего телефонного реле или мягкой, хорошо отожженной стали. Щечки 10 обмотки электромагнита вырежь из любого изоляционного материала, включая хорошо проклеенный картон толщиной 0,5—0,8 мм. Насади щечки на сердечник, после чего поверхность сердечника и щечек покрой тонким слоем клея БФ-2. После высыхания клей станет изолятором и одновременно скрепит щечки. Для обмотки электромаг­нита используй провод ПЭВ 0,1. Намотку нужно стараться производить виток к витку до заполнения пространства между щечками. Чем большее число витков поместится на сердечнике, тем более чувствительным будет реле. Сoпpoтив­ление аккуратно намотанной катушки электромагнита должно быть около 200-220 Ом.

Якорь реле также делай из мягкой листовой стали толщиной 1,2 — 1,5 мм. Чтобы предотвратить залипание якоря из-за остаточного магнетизма сердечни­ка, в верхней части его якоря, согласно чертежу, просверли отверстие диа­метром 1 мм и вклепай в него медный штифт. Высота штифта со стороны сердечника должна быть 0,1—0,2 мм. К нижней части якоря клеем БФ-2 приклей толкатель, сделанный из органического стекла.

Рис. 272. Схема проверки электромагнитного реле.

Рис. 273. Самодельное электромагнит­ное реле.

Сборку реле производи строго по чертежу. Чем плотнее сердечник будет прилегать к ярму, тем меньше будут потери в магнитопроводе и тем чувстви­тельнее будет реле. Ход якоря в собранном реле должен быть в пределах 0,5—0,75 мм, в то время как ход средней контактной пружины в месте кон­такта должен быть равен 1 мм. Выводами обмотки реле служат латунные или жестяные пластинки.

Собранное реле должно надежно срабатывать от батареи источника постоян­ного тока напряжением 4,0 — 4,5 В (батарея 3336Л),

Реле крепи на монтажной плате с помощью гайки, навертывая ее на «хвостик» сердечника.

В. Г. Борисов. Юный Радиолюбитель