§ 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.