Когда требуется осуществить небольшое ненагруженное быстрое линейное перемещение, логичнее всего остановить свой выбор на электромагнитах. Из курса физики мы знаем, что принцип действия электромагнита основан на использовании свойств магнитного поля, возникающего при прохождении электрического тока по катушке из проволоки. При этом сердечник втягивается в катушку.
При отсутствии тока в катушке сердечник может автоматически возвращаться в исходное положение под действием пружины. В отличие от движения штока гидроцилиндра перемещение сердечника электромагнита плохо поддается контролю, однако при автоматизации часто надо обеспечить только короткое быстрое дискретное перемещение, а не медленный контролируемый ход.
Реле. Из всех электромагнитов наиболее известны те, что включают (выключают) электрические цепи, т. е. обычные реле. Цепи управления обычно работают при пониженном напряжении и значительно меньшей силе тока, чем силовые.
Обычные реле и электромагниты чаще всего питаются постоянным током низкого напряжения. Однако удобство и распространенность переменного тока напряжением ПО В привели к созданию реле и электромагнитов, работающих на переменном токе. Еще одним преимуществом таких электромагнитов является их сравнительная нечувствительность к электрическим наводкам, создаваемым силовым промышленным оборудованием. Чувствительные электромагниты могут быть непредумышленно включены сторонним напряжением, наведенным большими токами, проходящими по электрическому кабелю, проложенному вблизи цепи реле, особенно если оба проводника находятся рядом, лежат параллельно и имеют значительную протяженность.
По мере роста напряжения силовых цепей используются разные реле. Небольшие электродвигатели, загрузочно-разгрузочные устройства и приводы автоматизированных машин обычно питаются от силовых цепей, рассчитанных не более чем на 10 А, и реле, которые их обслуживают, действительно называются «реле». Однако, если сила проходящего тока от 10 до 30 А, используется термин «силовое реле». При больших токах реле можно называть контактором. Принципы, на которых основывается работа обычного реле, во всех случаях сохраняются, и инженер по автоматизации не должен быть смущен этой терминологией. Особенно нужны реле для коммутации силовых цепей электродвигателей. Инженер по автоматизации услышит о пускателях электродвигателей — контакторах или реле, которые дополнительно осуществляют защиту от перегрузки, размыкая цепь питания двигателя, если механические нагрузки на двигатель слишком велики и вызывают прохождение слишком большого тока. Во время пуска двигателя, как известно, возникают перегрузки, которые пускатели должны в определенных пределах допускать. По этой причине обычно используют тепловые устройства защиты от перегрузок, что позволяет им быть до некоторой степени терпимыми к кратковременным перегрузкам.
Электромагниты