Принципова відмінність поляризованих електромагнітів (ПЕМ) від нейтральних полягає в існуванні залежності між напрямком переміщення якоря і полярністю напруги, що управляє Up, що прикладається до робочій обмотці. Ця залежність досягається за допомогою двох магнітних потоків: робочого Фр. створюваного постійною напругою, полярність якого може змінюватися, і поляризующего Фп. утвореного постійним магнітом або електромагнітом постійного струму з незмінною полярністю напруги живлення (рис. 8.2).
Підвищений швидкодію ПЕМ (кілька мілісекунд) в порівнянні з нейтральними ЕМ досягається не тільки конструктивними прийомами (шихтованим магнитопроводом, невеликими ходом і масою якоря, малої постійної часу обмотки), але і пов'язане безпосередньо з його принципом дії: при спрацьовуванні і відпуску потік в магнітопроводі НЕ виникає і не зникає, а перерозподіляється або змінює своє значення. Ще одна особливість ПЕМ, обумовлена наявністю постійного магніту, полягає в можливості прийняття якорем різних фіксованих положень при знеструмленій робочій обмотці.
Розрізняють три основні конструктивні схеми магнитопроводов ПЕМ. послідовну, паралельну (диференціальну) і бруківку.
Схема ПЕМ з послідовній магнітній ланцюгом, в якій робочий потік Фр. створюваний струмом робочої обмотки, і поляризующий потік Ф п постійного магніту замикаються в загальному простому нерозгалуженій муздрамтеатрі 1, показана на рис. 8.2, а разом з його схемою заміщення (в схемі заміщення передбачається, що магнітна що ланцюг не насичена). При зустрічному дії потоків Фр і Фп якір 2 відтягнуть пружиною 3. Зміна полярності робочої напруги викликає притягання якоря до сердечника.
На рис. 8.2, б представлена одна з принципових схем ПЕМ з диференціальної (паралельної) магнітної ланцюгом і відповідною схемою заміщення. Тут поляризующий потік Ф п розгалужується на два потоки Ф п # 948; 1 і Ф п # 948; 2. проходять по сердечникам. Один з них при даній полярності робочої напруги діє з потоком Фр згідно, а інший - зустрічно.
Якір притягається до лівого або правого полюса в залежності від того, в якому з зазорів # 948; 1 або # 948; 2 робочий і поляризующий потоки сумуються. Тягове зусилля визначається різницею сил тяжіння в зазорах # 948; 1 і # 948; 2 (звідки і назва диференційний ПЕМ). При зміні полярності робочої напруги Up якір перекидається до протилежного полюса.
Одна з конструктивних схем ПЕМ з мостовим магнитопроводом і відповідна схема заміщення зображені на рис. 8.2, в. Робочий потік Фр. проходить по С-образному магнітопрово-ду 1, розгалужується на два потоки Фр1 і Фр2. а поляризующий потік Ф п постійного магніту 6 - на два потоки ФП1 і ФП2.
При даній полярності робочої напруги Up потоки ФП1 і Фр2 в зазорі # 948; 1 і Фр1 і ФП2 в зазорі # 948; 3 підсумовуються, а ФП1 і Фр1 в зазорі # 948; 2 і ФП2 і Фр2 в # 948; 4 віднімаються, внаслідок чого постійний магніт 6 з полюсними наконечниками 4 повертається на деякий кут проти годинникової стрілки навколо осі 5. Зміна полярності робочої напруги викликає поворот магніту з полюсними наконечниками в зворотному напрямку.
Малюнок 8.2. Конструктивні та еквівалентні електричні схеми ПЕМ:
а- з нерозгалужених магнитопроводом; б-з диференціальної магнітної ланцюгом; в- з мостовим магнитопроводом
1 муздрамтеатр; 2 якір; 3 пружина; 4 полюсний наконечник;
5 вісь; 6 постійний магніт
Основні недоліки ПЕМ з послідовній магнітній ланцюгом - це, по-перше, мала магнітна проникність магніто-твердого матеріалу постійного магніту, через що знижується чутливість ПЕМ і потрібна підвищена МДС робочої обмотки, а по-друге, вплив розмагнічуючої робочої МДС на постійний магніт , що несприятливо позначається на стабільності намагніченості останнього і збільшує розміри ПЕМ.