Polarisierte elektromagnetische Relais

Polarisierte elektromagnetische Relais unterscheiden sich davon neutrale elektromagnetische Relais die Fähigkeit, auf die Polarität des Steuersignals zu reagieren. Der Magnetkreis eines polarisierten Differentialrelais (Abb. 1, a) hat einen Permanentmagneten 1. Der polarisierende Magnetfluss Ф0 durchläuft den Anker 2, verzweigt sich in den Luftspalten δ1 und δ 2 in zwei Flüsse Ф1 und Ф2 und schließt sich entlang der Kern 4. Um die Geschwindigkeit zu erhöhen, ist das Relais aus Elektroblech zusammengebaut.

Der Anker besteht ebenfalls aus zwei Elektrostahlplatten und ist an einer Stahlfeder aufgehängt. Der Steuerfluss Fu wird durch zwei auf dem Kern befindliche Magnetisierungsspulen 5 erzeugt.

Das Kontaktsystem der 3 Relais verfügt über einen Wechslerkontakt. Die Position der Festkontakte kann durch Änderung der Relaiseinstellung angepasst werden.

Wenn in den Wicklungen kein Strom fließt, kann sich der Anker unter dem Einfluss der durch den Fluss Ф0 erzeugten Anziehungskraft in einer der Extrempositionen befinden, beispielsweise in der linken, wie in Abb. 1, a.

Reis. 1. Polarisiertes elektromagnetisches Relais

Die Flüsse F1 und F2 sind umgekehrt proportional zur Größe der Luftspalte δ 1 und δ 2 zwischen dem Anker und dem entsprechenden Kernpol. In der mittleren Neutralstellung sind die Flüsse F1 und F2 gleich und die Anziehungskräfte des Ankers auf die beiden Pole des Kerns sind gleich: F1 = F2. Diese Zwischenposition des Kerns ist jedoch instabil. Beim Bewegen des Ankers nach links nimmt der Fluss F1 zu, der Fluss F2 wird schwächer und es kommt zu einer entsprechenden Umverteilung der Anziehungskraft zwischen den Polen: F1 > F2.

Die Wirkung des Steuerstroms hängt von seiner Polarität ab. Zum Schalten des Relais ist ein Strom erforderlich, der im Spalt einen magnetischen Fluss Fy erzeugt, dessen Richtung mit dem Fluss F2 übereinstimmt. Strom mit umgekehrter Polarität erhöht den Fluss von F1 und nur den Kontaktdruck.

Damit das Relais funktioniert, muss der Fluss Fy den Maximalwert des Flusses F1 beim Minimalwert der Lücke δ überschreiten.

Mit der Bewegung des Ankers nach rechts vergrößert sich der Spalt δ 1, der Durchfluss F1 und sein gegenteiliger Einfluss nehmen ab. In der Mittelstellung stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht ein, wonach der erhöhte Fluss von F2 eine zusätzliche Kraft erzeugt, die den Anker beschleunigt. Dies verbessert die Geschwindigkeit polarisierter Relais. Um das Kontaktsystem wieder in seine ursprüngliche Position zu bringen, ist es notwendig, die Polarität des Stroms in der Steuerspule erneut umzukehren.

Ein vorgespanntes Relais mit dieser Einstellung wird als Zweistellungsrelais bezeichnet. Es schaltet unter Einwirkung bipolarer Impulse und nach Beendigung des Steuerimpulses kehrt das Kontaktsystem des Relais nicht in seinen Ausgangszustand zurück.

Bei polarisierten Zweistellungsrelais mit Vorrang erstreckt sich einer der stationären Kontakte über die Neutralleitung hinaus (Abb. 1, b).Ein solches Relais reagiert nur auf Steuerimpulse einer bestimmten Polarität und kehrt bei Wegnahme des Steuerimpulses in seine Ausgangsstellung zurück.

Es gibt dreipolige Relais (Abb. 1, c), bei denen der Anker durch Federn in der neutralen Position gehalten wird. Je nach Polarität des Steuersignals schließt der linke oder rechte Kontakt des Relais. Wenn das Eingangssignal stoppt, kehrt der Anker in seine ursprüngliche Neutralposition zurück. Dieses Relais entspricht zwei überwiegend polarisierten Relais.

Polarisierte Relais sind sehr empfindlich. Die Relaisbetätigungsleistung beträgt 0,01–5,0 mW.

Das Ausschaltvermögen der Relaiskontakte ist groß genug, sodass bei einer Spannung von 24 V ein Strom von 0,2-1,0 A geschaltet werden kann. Der Verstärkungsfaktor polarisierter Relais beträgt (1 — 5) x103.

Die hohe Reaktionsgeschwindigkeit ermöglicht den Betrieb polarisierter Relais mit einer Schaltfrequenz von 100-200 Hz.