Электромагнитные реле. Виды и работа. Устройство и применение

Основной составляющей частью кибернетики и систем автоматики являются процессы коммутации. Первыми устройствами, выполняющими коммутацию в автоматических электрических цепях, были электромагнитные реле.

Благодаря техническому прогрессу появились полупроводниковые коммутаторы. Однако электромагнитные реле не теряют своей популярности по применению в различном электрооборудовании и устройствах. Широкое использование реле обуславливается их неоспоримыми достоинствами, к которым относятся свойства металлических контактов.

Сопротивление контактов реле наименьшее, в отличие от коммутаторов на основе полупроводниковых элементов. Контакты реле выдерживают намного выше токовые перегрузки, чем полупроводниковые коммутаторы. Реле нормально функционируют при наличии статического электричества, радиационного излучения. Основным положительным качеством реле является гальваническая изоляция цепи управления и коммутации без дополнительных элементов.

Основные виды электромагнитных реле

По конструктивным особенностям исполнительных элементов электромагнитные реле делятся на:

• Контактные реле, которые оказывают воздействие на силовую цепь группой электрических контактов. Их разомкнутое или замкнутое состояние способно обеспечить коммутацию (разрыв или соединение) выходной силовой цепи.
• Бесконтактные реле оказывают действие на силовую цепь методом резкого изменения ее параметров (емкости, индуктивности, сопротивления), либо силы тока и напряжения.

По области применения реле:

• Сигнализации.
• Защиты.
• Цепей управления.

По мощности сигнала управления:

• Высокой мощности более 10 ватт.
• Средней мощности 1-9 ватт.
• Малой мощности менее 1 ватта.

По быстродействию управления:

• Безинерционные менее 0,001 с.
• Быстродействующие 0,001-0,05 с.
• Замедленные 0,05-1 с.
• Регулируемые.

По виду напряжения управления:

• Переменного тока.
• Постоянного тока (поляризованные и нейтральные).

Рассмотрим подробнее реле постоянного тока, которые делятся на два подвида – нейтральные и поляризованные. Они имеют отличие в том, что поляризованные устройства имеют чувствительность к полярности подключаемого напряжения. Якорь изменяет направление движения в зависимости от подключенных полюсов питания.

Реле постоянного тока разделяют:

• 2-х позиционные.
• 2-х позиционные с преобладанием.
• 3-позиционные с нечувствительной зоной.

Функционирование нейтральных электромагнитных реле не зависит от порядка подключения полюсов напряжения. Недостатками реле постоянного тока является потребность в блоке питания, а также высокая стоимость.

Реле переменного тока не имеют таких недостатков, у них есть свои отрицательные моменты:

• Вибрация при эксплуатации, необходимость ее устранения.
• Параметры работы намного хуже, чем у реле постоянного тока. К ним относятся: магнитное поле, чувствительность.

К достоинствам устройств реле постоянного тока можно отнести отсутствие необходимости в блоке питания, и возможности непосредственного подключения в сеть переменного напряжения.

По защищенности от внешних факторов реле разделяют:

• Герметичные.
• Зачехленные.
• Открытые.

Реле тока

Структура реле напряжения и тока очень похожа. Их отличие заключается только в конструкции катушки. Токовое реле имеет катушку с небольшим числом витков и малым сопротивлением. Намотка провода на катушку осуществляется толстым проводником.

Обмотка реле напряжения выполняется с большим числом витков. Каждое из этих реле выполняет контроль определенных параметров с помощью системы автоматического отключения и включения электрического устройства.

Реле тока осуществляет контроль силы тока в цепи потребителя, к которой оно подключено. Данные поступают в другую цепь с помощью подключения сопротивления контактом реле. Подключение может осуществляться как непосредственно к силовой цепи, так и через измерительные трансформаторы.

Реле времени

В цепях автоматики часто требуется образование задержки при включении устройств, либо подачи сигнала для выполнения определенного технологического процесса по некоторому алгоритму. Для таких целей предназначены специальные устройства, способные коммутировать цепи с некоторой задержкой времени.

К таким реле времени предъявляются специальные требования:

• Необходимая и достаточная мощность контактов.
• Малые габаритные размеры, вес и небольшой расход электроэнергии.
• Стабильные рабочие параметры задержки времени, не зависящие от внешних воздействий.

Для реле времени, управляющим электрическими приводами, повышенные требования не предъявляются. Их задержка равна от 0,25 до 10 с. Эксплуатационная надежность таких реле должна быть очень высока, так как условия работы предполагают наличие вибрации.

Устройство и принцип действия

Структуру электромагнитного реле можно разделить на его отдельные составные элементы следующим образом:

• Первичный (чувствительный) элемент преобразует электрический сигнал управления в магнитную силу. Обычно этим элементом является катушка.
• Промежуточный элемент может состоять из нескольких частей. Он приводит в работу исполнительный механизм. Таким элементом является якорь с подвижными контактами и пружиной.
• Исполнительный элемент выполняет передачу воздействия на силовую цепь. Таким элементом чаще всего выступает группа силовых контактов реле.

Электромагнитные реле имеют довольно простой принцип работы, вследствие чего имеют повышенную надежность. Они являются незаменимыми элементами в схемах защиты и автоматики. Действие реле заключается в применении электромагнитных сил, появляющихся в металлическом сердечнике при протекании электрического тока по катушке.

Элементы реле устанавливаются на закрывающемся крышкой основании. Подвижная пластина (якорь) с контактом установлена над сердечником электромагнита. Подвижных контактов может быть несколько. Напротив них расположены соответствующие пары неподвижных контактов.

1 — Катушка реле
2 — Сердечник
3 — Стержень
4 — Подвижный якорь
5 — Группа контактов
6 — Пружина
7 — Питание катушки

В первоначальном положении пружина удерживает подвижную пластину. При подключении питания срабатывает электромагнит и притягивает к себе эту пластину, являющуюся якорем, преодолевая усилие пружины. В зависимости от устройства реле контакты при этом размыкаются или замыкаются. После выключения питания якорь под действием пружины возвращается в исходное положение.

Существуют электромагнитные реле с встроенными электронными компонентами в виде конденсатора, подключенного параллельно контактам для уменьшения помех и образования искр, а также сопротивления, подключенного к катушке, для четкой работы реле.

По силовой цепи, которая подключается контактами, может протекать электрический ток намного больше тока управления. Эта цепь гальванически развязана с цепью управления электромагнитом. Другими словами реле играет роль усилителя мощности, напряжения и тока в электрической цепи.

Электромагнитные реле переменного тока приводятся в действие при подключении к ним переменного тока частотой 50 герц. Устройство такого реле практически не отличается от реле постоянного тока, кроме сердечника электромагнита, который в данном случае выполняется из листовой электротехнической стали. Это делается для снижения потерь энергии от вихревых токов.

Параметры электромагнитных реле

Основными характеристиками таких реле являются зависимости между входным и выходным параметром.

Основные параметры реле:

• Время срабатывания реле – характеризует промежуток времени от момента подачи сигнала на вход реле до момента начала действия на силовую цепь.
• Управляемая мощность – это мощность, которой способны управлять контакты реле при коммутации цепи.
• Мощность срабатывания – это наименьшая мощность, требуемая для чувствительного элемента реле, для перехода в рабочее состояние.
• Величина тока срабатывания. Такое регулируемое значение называется уставкой.
• Сопротивление обмотки катушки.
• Ток отпускания – максимальная величина тока на клеммах обмотки реле, при котором якорь отпадает в исходное положение.
• Время отпускания якоря.
• Частота коммутаций с нагрузкой – частота, с которой может осуществляться подключение и отключение силовой цепи.

Преимущества:

• Возможность коммутации силовых цепей с мощностью потребителя до 4 киловатт при объеме реле меньше 10 куб. см.
• Невосприимчивость к пульсациям и чрезмерным напряжениям, а также устойчивость к помехам от молнии и работы устройств высокого напряжения.
• Гальваническая развязка между цепью управления и силовыми контактами.
• Незначительное снижение напряжения на замкнутых контактных группах, вследствие чего низкое тепловыделение.
• Невысокая стоимость электромагнитного реле в отличие от полупроводниковых устройств.

Недостатки:

• Низкое быстродействие.
• Небольшой срок службы.
• Образование радиопомех при коммутации цепей.
• Проблемы при подключении и отключении высоковольтных нагрузок постоянного тока и индуктивных потребителей.

Сфера использования

Широкую популярность получили реле в области производства и распределения электрической энергии. Безаварийный режим эксплуатации обеспечивает релейная защита линий высокого напряжения на подстанциях и в других местах. Элементы управления, применяемые в релейной защите, способны на подключение высоковольтных цепей. Э

Электромагнитные реле, функционирующие в качестве релейной защиты, получили популярность из-за следующих достоинств:

• Возможность работы с невосприимчивостью к возникающим паразитным потенциалам.
• Высокая скорость реагирования на изменение параметров подключенных цепей.
• Повышенная долговечность.

С помощью релейной защиты выполняется резервирование линий питания и оперативное отключение неисправных участков цепи. Электромагнитные реле являются наиболее надежной защитой, в отличие от релейных устройств.

Электромагнитные реле применяется в управлении производственными линиями, конвейерами, на участках с повышенными паразитными потенциалами, там, где нельзя использовать полупроводниковые элементы.

Принцип действия, по которому работают такие устройства реле, применяется в оборудовании для удаленного управления потребителями, а именно в контакторах, пускателях. По сути дела, это такие же электромагнитный вид реле, только рассчитанные для очень больших токов, достигающих несколько тысяч ампер.

Релейные блоки применяются для управления емкостных установок, служащих для плавного запуска электродвигателей повышенной мощности.

Электромагнитные реле применялись даже в первых вычислительных комплексах. В них реле использовались как логические элементы, выполняющие простые логические операции. Скорость работы таких электронно-вычислительных машин была низкая. Однако такие своеобразные компьютеры были более надежными, в отличие от последующего поколения ламповых моделей вычислительных машин.

Сегодня можно привести множество примеров применения электромагнитных реле в бытовых устройствах: стиральных машинах, холодильниках и т.д.

Рекомендации по выбору

• Прежде всего, необходимо выяснить параметры рабочего напряжения и тока реле. Рабочая величина тока и напряжения обмотки реле должна соответствовать сети питания места подключения. Если рабочий ток будет меньше допустимого, то это приведет к ненадежному контакту при работе реле. Если ток будет больше допустимого, то обмотка реле будет перегреваться, что приведет к падению надежности работы реле при наибольшей допустимой температуре.
• Режим действия контактов реле зависит от вида управляемого тока, частоты коммутации, вида нагрузки. Поэтому при выборе необходимо учитывать эти условия работы.

Похожие темы:

Принципы действия и схема электромагнитного реле

Люди все чаще используют в быту высоковольтные устройства, например, генераторы в качестве источника питания, трансформаторы и т. п. Поэтому нередко приходится контролировать уровень поступления тока в цепи. Именно в таком контроле заключается назначение реле.

Реле — это электрический выключатель, предназначенный для соединения и разъединения цепи при создании определенных условий. Это устройство относится к категории приборов, которые регулируют работу управляемых объектов при поступлении сигнала. Реле регулирует электрическую цепь, которая является управляемой. А цепь, через которую проходит сигнал, является управляющей.

Классификация и назначение реле

Существует основная классификация разновидностей реле, согласно которой, их принято подразделять на следующие категории и виды.

По предназначению различают такие виды реле:

• Реле управления. Применяются в низковольтных устройствах в качестве комплектующих элементов, а также как самостоятельные элементы управления;
• Реле защиты. Предназначены для защиты устройств с термоконтактами, например, электродвигателями, вентиляторами;
• Сигнализационные. Используются в автомобилях, домах, организациях, для охраны территории частного сектора, производстве и т. д.

По принципу действия подразделяются на:

• Электромагнитные. Являются более сложными устройствами и применяются в автоматике и системах контроля;
• Магнитоэлектрические. Функционируют только если присутствует постоянный ток;
• Индукционные релейные устройства работают по принципу взаимодействия магнитных потоков с индуцированными токами;
• Тепловые используются в качестве предохранителей в электрических двигателях, защищающих от перегрева;
• Полупроводниковые или твердотельные реле эффективно применяются в системах регулирования точного уровня температуры.

По контролируемой величине могут быть:

• Токовые, то есть принцип действия таких устройств основан на поступлении тока на определенный элемент конструкции, чаще всего в качестве такового выступает якорь или катушка;
• Реле мощности. Устройство работает под влиянием определенной силы, которая создается в управляемой среде;
• Устройства, работающие под действием какой-нибудь частоты на обмотку;
• Функционирующие в условиях определенного напряжения.

По способу воздействия на управляющий элемент различают:

• контактные, как видно из названия, в таких реле используются контакты, которые создают силовое поле, соприкасаясь друг с другом;
• бесконтактные реле, в них замыкание и размыкание цепи происходит посредством изменения одного из параметров цепи.

По конструкции они подразделяются на:

• электрические — применяются для включения и выключения цепи в устройствах, требующих большой нагрузки;
• герконовые — в своей конструкции имеют геркон с катушкой, то есть небольшой вакуумный баллончик, который наполняется газом;
• электротепловые, принцип работы таких реле основан на линейном расширении металлов.

Существует и много других видов, которые применяются в узкоспециализированных сферах. В качестве примера можно привести реле времени, напряжения, промежуточные и другие.

Конструкция релейных устройств

Релейные устройства простой схемы состоят из магнитов, якоря и контактов. Замыкание цепи в таком устройстве происходит посредством подачи тока на магнит, которая затем замыкает якорь с контактом. То есть, замыкание цепи является результатом замыкания якоря. Размыкание цепи происходит в обратном порядке. Когда уменьшается подача тока на магнит, якорь возвращается на первоначальное состояние, то есть размыкается, а затем размыкает цепь.

Кроме перечисленных выше составных элементов, в конструкцию релейных коммутаторов могут входить резисторы. Они обеспечивают более точную и стабильную работу устройств, а также выступают в роли конденсаторов, предотвращающих появление искр в проводе и резких скачков напряжения.

Что касается реле электромагнитного типа, то они являются более сложными устройствами как по принципу действия, так и по конструкции. Они состоят из следующих элементов:

• контактов;
• якоря;
• плоской пружины;
• обмотки;
• сердечника;
• ярмо;
• каркаса;
• основания.

Устройство включается, когда на обмотку поступает электрический ток. При достижении величины тока, необходимой для создания электромагнитной волны, пружина начинает перемещаться к поверхности ярма, при этом пружина слегка прогибаясь под воздействием магнитной волны. Действие якоря приводит в движение контакт, который оказывает воздействие на внешний контакт. А он соприкасается с проводником и цепь замыкается.

Стабильная работа реле напрямую зависит от количества электрического тока, поступающего на обмотку. Если ее будет недостаточно, то магнитная волна не может образоваться, а без нее не может работать якорь. Поэтому даже при незначительном сокращении подачи тока, устройство прекращает работу и выключается.

Некоторые из этих устройств оснащаются несколькими парами контактов, что позволяет замыкать и размыкать множество электрических цепей одновременно.

​

Применение на производстве и в быту

Электромагнитные коммутационные устройства являются самыми распространенными. Их часто используют в сфере производства электроэнергии. Они обеспечивают защиту высоковольтных линий и поддерживают безаварийный режим всех подключенных устройств.

Управляющие элементы релейной конструкции позволяют работать с высоким напряжением до нескольких сотен тысяч вольт.

Популярность электромагнитных реле объясняется следующим:

• элементы, которые входят в конструкцию, имеют длительный срок эксплуатации;
• имеют мгновенную реакцию на отклонение параметров, подключенных устройств от нормы ;
• могут функционировать в условиях высокого напряжения магнитных полей и исключают образование посторонних электрических потенциалов.

Электромагнитные коммутаторы применяются в целях резервирования линий электропередач и для вывода поврежденного участка из сети. Релейные устройства, а именно защита, которую они обеспечивают на сегодняшний день, считается самой эффективной.

Они также применяются в конвейерных системах управления производством. Поскольку в таких системах часто образуются паразитные потенциалы высокой мощности, которые способны легко вывести из строя полупроводниковые реле и другое подключенное к ним оборудование. Полупроводниковые системы выходят из строя из-за высокого статического электричества, которое может привести к поломке. Поэтому их заменили электромагнитными реле, а они нейтральны к статическому электричеству.

Устройства коммутации электромагнитного типа эффективно применяются в устройствах с дистанционным управлением и даже ЭВМ в качестве элементов, которые выполняют элементарные логические операции. Именно благодаря использованию таких коммутаторов ЭВМ превзошли по надежности компьютеры, которые появились позже.

Примеры по использованию реле можно привести и из жизни. Все люди используют в своей деятельности бытовую технику, холодильники, стиральные машины, телевизор и другие приборы. Их принцип работы основан на работе электромагнитных реле.

Преимущества и недостатки коммутаторов

Широкое применение электромагнитных реле в самых разных сферах деятельности обусловлено наличием ряда преимуществ по сравнению с полупроводниковыми и другими видами. Среди преимуществ можно отметить:

• способность замыкания и размыкания цепей с общей мощностью, не превышающей 4 киловатт, с объемом не более 10 кубических сантиметров;
• устойчивость к условиям резкой смены уровня напряжения в сетях, которое может возникнуть из-за разряда молнии или при работе с высоковольтным оборудованием;
• особенность конструкции, которая обеспечивает электрическую изоляцию,
• способность выделять небольшое количество тепла при низком напряжении;
• стоят гораздо дешевле относительно полупроводниковых реле.

Из недостатков выделяют:

• низкую скорость работы;
• наличие ограничений касательно ресурса как механического, так и электрического;
• образование помех в радиоволнах во время коммутационных процессов;
• наличие серьезных проблем во время замыкания и размыкания высоковольтных и индуктивных цепей постоянного тока.

Электромагнитные реле применяется в управлении производственными линиями, конвейерами, на участках с повышенными паразитными потенциалами, там, где нельзя использовать полупроводниковые элементы.

Электромагнитные реле и магнитные пускатели

Страница 1 из 2

Релейным элементом (реле) называется устройство, в котором осуществляется скачкообразное изменение (переключение) выходного сигнала под воздействием управляющего (входного) сигнала, изменяющегося непрерывно в определенных пределах (рис.  1).
Реле широко применяют в системах автоматики и электропроводе, так как с их помощью можно управлять большими мощностями на выходе при малых по мощности входных сигналах, выполнять логические операции, создавать многофункциональные релейные устройства, осуществлять коммутацию электрических цепей, фиксировать отклонения контролируемого параметра οι заданного уровня, выполнять функции запоминающего элемент и т. д.

На рисунке  1 приведена характеристика управления реле, отражающая зависимость выходной величины от входной. При достижении определенного значения входной величины Хср выходная величина вменяется скачкообразно, т. е. происходит срабатывание реле. Большинство реле имеют характеристику управления с гистерезисной петлей, т. е. значение выходной величины, при котором происходит переход выходной величины в исходное состояние Х1, (отпускание реле), не равно параметру срабатывания Хср.

Рис. 1. Характеристика управления реле

Классификация реле.

Реле классифицируют по следующим признакам: роду входных физических величин, на которые они реагируют; функциям, которые они выполняют в системах управления; конструкции и т. п.
По виду физических величин различают электрические, механические, тепловые, оптические, магнитные, акустические и другие реле. При этом следует отметить, что реле может реагировать не только на значение конкретной величины, но и на разность значений (дифференциальное реле), изменение знака величины (поляризованное реле) или скорость изменения входной величины.

Реле обычно состоит из трех основных функциональных элементов: воспринимающего, промежуточного и исполнительного.
Воспринимающий (первичный) элемент воспринимает контролируемую величину и преобразует ее в другую физическую величину.
Промежуточный элемент сравнивает значение этой величины с заданным значением и при его превышении передает первичное воздействие на исполнительный элемент. Исполнительный элемент передает воздействие от реле в управляемые цепи. Эти элементы могут быть выполнены самостоятельно или объединены между собой.
По устройству исполнительного элемента различают контактные и бесконтактные реле. Контактные реле воздействуют на управляемую цепь с помощью электрических контактов, замкнутое или разомкнутое состояние которых позволяет обеспечить или полное замыкание, или полный механический разрыв выходной цепи. Бесконтактные реле воздействуют на управляемую цепь путем резкого (скачкообразного) изменения параметров выходных электрических цепей (сопротивления, индуктивности, емкости) или изменения уровня напряжения (тока).
Воспринимающий элемент в зависимости от назначения реле и рода физической величины, па которую он реагирует, может иметь различные исполнения как по принципу действия, так и по устройству. Например, в реле максимального тока или реле напряжении воспринимающий элемент выполнен в виде электромагнита, а в реле давления — в виде мембраны или сильфона, в реле уровня — в виде поплавка и т. д.

Основные характеристики

Основные характеристики реле определяются зависимостями между параметрами входной и выходной величины. Различают следующие основные характеристики реле:
величина срабатывания Хср — значение параметра входной величины, при котором реле включается. При Х<Хср выходная величина равна при Х>Хср величина У скачком изменяется от Утин до Умах и реле включается. Величина срабатывания, на которую отрегулировано реле, называется уставкой;
мощность срабатывания Рср — минимальная мощность, которую необходимо подвести к воспринимающему органу реле, чтобы перевести его из состояния покоя в рабочее состояние;
управляемая мощность — мощность нагрузки, которой управляют коммутирующие органы реле в процессе переключений. По мощности управления различают реле цепей малой мощности (до 25 Вт), средней мощности (до 100 Вт) и повышенной мощности (свыше 100 Вт). Последние относятся к силовым реле и называются контакторами;
время срабатывания tcp — промежуток времени от подачи на вход реле сигнала Хср до начала воздействия на управляемую цепь. По времени срабатывания различают нормальные, быстродействующие, замедленные реле и реле времени.
Электромагнитные реле благодаря простой конструкции и высокой надежности широко применяют в различных системах управления, защиты, контроля и т. д. Электромагнитным называется реле, у которого контакты перемещаются при притягивании якоря к сердечнику электромагнита, по обмотке которого протекает электрический ток.

Устройство электромагнитного реле.

Основные части электромагнитного реле: контактная система, магнитопровод (ярмо, сердечник, якорь) и катушка. Существуют реле различных конструктивных форм, но наиболее распространены среди них реле с поворотным якорем. На рисунке 3 изображена конструктивная схема электромагнитного реле постоянного тока с поворотным якорем. Реле состоит из контактных пружин 1 с контактами 2, якоря 3, латунного штифта отлипания 4, служащего для облегчения отрыва якоря от сердечника при выключении управляющего сигнала, каркаса с обмоткой 5, сердечника 6 и ярма 7. При протекании электрического тока по обмотке 5 возникает магнитное поле. Магнитный поток замыкается через ярмо 7, якорь 3, воздушный зазор между якорем и сердечником и через сердечник 6. Сердечник и якорь намагничиваются, в результате чего возникает электромеханическая сила и якорь притягивает к неподвижному сердечнику 6. При этом конец якоря сжимает контактные пружины 1 и замыкает (размыкает) контакты 2.

Рис. 3. Конструктивная схема электромагнитного реле:

1 — контактные пружины; 2— контакты; 3 — якорь; 4 — штифт отлипания; 5—обмотка; 6—сердечник; 7 — ярмо

При отключении обмотки от сети исчезает сила, притягивающая якорь к сердечнику, и под действием контактных пружин якорь возвращается в исходное положение.
Обмотку реле показывают на принципиальных электрических схемах так, как на рисунке 4, а. Реле может иметь различное число контактов. Некоторые из них разомкнуты при отсутствии тока и обмотке и замыкаются при срабатывании реле. На принципиальных схемах их изображают так, как на рисунке 4, б. Другие контакты замкнуты при отсутствии тока и размыкаются при срабатывании реле. Их обозначают, как показано на рисунке 4, в.

Рис. 4. Условные обозначения реле:
а — катушки; б—замыкающегося контакта; в — размыкающегося контакта

На принципиальных электрических схемах положение контактов реле показывают для обесточенного состояния катушки данного реле.

Реле переменного тока

Реле переменного тока срабатывают при подаче на их обмотки переменного тока определенной частоты. Эти реле применяют в тех случаях, когда основным источником энергии является есть переменного тока.
Конструкция реле переменного тока напоминает конструкцию реле постоянного тока, только сердечник и якорь реле переменного тока изготовляют из листов электротехнической стали, чтобы уменьшить потери на гистерезис и вихревые токи.
Если не предпринимать специальных мер, то электромеханическая сила, с помощью которой притягивается подвижный якорь реле переменного тока, становится пульсирующей и проходит через нуль дважды за период питающего напряжения (кривая F, на рис. 4, а). Для устранения вибраций якоря торец неподвижного сердечника реле расщепляется на две части (рис. 4, б), на одну из которых насаживается короткозамкнутый медный виток, выполняющий роль экрана.
При подаче переменного питающего напряжения на обмотку реле по сердечнику приходит переменный магнитный поток Ф, который у конца сердечника разветвляется. В результате воздействия потока Ф, исток Ф, отстает по фазе относительно потока Ф, на угол 60…80°. Потоки Ф1 и Ф2 создают электромеханические усилия F1 и 2, сдвинутые между собой также на угол 60…80°. Поэтому суммарное электромеханическое усилие, приложенное к ярму (FэM на рис. 4, а), никогда не равно нулю, поскольку обе его составляющие F1 и F2 проходят через нуль в разные моменты времени.
Широко распространены реле, в которых применяют герметизированные контакты (герконы). Магнитоуправляемый герметизированный контакт (геркон) представляет собой стеклянную ампулу 1 (рис. 5), заполненную инертным газом, в которую впаяны упругие ферромагнитные пластинки 2. Зазор между пластинками составляет порядка 300…500 мкм.

Рис. 5.44. К принципу действия реле переменного тока:
а — кривые сил; б — конструкция

Рис. 5.  Схема устройства герконового реле

Управление герконом возможно как с помощью постоянного магнита, так и с помощью обмотки, намотанной непосредственно на геркон (см. рис. 5). В последнем случае устройство называется герконовым реле постоянного тока. Герконовые реле существенно надежнее обычных и имеют гораздо меньшие размеры и массу.

Реле времени

Реле времени представляют собой устройства, конструкция которых содержит специальный узел, обеспечивающий задержку появления (исчезновения) выходного сигнала после подачи (снятия) входного. Реле времени можно классифицировать по принципу действия на следующие группы: с электромагнитным замедлением, с пневматической задержкой, моторные реле времени, с часовым механизмом, электронные и т. д.
В реле времени с электромагнитным замедлением задержка в срабатывании или отпускании создается электромагнитным демпфированием, осуществляемым специальной короткозамкнутой об моткой или гильзой из меди, латуни или алюминия, размещенной на магнитопроводе реле. Эти реле просты и надежны. Выдержка времени в них составляет 0,15…10 с и зависит от толщины немагнитной прокладки между якорем и сердечником и натяжения пружины. Недостатки реле — большие размеры и небольшой диапазон выдержек времени.
В электромагнитных реле времени с пневматической задержкой задержка создается пневматическим механизмом, пристроенным к приводному механизму электромагнитного типа. Эти реле обеспечивают выдержку времени в диапазоне 0,2… 180 с.
Для получения различных по величине регулируемых выдержек времени по нескольким выходным цепям широко применяют моторные реле времени. Они представляет собой электромеханическое устройство с приводом от электродвигателя. Вращение от двигателя через редуктор передается диску сцепления, который свободно вращается на своей оси. При включении электромагнита диск сцепления притягивается к шестерне главной оси, входит с ней в зацепление и начинает вращать главную ось, на которой расположен набор шкал (их может быть три или шесть), стянутых между собой при помощи зажимной гайки. Когда гайка отпущена, шкалы можно поворачивать одну относительно другой и тем самым задавать нужную программу выдержек времени.
Все время работы реле шкалы движутся и укрепленные на них упоры перебрасывают кулачки, а те переключают контактные системы. После отработки программы размыкающий контакт концевого выключателя отключает двигатель реле и главная ось со шкалами останавливается в том положении, которого они достигли. Выключение электромагнита приводит к возврату шкал в исходное положение. При этом все контакты реле вновь окажутся в исходном положении и реле времени готово к новому включению.
Часовые реле времени имеют встроенный часовой механизм, который запускается при подаче входною сигнала на реле. Функцию стрелок в таком устройстве выполняет подвижный контакт, который через заданный промежуток времени взаимодействует с неподвижным контактом. Часовые реле времени позволяют получать выдержки от нескольких секунд до десятков часов. Их основные недостатки — громоздкость, сложность конструкции и высокая стоимость.
Наиболее распространены универсальные и относительно недорогие электронные реле времени. Принцип их действия основан на пересчете электрических импульсов, вырабатываемых генератором стабильной частоты. Поскольку период следования импульсов постоянен, то их количество пропорционально времени. Такие реле состоят из генератора импульсов, управляемого счетчика импульсов и выходного устройства, воздействующего на управляемую цепь. Настраивая счетчик на заданное количество импульсов, можно обеспечить любую выдержку времени.

устройство, виды, маркировка, подключение и регулировка

Преобразование электрических сигналов в соответствующую физическую величину — движение, сила, звук и т. д., осуществляется с помощью приводов. Классифицировать привод следует как преобразователь, поскольку это устройство изменяет один тип физической величины в другой.

Привод обычно активируется или управляется командным сигналом низкого напряжения. Классифицируется дополнительно как двоичное или непрерывное устройство исходя из числа стабильных состояний. Так, электромагнитное реле является двоичным приводом, учитывая два имеющихся стабильных состояния: включено — отключено.

В представленной статье подробно разобраны принципы работы электромагнитного реле и сфера использования приборов.

Содержание статьи:

Основы исполнения привода

Термин «реле» является характерным для устройств, которыми обеспечивается электрическое соединение между двумя и более точками посредством управляющего сигнала.

Наиболее распространенным и широко используемым типом электромагнитного реле (ЭМР) является электромеханическая конструкция.

Так выглядит одна конструкция из многочисленного ряда изделий, именуемых как электромагнитные реле. Здесь показан закрытый вариант механизма с помощью крышки из прозрачного оргстекла

Схема фундаментального контроля над любым оборудованием всегда предусматривает возможность включения и отключения. Самый простой способ выполнить эти действия — использовать переключатели блокировки подачи питания.

Переключатели ручного действия могут использоваться для управления, но имеют недостатки. Явный их недостаток – установка состояний «включено» или «отключено» физическим путем, то есть вручную.

Устройства ручного переключения, как правило, крупногабаритные, замедленного действия, способные коммутировать небольшие токи.

Ручной механизм переключения – «дальний родственник» электромагнитных реле. Обеспечивает тем же функционалом – коммутацией рабочих линий, но управляется исключительно вручную

Между тем электромагнитные реле представлены в основном переключателями с электрическим управлением. Приборы имеют разные формы, габариты и разделяются по уровню номинальных мощностей. Возможности их применения обширны.

Такие приборы, оснащенные одной или несколькими парами контактов, могут входить в единую конструкцию более крупных силовых исполнительных механизмов — контакторов, что используются для коммутации сетевого напряжения или высоковольтных устройств.

Основополагающие принципы работы ЭМР

Традиционно реле электромагнитного типа используются в составе электрических (электронных) схем управления коммутацией. При этом устанавливаются они либо непосредственно на печатных платах, либо в свободном положении.

Общее строение прибора

Токи нагрузки используемых изделий обычно измеряются от долей ампера до 20 А и более. Релейные цепи широко распространены в электронной практике.

Приборы самой разной конфигурации, рассчитанные под инсталляцию на монтажных электронных платах либо непосредственно в виде отдельно устанавливаемого устройства

Конструкция электромагнитного реле преобразует магнитный поток, создаваемый приложенным напряжением переменного/постоянного тока, в механическое усилие. Благодаря полученному механическому усилию, выполняется управление контактной группой.

Наиболее распространенной конструкцией является форма изделия, включающая следующие компоненты:

• возбуждающую катушку;
• стальной сердечник;
• опорное шасси;
• контактную группу.

Стальной сердечник имеет фиксированную часть, называемую коромысло, и подвижную подпружиненную деталь, именуемую якорем.

По сути, якорь дополняет цепь магнитного поля, закрывая воздушный зазор между неподвижной электрической катушкой и подвижной арматурой.

Детальный расклад конструкции: 1 – пружина отжимающая; 2 – сердечник металлический; 3 – якорь; 4 – контакт нормально закрытый; 5 – контакт нормально открытый; 6 – общий контакт; 7 – катушка медного провода; 8 – коромысло

Арматура движется на шарнирах или поворачивается свободно под действием генерируемого магнитного поля. При этом замыкаются электрические контакты, прикрепленные к арматуре.

Как правило, расположенная между коромыслом и якорем пружина (пружины) обратного хода возвращает контакты в исходное положение, когда катушка реле находится в обесточенном состоянии.

Действие релейной электромагнитной системы

Простая классическая конструкция ЭМР имеет две совокупности электропроводящих контактов.

Исходя из этого, реализуются два состояния контактной группы:

1. Нормально разомкнутый контакт.
2. Нормально замкнутый контакт.

Соответственно пара контактов классифицируется нормально открытыми (NO) или, будучи в ином состоянии, нормально закрытыми (NC).

Для реле с нормально разомкнутым положением контактов, состояние «замкнуто» достигается, только когда ток возбуждения проходит через индуктивную катушку.

Один из двух возможных вариантов установки контактной группы по умолчанию. Здесь в обесточенном состоянии катушки «по умолчанию» установлено нормально закрытое (замкнутое) положение

В другом варианте — нормально закрытое положение контактов остается постоянным, когда ток возбуждения отсутствует в контуре катушки. То есть контакты переключателя возвращаются в их нормальное замкнутое положение.

Поэтому термины «нормально открытый» и «нормально закрытый» следует относить к состоянию электрических контактов, когда катушка реле обесточена, то есть напряжение питания реле отключено.

Электрические контактные группы реле

Релейные контакты представлены обычно электропроводящими металлическими элементами, которые соприкасаются друг с другом, замыкают цепь, действуя аналогично простому выключателю.

Когда контакты разомкнуты, сопротивление между нормально открытыми контактами измеряется высоким значением в мегаомах. Так создается условие разомкнутой цепи, когда прохождение тока в контуре катушки исключается.

Контактная группа любого электромеханического коммутатора в разомкнутом режиме имеет сопротивление в несколько сотен мегаом. Величина этого сопротивления может несколько отличаться у разных моделей

Если же контакты замкнуты, контактное сопротивление теоретически должно равняться нулю — результат короткого замыкания.

Однако подобное состояние отмечается не всегда. Контактная группа каждого отдельного реле обладает определенным контактным сопротивлением в состоянии «замкнуто». Такое сопротивление называется устойчивым.

Особенности прохождения токов нагрузки

Для практики установки нового электромагнитного реле, контактное сопротивление включения отмечается малой величиной, обычно менее 0,2 Ом.

Объясняется это просто: новые наконечники остаются пока что чистыми, но со временем сопротивление наконечника неизбежно будет увеличиваться.

Например, для контактов под током 10 А, падение напряжения составит 0,2х10 = 2 вольта (закон Ома). Отсюда получается — если подводимое на контактную группу напряжение питания составляет 12 вольт, тогда напряжение для нагрузки составит 10 вольт (12-2).

Когда контактные металлические наконечники изнашиваются, будучи не защищенными должным образом от высоких индуктивных или емкостных нагрузок, становится неизбежным появление повреждений от эффекта электрической дуги.

Электрическая дуга на одном из контактов электромеханического прибора коммутации. Это одна из причин повреждения контактной группы при отсутствии надлежащих мер

Электрическая дуга — искрообразование на контактах — приводит к возрастанию контактного сопротивления наконечников и как следствие к физическим повреждениям.

Если продолжать использовать реле в таком состоянии, контактные наконечники могут полностью утратить физическое свойство контакта.

Но есть более серьезный фактор, когда в результате повреждения дугой контакты в конечном итоге свариваются, создавая условия короткого замыкания.

В таких ситуациях не исключается риск повреждения цепи, которую контролирует ЭМР.

Так, если сопротивление контакта увеличилось от влияния электрической дуги на 1 Ом, падение напряжения на контактах для одного и того же тока нагрузки увеличивается до 1×10=10 вольт постоянного тока.

Здесь величина падения напряжения на контактах может быть неприемлема для схемы нагрузки, особенно при работе с напряжениями питания 12-24 В.

Тип материала контактов реле

С целью уменьшения влияния электрической дуги и высоких сопротивлений, контактные наконечники современных электромеханических реле изготавливают или покрывают различными сплавами на основе серебра.

Таким способом удается существенно продлить срок службы контактной группы.

Наконечники контактных пластин электромеханических приборов коммутации. Здесь представлены варианты наконечников, покрытых серебром. Покрытие подобного рода снижает фактор повреждений

На практике отмечается использование следующих материалов, коими обрабатываются наконечники контактных групп электромагнитных (электромеханических) реле:

• Ag — серебро;
• AgCu — серебро-медь;
• AgCdO — серебро-оксид кадмия;
• AgW — серебро-вольфрам;
• AgNi — серебро-никель;
• AgPd — серебро-палладий.

Увеличение срока службы наконечников контактных групп реле за счет уменьшения количества формирований электрической дуги, достигается путем подключения резистивно-конденсаторных фильтров, называемых также RC-демпферы.

Эти электронные цепочки включают параллельно с контактными группами электромеханических реле. Пик напряжения, который отмечается в момент открытия контактов, при таком решении видится безопасно коротким.

Применением RC-демпферов удается подавлять электрическую дугу, что образуется на контактных наконечниках.

Типичное исполнение контактов ЭМР

Помимо классических нормально открытых (NO) и нормально закрытых (NC) контактов, механика релейной коммутации также предполагает классификацию с учетом действия.

Особенности исполнения соединительных элементов

Конструкции реле электромагнитного типа в этом варианте допускают наличие одного или нескольких отдельных контактов переключателя.

Таким выглядит прибор, технологически сконфигурированный под исполнение SPST – однополюсный и однонаправленный. Существуют также другие варианты исполнения

Исполнение контактов характеризуется следующим набором аббревиатуры:

• SPST (Single Pole Single Throw) – однополюсный однонаправленный;
• SPDT (Single Pole Double Throw) – однополюсный двунаправленный;
• DPST (Double Pole Single Throw) – двухполюсный однонаправленный;
• DPDT (Double Pole Double Throw) – двухполюсный двунаправленный.

Каждый такой соединительный элемент обозначается, как «полюс». Любые из них могут подключаться или сбрасываться, одновременно активируя катушку реле.

Тонкости применения приборов

При всей простоте конструкции коммутаторов электромагнитного действия, существуют некоторые тонкости практики использования этих приборов.

Так, специалисты категорически не рекомендуют подключать в параллель все контакты реле, чтобы таким способом коммутировать цепь нагрузки с высоким током.

Например, подключать нагрузку на 10 А путем параллельного соединения двух контактов, каждый из которых рассчитан на ток 5 А.

Эти тонкости монтажа обусловлены тем, что контакты механических реле никогда не замыкаются и не размыкаются в единый момент времени.

В результате один из контактов в любом случае будет перегружен. И даже с учетом кратковременной перегрузки, преждевременный отказ прибора в таком подключении неизбежен.

Неправильная эксплуатация, а также подключение реле вне установленных правил монтажа, обычно заканчивается вот таким исходом. Внутри выгорело практически все содержимое

Электромагнитные изделия допустимо использовать в составе электрических или электронных схем с низким энергопотреблением как переключатели относительно высоких токов и напряжений.

Однако категорически не рекомендуется пропускать разные напряжения нагрузки через соседние контакты одного прибора.

Например, коммутировать напряжение переменного тока 220 В и постоянного тока 24 В. Всегда следует применять отдельные изделия для каждого из вариантов в целях обеспечения безопасности.

Приемы защиты от обратного напряжения

Значимой деталью любого электромеханического реле является катушка. Эта деталь относится к разряду нагрузки с высокой индуктивностью, поскольку имеет проводную намотку.

Любая намотанная проводом катушка обладает некоторым импедансом, состоящим из индуктивности L и сопротивления R, образуя, таким образом, последовательную цепь LR.

По мере протекания тока через катушку, создается внешнее магнитное поле. Когда течение тока в катушке прекращается в режиме «отключено», увеличивается магнитный поток (теория трансформации) и возникает высокое обратное напряжение ЭДС (электродвижущей силы).

Это индуцированное значение обратного напряжения может в несколько раз превосходить по величине коммутационное напряжение.

Соответственно, появляется риск повреждения любых полупроводниковых компонентов, размещенных рядом с реле. Например, биполярный или полевой транзистор, используемый для подачи напряжения на катушку реле.

Схемные варианты, благодаря которым обеспечивается защита полупроводниковых элементов управления – транзисторов биполярных и полевых, микросхем, микроконтроллеров

Одним из способов предотвращения повреждения транзистора или любого переключающего полупроводникового устройства, включая микроконтроллеры, является вариант подключения обратно смещенного диода в цепь катушки реле.

Когда ток, протекающий через катушку сразу после отключения, генерирует индуцированную обратную ЭДС, это обратное напряжение открывает обратно смещенный диод.

Через полупроводник накопленная энергия рассеивается, чем предотвращается повреждение управляющего полупроводника – транзистора, тиристора, микроконтроллера.

Часто включаемый в цепь катушки полупроводник называют также:

• диод-маховик;
• шунтирующий диод;
• обращенный диод.

Однако большой разницы между элементами нет. Все они выполняют одну функцию. Помимо использования диодов с обратным смещением, для защиты полупроводниковых компонентов применяются и другие устройства.

Те же цепочки RC-демпферов, металло-оксидные варисторы (MOV), стабилитроны.

Маркировка электромагнитных релейных приборов

Технические обозначения, несущие частичную информацию о приборах, обычно указываются непосредственно на шасси электромагнитного коммутационного прибора.

Выглядит такое обозначение в виде сокращенной аббревиатуры и числового набора.

Каждое электромеханическое устройство коммутации традиционно маркируется. На корпусе или на шасси наносится примерно такой набор символов и цифр, указывающий определенные параметры

Пример корпусной маркировки электромеханических реле:

РЭС32 РФ4.500.335-01

Эта запись расшифровывается так: реле электромагнитное слаботочное, 32 серии, соответствующее исполнению по паспорту РФ4.500.335-01.

Однако подобные обозначения редкость. Чаще встречаются сокращенные варианты без явного указания ГОСТ:

РЭС32 335-01

Также не шасси (на корпусе) прибора отмечается дата изготовления и номер партии. Подробные сведения содержатся в техническом паспорте на изделие. Паспортом комплектуется каждый прибор или партия.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик популярно рассказывает о том, как действует электромеханическая электроника коммутации. Наглядно отмечаются тонкости конструкций, особенности подключений и прочие детали:

Электромеханические реле уже довольно долгое время применяются в качестве электронных компонентов. Однако этот тип коммутационных приборов можно считать морально устаревшим. На смену механическим устройствам все чаще приходят более современные приборы – чисто электронные. Один из таких примеров – .

Появились вопросы, нашли недочеты или есть интересные факты по теме стать которыми вы можете поделиться с посетителями нашего сайте? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы, делитесь опытом в блоке для связи под статьей.

Реле времени: устройство, виды, принцип работы

Устройство и виды реле времени

     https://techtrends.ru/catalog/taymery-i-rele-vremeni/» target=»_blank»>Реле времени состоит из воспринимающей, замедляющей и исполнительной частей, каждая из которых имеет определенную функцию. Воспринимающая часть запускает устройство после поступления на него управляющего сигнала, замедляющая отвечает за установленный интервал задержки, а исполнительная по прошествии заданного временного промежутка оказывает воздействие на управляемый прибор.

     Конструкция РВ представляет собой проволочную катушку, обернутую вокруг металлического сердечника. Кроме того, в состав устройства входит набор контактов, подвижная стрелка и якорь из железа. В разных видах реле используется различное количество подвижных контактов.

     Классификация реле времени производится по различным признакам. Так, по исполнению, РВ может быть:

    
• моноблочным. В этом случае устройство является полностью самостоятельным, имеет встроенное питание и входы для присоединения приборов;

    
• встраиваемым. Этот вид не имеет корпуса и собственного питания. Такое реле применяется для изготовления сложных устройств;

    
• модульным. Такое устройство похоже на моноблок, чаще всего применяется для установки на ДИН-рейку в электрощитки.

     Также РВ различаются и по методу, который используется для создания временного интервала:

    
• часовые или анкерные – самые первые РВ, которые считаются одними из самых надежных и широко применяются до настоящего времени;

    
• моторные – в состав этих устройств входят электрические контакты, редуктор и двигатель. Они помогают вовремя проводить плановые работы на оборудовании;

    
• реле с пневматическим и гидравлическим замедлением – регулирование интервалов в этих устройствах выполняется путем уменьшения/увеличения подачи жидкости или воздуха в рабочий объем;

    
• электромагнитные – используются только в цепях с постоянным током;

    
• электронные – самый распространенный вид реле, который способен обеспечить интервал от доли секунды до нескольких месяцев, а иногда и лет. Благодаря кварцевой стабилизации частоты и синхронизации времени по эталонным часам по радиоканалу или интернету, эти устройства чрезвычайно точные.

     Отдельно стоит заметить, что электронные РВ, за счет наличия входов и выходов для обратной связи, а также развитого программирования, задающего нужный алгоритм функционирования, относятся к микроконтроллерам. Реле времени с электронным замедлением обладают небольшими размерами, низким энергопотреблением и высокой автономностью.

     Сфера применения реле времени находится в прямой зависимости от его характеристик и принципа работы. Так, электромагнитное реле применяется для того, чтобы запускать мощные двигатели. Другие виды РВ могут использоваться для управления вентиляцией, поливом, освещением и обогревом помещений.

Принципы работы

     Принцип работы механического РВ заключается в том, что поворот регулятора таймера воздействует на положение контактов, которые смыкаются или размыкаются, в результате чего происходит замыкание или размыкание электрической цепи. В течение определенного времени контакты возвращаются в первоначальное положение. Временной интервал находится в прямой зависимости от того, на сколько градусов повернут регулятор.

     В электромагнитных устройствах имеется дополнительная короткозамкнутая обмотка с медной гильзой, создающая магнитный поток, который является препятствием для нарастания основного потока. Это приводит к тому, что реле включается спустя определенный промежуток времени.

     В электронных реле времени таймер представляет собой микросхему, программируемую разными импульсами, возникающими после нажатия клавиш на пульте управления устройства. Если схемой предусмотрен выход для подключения к компьютеру, то реле является интеллектуальным и может иметь около 40 групп, предназначенных для подключения различных устройств. Это расширяет возможности программирования режимов.

Электромагнитные реле на ЖД: классификация

Одним из основных элементов систем автоматики и телемеханики на железной дороге являются реле. Посредством СЦБ реле осуществляется автоматическое управление, контроль и регулирование всех процессов при движении поездов, включая последовательную работу отдельных частей в системе сигнализации, централизации и блокировки.

Классификация реле

Существует много конструктивных разновидностей реле железнодорожной автоматики и телемеханики. В зависимости от принципов срабатывания, основные виды реле делятся на:

• акустические;
• газовые;
• жидкостные;
• механические;
• оптические;
• пневматические;
• тепловые;
• электрические и др.

Электрические реле, в свою очередь, подразделяются на:

• индукционные;
• магнитоэлектрические;
• электродинамические;
• электромагнитные и пр.

Из-за простоты конструкции электромагнитное реле является наиболее распространённым реле на ЖД.

В SCB Service всегда возможно любое нужное вам реле электромагнитное купить и заказать его доставку. Звоните: 8 (921) 960-22-42. Желаете лично совершить покупку? Это можно сделать в наших офисах в Москве и Санкт-Петербурге. Чтобы купить реле в Москве, посетите наш офис по ул. Одесской, д. 20. Желающих реле купить в СПб приглашаем в офис №214 по ул. Бухарестской, д, 1.

 Устройство электромагнитного реле

Основу устройства электромагнитного реле СЦБ составляет электромагнит, представляющий собой простой преобразователь электрических сигналов в механическое перемещение. Схема электромагнитного реле показывает, что сам электромагнит содержит:

1. обмотку;
2. сердечник;
3. ярмо;
4. подвижный якорь;

Прохождение тока по обмотке создаёт магнитный поток, замыкающий через воздушный зазор магнитные силовые линии, под воздействием которых якорь притягивается к контактам и замыкает их. Замыкание якоря на контакты называется срабатыванием или возбуждением реле.

По окончании действия тока якорь под действием тяжести собственного веса или с помощью контактных пружин возвращается в первоначальное состояние и размыкает контакты.
Этот процесс называется обесточиванием или отпусканием реле.

Классификация электромагнитных реле

Существующие виды электромагнитных реле контактного типа отличаются по форме магнитной цепи и способу перемещения якоря.

Так схемы электромагнитных реле под №№ 1-4, 6 на рисунке представляют реле с поворотным якорем. На схеме №5 — реле с перемещающимся линейно втяжным якорем.

В зависимости от числа обмоток на сердечнике электромагнитное реле классифицируется как:

• однообмоточное;
• двухобмоточное;
• многообмоточное контактное реле.

Несмотря на конструктивную простоту, электромагнитное контактное реле обеспечивает высокую надёжность в работе железнодорожных систем автоматики и телемеханики.

Классификация реле по степени надёжности подразделяет все контактные электромагнитные реле на ЖД на 2 типа:

• 1 класса надёжности;
• облегчённые.

Облегчённые реле отличаются от реле 1 класса механизмом возврата якоря в исходною позицию при отключении тока: в контактных реле 1 класса якорь возвращается в первоначальное состояние под действием собственного веса, в облегчённых возвращение якоря обеспечивают подвижные контактные пружины.

В настоящее время к 1 классу относятся 4 поколения реле:

1. реле группы НР — нейтральные электромагнитные реле;
2. группы НШ — нейтральные штепсельные нормальнодействующие;
3. НМШ — нейтральные малогабаритные штепсельные;
4. РЭЛ — штепсельные постоянного тока.

Контактные электромагнитные реле 1 класса эксплуатируются в аппаратуре СЦБ, отвечающей за безопасность поездного движения.

 

Реле облегчённого типа:

1. КДР — кодовое электромагнитное контактное реле нештепсельное;
2. КДРШ — кодовое штепсельное;
3. РЭМ — модифицированный вариант КДР;
4. РЭМШ — модернизированная версия КДРШ.

Облегчённые реле используются, как правило, в системах диспетчерского контроля и в схемах электрической централизации, не связанных напрямую с движением поездов.

Дополнительная классификация реле

Кроме этого, все реле классифицируются по:

• питающему току:

* постоянного тока:

— нейтральные — действие зависит только от магнитного поля;
— поляризованные — работа зависит от направления тока в обмотке;
— нейтрально-поляризованные (комбинированные) — в одной конструкции соединены элементы обоих выше описанных реле ;

* переменного тока;
* постоянно-переменного тока;

• времени срабатывания:

* быстродействующие — срабатывание на притяжение и отпускание до 0.03 сек.;
* нормальнодействующие — время срабатывание до 0.3 сек.;
* медленнодействующие — срабатывание до 1.5 сек.;
* реле выдержки времени (времЕнные) — время срабатывания превышает 1.5 сек.

 

Нужны сцб реле, но нет желания звонить или куда-то ехать? Просто напишите нам, какие именно вы хотите реле электромагнитные купить и в каком количестве. И не забудьте указать свои контактные данные. Нужный вам товар от СЦБ Сервис не заставит себя долго ждать.

Вернуться в «Статьи»

назначение, принцип работы, схемы подключения

Для обеспечения выдержки защит или построения логических электронных схем в их состав включаются элементы, обеспечивающие задержку срабатывания. В качестве такого элемента большинство современных электрических цепей использует реле времени.

Назначение

Реле времени предназначено для формирования нормируемых временных задержек при работе каких-либо устройств. Такие логические элементы позволяют выстраивать определенную последовательность в переключениях и срабатывании приборов. Благодаря отложенной подаче напряжения производится автоматическое управление выдаваемыми с реле времени сигналами.

Реле времени устанавливают в цепях защит в качестве промежуточного элемента для обеспечения селективности, построения ступеней, сценарных переходов и т.д.

Устройство и принцип работы

Конструктивно реле времени состоит из нескольких элементов, число и функции которых могут существенно отличаться в зависимости от типа реле. Общими блоками являются измерительный, блок задержки и рабочий.

• Первый из них представлен электромагнитными катушками, полупроводниковыми элементами, микросхемами, реагирующими на поступающие сигналы электрического тока.
• Блок задержки выполняется часовым механизмом, мостом, электромагнитным или пневматическим демпфером.
• Рабочий элемент представляет собой контакты или выход из аналоговой или цифровой схемы, контролирующих подачу напряжения в те или иные цепи.

В зависимости от конструктивных особенностей конкретной модели будет отличаться и принцип ее работы.

Принцип действия реле времени заключается в создании временного интервала от начала подачи сигнала на реле времени до получения этого сигнала потребителем. Дальнейшие операции и подача питания на рабочий элемент будет коренным образом отличаться в соответствии с типом устройства, поэтому рассматривать принцип действия следует для каждого вида реле времени отдельно.

С электромагнитным замедлением

Конструктивно такое реле времени состоит из электромагнитной катушки, магнитопровода (ярма), подвижного якоря, короткозамкнутой гильзы и блока отключения, которые представлены на рисунке ниже:

Рис. 1: конструкция электромагнитного реле

Принцип работы электромагнитного реле заключается в создании магнитного потока в магнитосердечнике, наводимого от катушки. Магнитный поток притягивает якорь с контактами. Но, в таком режиме работы устройство представляло бы собой обычное промежуточное реле, поэтому для задержки замыкания контактов используется гильза. Она и создает в короткозамкнутом контуре встречный по направленности электромагнитный поток, задерживающий нарастание основного и обуславливающий выдержку временного промежутка.

Как правило, в электромагнитных моделях задержка  составляет от 0,07 до 0,15 секунд, работа устройства осуществляется от цепей постоянного тока.

С пневматическим замедлением

Данный тип применяется в станочном оборудовании различных сфер промышленности, в частных случаях встречаются и гидравлические модели.  Такое реле времени состоит из рабочей катушки, посаженной на магнитопровод, контактов и пневматической мембраны или диафрагмы, выполняющей роль демпфера.

Рис. 2: конструкция пневматического реле

Принцип работы пневматического реле времени заключается в том, что при подаче напряжения на обмотку в сердечнике возникает магнитный поток, приводящий его в движение. Но моментальная переброска контактов не происходит за счет наличия воздушного промежутка под мембраной. Время задержки включения будет определяться количеством воздуха в демпфере и скоростью его удаления. Для регулировки этого параметра в пневматических моделях предусматривают винт, увеличивающий или уменьшающий объем камеры или ширину выпускного клапана.

С анкерным или часовым механизмом

Конструктивным отличием реле времени с часовым механизмом является наличие пружинного устройства, которое заводится за счет электрического привода или вручную. Замедление срабатывания для него определяется положением замыкающего флажка на циферблате.

Рис. 3: конструкция реле с часовым механизмом

При появлении управляющего сигнала отпускается механизм, и пружина медленно перемещает рабочий элемент, вращающийся по шкале циферблата. При достижении установленной отметки  происходит включение нагрузки путем замыкания пары контактов. Пределы выдержки времени можно выбрать специальными зажимами или установкой регулируемой ручки в определенное положение. Конкретный способ управления будет отличаться в зависимости от модели и производителя.

Моторных реле времени

Отличительной особенностью моторных реле является наличие собственного двигателя, который включается в работу вместе с катушкой. Принцип работы такого устройства приведен на рисунке ниже:

Рис. 4: конструкция моторного реле

Напряжение подается на электрическую схему, состоящую из катушки 1 и синхронного двигателя 2. После возбуждения обмоток статора в двигателе  его вал приводит в движение систему зубчатой передачи 3 и 4, состоящую, как правило, из нескольких шестеренок. Вращение шестерней моторного реле приводит к механическому нажатию на рычаг, прижимающий контакты. Регулировка диапазона выдержки производится за счет перемещения фиксатора 8.

Электронных реле времени

Современные электронные реле представляют собой автоматический выключатель, принцип подачи сигнала с выхода которого регулируется настройкой R – C цепочки, параметрами микросхем или полупроводниковых элементов. Наиболее простым вариантом является совместная работа конденсатора и резистора, приведенная на рисунке ниже:

Рис. 5: принцип логической цепочки электронного реле

В зависимости от соотношения омического сопротивления резистора и емкости конденсатора, время заряда последнего и будет определять подачу напряжения питания в электронном устройстве. В данном примере приведен простейший вариант времязадающей цепочки, современные модели могут содержать более сложные структуры, включающие несколько R – C ветвей или их комбинации с транзисторами, мостами и другими элементами. Электронные модели обладают рядом весомых преимуществ, в сравнении с другими типами реле:

• Сравнительно меньшие размеры;
• Высокая точность срабатывания;
• Широкий диапазон регулировки – от десятых долей секунд до часов или суток;
• Автоматическое управление – удобная система программирования и ее визуальное отображение на дисплее.

Эти преимущества обуславливают повсеместное вытеснение электронными реле других устаревших моделей.

Цикличных

Под цикличными реле времени подразумевают такие устройства, которые выдают управляющий сигнал через какой-либо заданный промежуток времени (для подогрева чайника, открытия окон сутра, включения сигнализации на ночь и т.д.). Такое автоматическое включение имеет определенный сценарий, повторяющийся через какой-либо промежуток времени, из-за чего эту группу устройств также называют сценарными выключателями.  Ранее  циклическое включение осуществлялось посредством механического пружинного устройства, сегодня эта функция перешла к микропроцессорным элементам. Электронные таймеры находят широкое применение в самых различных сферах, некоторые из которых приведены на рисунке:

Рис. 6: сфера применения цикличных реле

Как выбрать?

При выборе конкретной модели реле времени необходимо руководствоваться такими принципами относительно их параметров:

• Род и величина рабочего напряжения – различные модели могут, как подключаться к бытовой сети в 220 В переменного тока, так и работать от пониженных управленческих цепей на 12, 42, 127 В и т.д.
• Допустимый ток нагрузки – определяет пропускную способность контактов реле времени без их перегрева.
• Диапазон времени срабатывания контактов и чувствительность регулировки этого параметра – определяет скорость включения реле времени, возможность его изменения в каких-либо пределах и возможный шаг регулировки.
• Конструктивные особенности и принцип работы – если по местным условиям не допускается классическое переключение контактов по соображениям взрывоопасности, необходимо устанавливать бесконтактные модели.
• Влагозащищенность и температурный диапазон – определяет допустимые параметры окружающей среды, в которых может эксплуатироваться данное реле времени.
• Тип устройства (цикличные или промежуточные) – первый из них задает некую периодичность выдаваемого сигнала, а второй выступает в качестве промежуточного звена, обеспечивающего задержку времени в уже существующей цепи.

Примеры схем подключения

В зависимости от конкретной модели реле времени или поставленных задач, которое оно должно решать, схема подключения может коренным образом отличаться.

Рис. 7: пример схемы подключения

Посмотрите на рисунок 7, в данном примере приведен один из простейших вариантов управления осветительными приборами при помощи реле времени. Подача управляющего сигнала осуществляется на выводы 1 и 2, а к нагрузке от вывода 3 и нулевого провода. Клемма 4 получает питание от сети 220В. Данная схема широко используется для бытовых нужд и практически не применяется для промышленных целей, так как обеспечивает работу только с одним потребителем (прибором освещения, линией, сигнализацией и т.д.).

Рис. 8: Еще одна схема подключения реле времени

На рисунке 8 приведена схема включения реле времени, здесь способ питания аналогичен предыдущей схеме.  Но на выходе устройства реализовано подключение двух независимых групп потребителей от контактов 3 и 5, которые могут иметь индивидуальную логику работы. Такой способ подключения предоставляет куда больший функционал, за счет чего он применяется в местах, где требуется управление сразу несколькими приборами.

Рис. 9: схема включения реле через контактор

Как видите на рисунке 9, при подключении мощного оборудования, для которого реле времени не может осуществлять его электроснабжение из-за недостаточной проводимости собственных цепей, применяется подключение логического элемента через силовой контактор.  В данной схеме рабочим органом выступает контактор, управляющий сигнал на который подается с контактов реле времени. Основным преимуществом такой схемы подключения является возможность запитать потребитель любой мощности и принципа действия.

Видео в развитие темы

https://www.youtube.com/watch?v=swsDJITJZs8
https://www.youtube.com/watch?v=IYZCY1hXFdc

Список использованной литературы

• Фигурнов Е. П. «Релейная защита» 2004
• Игловский И. Г., Владимиров Г. В. «Справочник по слаботочным электрическим реле» 1984
• Филипчеико И, П., Рыбин Г. Я. «Электромагнитные реле»  1968
• Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
• Андреев В.А. «Релейная защита систем электроснабжения в примерах и задачах» 2008
• Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. «Релейная защита электроэнергетических систем» 2002

Электромагнитное реле

работает | Типы электромагнитных реле

Электромагнитное реле

Электромагнитные реле — это те реле, которые работают от электромагнитного воздействия. Современные реле электрической защиты в основном основаны на микропроцессоре, но все же электромагнитное реле сохраняет свое место. Для замены всех электромагнитных реле на статические реле на базе микропроцессора потребуется гораздо больше времени. Поэтому, прежде чем подробно рассматривать систему реле защиты, мы должны рассмотреть различные типы электромагнитных реле типа .

Электромагнитное реле работает

Практически все релейные устройства основаны на одном или нескольких из следующих типов электромагнитных реле .

1. Измерение звездной величины,
2. Сравнение,
3. Измерение отношения.

Принцип работы электромагнитного реле основан на некоторых основных принципах. В зависимости от принципа работы их можно разделить на следующие типов электромагнитных реле .

1. Реле с привлекательным якорем,
2. Реле с индукционным диском,
3. Реле с индукционным стаканом,
4. Реле с сбалансированным лучом,
5. Реле с подвижной катушкой,
6. Реле с поляризованным подвижным железом.

Реле якоря притяжения

Реле якоря притяжения самое простое как по конструкции, так и по принципу действия. Эти типы электромагнитных реле могут использоваться как реле величины или реле соотношения.Эти реле используются в качестве вспомогательного реле, реле управления, реле максимального тока, минимального тока, перенапряжения, минимального напряжения и реле измерения импеданса.

Шарнирные конструкции якоря и плунжера чаще всего используются для этих типов электромагнитных реле . Среди двух конструктивных исполнений чаще используется откидной тип якоря.

Мы знаем, что сила, действующая на якорь, прямо пропорциональна квадрату магнитного потока в воздушном зазоре.Если пренебречь эффектом насыщения, уравнение силы, действующей на якорь, может быть выражено как сдерживающая сила.
Следовательно, пороговое условие срабатывания реле будет достигнуто, когда KI ² = K ’.
Если мы внимательно рассмотрим вышеприведенное уравнение, можно понять, что работа реле зависит от констант K ’и K для конкретного значения тока катушки.
Из приведенного выше объяснения и уравнения можно резюмировать, что на работу реле влияют

1. Ампер — витки, создаваемые рабочей катушкой реле,
2. Размер воздушного зазора между сердечником реле и якорем,
3. Сдерживающая сила на якорь.

Конструкция реле притягивающего типа

Это реле представляет собой простую электромагнитную катушку и шарнирный плунжер. Когда на катушку подается напряжение, плунжер притягивается к сердечнику катушки.Некоторые контакты NO-NC (нормально разомкнутые и нормально замкнутые) механически расположены с этим плунжером, что замыкающиеся контакты замыкаются, а контакты NC размыкаются в конце движения плунжера. Обычно реле якорного типа для аттракционов работает от постоянного тока. Контакты расположены таким образом, что после срабатывания реле контакты не могут вернуться в исходное положение даже после обесточивания якоря. После срабатывания реле эти электромагнитные реле типа сбрасываются вручную.
Реле якоря притяжения в силу своей конструкции и принципа действия, мгновенно в срабатывании.

Реле индукционного дискового типа

Реле индукционного дискового типа в основном состоит из одного вращающегося диска.

Реле индукционного дискового типа Рабочее

Каждое реле дискового индукционного типа работает по тому же хорошо известному принципу Феррари. Этот принцип гласит, что крутящий момент создается двумя смещенными фазами потоков, который пропорционален произведению их величины и смещения фаз между ними.Математически это может быть выражено как:


Реле индукционного дискового типа основано на том же принципе, что и амперметр, или вольтметр, или ваттметр, или ватт-час. В индукционном реле отклоняющий момент создается вихревыми токами в алюминиевом или медном диске за счет потока электромагнита переменного тока. Здесь между полюсами магнита переменного тока помещен алюминиевый (или медный) диск, который создает переменный магнитный поток φ, отстающий от I на небольшой угол. Поскольку этот поток связан с диском, в диске должна быть наведенная ЭДС E ₂ , отстающая от потока φ на 90 ^o .Поскольку диск является чисто резистивным, индуцированный ток в диске I ₂ будет синфазным с E ₂ . Поскольку угол между φ и I ₂ составляет 90 ^o , чистый крутящий момент, создаваемый в этом случае, равен нулю. As,

Чтобы получить крутящий момент в реле индукционного дискового типа, необходимо создать вращающееся поле.

Метод затенения полюса для создания крутящего момента в реле с индукционным диском

В этом методе половина полюса окружена медным кольцом, как показано.Пусть φ ₁ — поток незатененной части полюса. Фактически общий поток делится на две равные части, когда полюс делится на две части прорезью.

Поскольку одна часть полюса затенена медным кольцом, в затененном кольце будет индуцированный ток, который создаст другой поток φ ₂ ‘в заштрихованном полюсе. Таким образом, результирующий поток закрашенного полюса будет векторной суммой φ ₁ и φ ₂ . Скажем, это φ ₂ , а угол между φ ₁ и φ ₂ равен θ.Эти два потока будут создавать результирующий крутящий момент,

В основном для индукционного дискового реле доступны три типа вращающегося диска. Они имеют спиралевидную, круглую форму и форму вазы, как показано на рисунке. Спиральная форма предназначена для компенсации изменяющегося ограничивающего момента управляющей пружины, которая закручивается, когда диск вращается, чтобы замкнуть свои контакты. Для большинства конструкций диск может вращаться на 280 ^o . Кроме того, подвижный контакт на переключателе диска расположен так, что он встречается с неподвижными контактами на корпусе реле, когда участок диска с наибольшим радиусом находится под электромагнитом.Это сделано для обеспечения удовлетворительного контактного давления в реле индукционного дискового типа.
Там, где требуется высокоскоростная работа, например, в дифференциальной защите, угловое перемещение диска значительно ограничено, и, следовательно, в электромагнитном реле индукционного дискового типа можно использовать круговую лопатку или даже лопатку типа .
Некоторое время требуется, чтобы срабатывание реле типа индукционного диска происходило после успешного срабатывания другого реле. Такие, как реле максимального тока с блокировкой, обычно используются для защиты генератора и шин.В этом случае полоса затенения заменяется катушкой затенения. Два конца затеняющей катушки выведены через нормально разомкнутый контакт другого устройства управления или реле. При использовании последнего нормально разомкнутый контакт замыкается и замыкает затеняющую катушку. Только после этого диск реле максимального тока начинает вращаться.
Можно также изменить временные / токовые характеристики реле индукционного дискового типа, применив устройство с переменным сопротивлением к затеняющей катушке.
Реле с индукционным диском, питаемое от фильтра обратной последовательности, также может использоваться в качестве устройства защиты от обратной последовательности для генераторов переменного тока.

Реле индукционного типа

Реле индукционного типа можно рассматривать как другую версию реле индукционного дискового типа. Принцип работы обоих типов реле более-менее некоторый. Реле индукционного типа используется там, где требуется очень высокая скорость работы вместе с поляризационной и / или дифференциальной обмоткой. Обычно доступны четырехполюсные и восьмиполюсные конструкции.Количество полюсов зависит от количества размещаемой обмотки.
Инерция чашечной конструкции намного ниже, чем у дисковой. Следовательно, реле типа индукционного стакана может работать на очень высокой скорости. Кроме того, система полюсов предназначена для обеспечения максимального крутящего момента на входную мощность в кВА. В четырехполюсном устройстве почти все вихревые токи, индуцируемые в чашке одной парой полюсов, возникают непосредственно под другой парой полюсов, так что крутящий момент / ВА примерно в три раза больше, чем у индукционного диска с С-образным электромагнитом.
Реле индукционного типа практически подходит как устройство сравнения направления или фазы. Это связано с тем, что, помимо своей чувствительности, индукционные реле имеют устойчивый невибрационный крутящий момент, а их паразитный крутящий момент, связанный только с током или напряжением, невелик.

Направленное или силовое реле индукционного типа

В четырехполюсном реле индукционного типа одна пара полюсов создает поток, пропорциональный напряжению, а другая пара полюсов создает поток, пропорциональный току.Векторная диаграмма приведена ниже:
Крутящий момент T ₁ = Kφ _vi .φ _i . sin (90 ^o — θ) при условии, что поток, создаваемый катушкой напряжения, будет отставать на 90 ° от ее напряжения. Конструктивно угол может быть приближен к любому значению, и получается уравнение крутящего момента T = K.E.I.cos (φ — θ), где θ — угол системы E — I.
Соответственно, реле индукционного типа может быть спроектировано для создания максимального крутящего момента, когда системный угол θ = 0 ^o или 30 ^o или 45 ^o или 60 ^o .Первые известны как силовые реле , поскольку они создают максимальный крутящий момент при θ = 0 ^o , а вторые известны как направленные реле — они используются для направленной дискриминации в схемах защиты в условиях неисправности, поскольку они предназначены для создания максимального крутящего момента. при неисправных условиях.

Реактивное реле или индукционное реле типа Mho

Управляя расположением катушек тока или напряжения и относительным углом сдвига фаз между различными потоками, реле индукционного типа может быть выполнено для измерения чистого реактивного сопротивления силовой цепи.

Реле со сбалансированной балкой

Реле со сбалансированной балкой можно назвать вариантом реле притягивающего якорного типа, но все же они рассматриваются как разные типы реле, поскольку они используются в разных областях применения.
Реле уравновешенного типа использовались в схемах дифференциальной и дистанционной защиты. Использование этих реле становится абсолютным, поскольку сложное реле типа индукционного диска и реле типа индукционной чашки заменяют их.
Принцип работы реле балансира довольно прост.Здесь одна балка поддерживается одним шарниром. Петля поддерживает балку где-то посередине балки. На два конца балки действуют две силы соответственно. Направление обеих сил одинаковое. Не только направление, но и в нормальном рабочем состоянии крутящий момент, создаваемый силами по отношению к шарниру, также одинаковы. Благодаря этим двум одинаковым направленным крутящим моментам балка удерживается в горизонтальном положении в нормальном рабочем состоянии. Один из этих моментов — это ограничивающий момент, а другой — рабочий момент.
Ограничивающий момент может быть обеспечен либо ограничивающей спиралью, либо ограничивающей пружиной.
Это разновидность притягиваемого реле якорного типа. Но реле балансира рассматривается отдельно с точки зрения их применения. Когда возникает какая-либо неисправность, ток через рабочую катушку пересекает свое значение срабатывания, и, следовательно, mmf рабочей катушки увеличивается и пересекает свое значение срабатывания. Из-за этого увеличенного mmf катушка сильнее притягивает конец балки, и, следовательно, крутящий момент на соответствующем конце балки увеличивается.По мере увеличения этого крутящего момента баланс балки нарушается. Из-за этого состояния несбалансированного крутящего момента конец балки, связанный с рабочим крутящим моментом, перемещается вниз, чтобы замкнуть контакты реле.
Типичные устройства обоих типов реле балансира показаны ниже:


В наши дни реле балансира устарели. В последнее время эти реле широко использовались для дифференциальных измерений и измерений импеданса. Эти реле заменяются более сложными реле индукционного и чашечного типа.
Основными недостатками реле балансира является плохое соотношение сброса / срабатывания, подверженность сдвигу фаз между двумя включениями и неправильная работа при переходных процессах.

Реле с подвижной катушкой

Реле с подвижной катушкой или поляризованное реле постоянного тока с подвижной катушкой является наиболее чувствительным электромагнитным реле. Из-за своей высокой чувствительности это реле широко используется для чувствительных и точных измерений дистанционной и дифференциальной защиты. Этот тип реле по своей сути подходит для систем постоянного тока.Хотя этот тип реле можно использовать и в системе переменного тока, в трансформаторе тока должна быть предусмотрена необходимая выпрямительная схема.
В реле с подвижной катушкой движение катушки может быть вращательным или осевым. Оба они были в значительной степени усовершенствованы различными производителями, но неотъемлемое ограничение реле с подвижной катушкой остается, то есть вводить ток в систему с подвижной катушкой и выводить из нее, которая из соображений чувствительности должна быть спроектирована так, чтобы быть очень высокой. нежный.
Между этими двумя типами реле с подвижной катушкой реле с подвижной катушкой в ​​осевом направлении имеет вдвое большую чувствительность, чем реле с вращающимся типом.Для реле с подвижной катушкой типичная чувствительность составляет порядка 0,2–0,5 мВт. Скорость срабатывания зависит от демпфирования, предусмотренного в реле.

Классификация реле | Различные типы реле

В этом руководстве мы увидим некоторые часто используемые реле. Мы узнаем о классификации реле, различных типах реле, таких как реле с фиксацией, герконовое реле, твердотельное реле, дифференциальное реле, автомобильное реле, реле задержки таймера и многое другое.

Введение

Реле — это тип переключателя, который может включаться или выключаться с помощью сигнала или электрического импульса.Например, если вы хотите включить или выключить и светодиод с помощью микроконтроллера, вы, вероятно, можете подключить светодиод непосредственно к выводу ввода-вывода микроконтроллера (с помощью токоограничивающего резистора) и отправить сигнал, ну, включить светодиод. или ВЫКЛ.

Но что, если вы хотите включить или выключить светодиодную лампу мощностью 10 Вт с помощью микроконтроллера? Поскольку светодиод представляет собой крошечное устройство с небольшими требованиями к напряжению и току (которые приемлемы для микроконтроллера), он подключается непосредственно к выводу ввода-вывода микроконтроллера.

Вы не можете сделать то же самое со светодиодной лампой 10 Вт с питанием от сети. Прежде всего, это питание от сети. Во-вторых, даже если бы это была лампа с питанием от постоянного тока, 10 Вт — это слишком много для микроконтроллера. Вот где пригодятся такие устройства, как реле.

Как упоминалось ранее, в реле небольшой сигнал (обычно от микроконтроллера) может использоваться для управления высоковольтным и сильноточным устройством (например, упомянутой ранее светодиодной лампой с питанием от сети).

Если бы вы работали над проектами «сделай сам» (будь то дома или машина), вы, вероятно, наткнулись бы на реле.Электромагнитные реле наиболее популярны, но существует несколько других типов реле, используемых в различных типах приложений (промышленных, автомобильных и т. Д.).

Типы реле

Существуют различные типы реле, например:

• Реле электромагнитные
• Блокировочные реле
• Электронные реле
• Реле без фиксации
• Герконовые реле
• Реле высоковольтное
• Реле малых сигналов
• Реле с выдержкой времени
• Многомерные реле
• Тепловые реле
• Дифференциальные реле
• Дистанционное реле
• Автомобильные реле
• Реле частоты
• Поляризованные реле
• Поворотное реле
• Реле последовательности
• Реле с подвижной катушкой
• Реле Бухгольца
• Реле безопасности
• Реле контроля
• Реле замыкания на землю

Все эти и многие другие реле классифицируются в зависимости от их функции, типа применения, конфигурации или конструктивных особенностей и т. Д.Теперь давайте посмотрим на различные типы реле, которые более широко используются во многих приложениях.

Блокировочные реле

Реле с защелкой — это реле, которое сохраняет свое состояние после срабатывания. Вот почему эти типы реле также называются импульсными реле или реле задержки или реле остановки. В приложениях, где необходимо ограничить потребляемую и рассеиваемую мощность, лучше всего подходит блокировочное реле.

В блокирующем реле есть внутренний магнит.Когда ток подается на катушку, она (внутренний магнит) удерживает положение контакта и, следовательно, не требует энергии для поддержания своего положения. Таким образом, даже после срабатывания, снятие управляющего тока с катушки не может изменить положение контакта, но остается в его последнем положении. Таким образом, эти реле значительно экономят энергию.

Реле с защелкой

могут быть выполнены с одной или двумя катушками, и эти катушки отвечают за положение якоря реле.Следовательно, фиксирующие реле не имеют положения по умолчанию, как показано на рисунке выше.

В реле с одной катушкой положение якоря определяется направлением тока в катушке, тогда как в случае реле с двумя катушками положение якоря зависит от катушки, в которой протекает ток. Эти реле могут сохранять свое положение после срабатывания, но их положение сброса зависит от схемы управления.

Геркон

Подобно электромеханическим реле, герконовые реле также производят механическое срабатывание физических контактов для размыкания или замыкания цепи.Однако по сравнению с электромагнитными реле эти контакты реле намного меньше по размеру и имеют небольшую массу.

Эти реле сконструированы с катушками, намотанными на геркон. Геркон реле действует как якорь и представляет собой стеклянную трубку или капсулу, заполненную инертным газом, внутри которой два перекрывающихся язычка (или ферромагнитные лопасти) герметично закрыты.

Перекрывающиеся концы язычка состоят из контактов, так что к ним можно подключать входные и выходные клеммы. Когда питание подается на катушки, создается магнитное поле.Эти поля заставляют язычки стягиваться вместе, таким образом их контакты замыкают путь через реле. Кроме того, во время обесточивания катушки язычки разделяются тянущей силой прикрепленной к ней пружины.

Скорость переключения герконового реле в 10 раз больше, чем у электромеханического реле из-за менее массивной, другой рабочей среды и меньших контактов. Однако в этих реле возникает электрическая дуга из-за меньшего размера контактов.

При переключении дуги через контакты контактная поверхность плавится на небольшом участке.Далее это приводит к сварке контактов, если оба контакта еще замкнуты. Таким образом, даже после размагничивания катушки сила пружины может оказаться недостаточной для их разделения. Это нежелательное состояние реле.

Эту проблему можно решить, разместив последовательный импеданс, такой как резистор или феррит, между реле и емкостью системы, чтобы снизить пусковые токи, тем самым исключив возникновение дуги в реле. Во многих коммутационных приложениях используется герконовое реле из-за небольшого размера и высокой скорости.

Реле поляризованное

Как видно из названия, эти реле очень чувствительны к направлению тока, которым они возбуждаются. Это тип электромагнитного реле постоянного тока, снабженного дополнительным источником постоянного магнитного поля для перемещения якоря реле. В этих реле магнитная цепь построена с постоянными магнитами, электромагнитами и якорем.

Вместо силы пружины эти реле используют магнитные силы для притяжения или отталкивания якоря. В этом случае якорь представляет собой постоянный магнит, поворачиваемый между полюсными поверхностями, образованными электромагнитом.Когда ток течет через электромагнит, он создает магнитный поток.

Каждый раз, когда сила электромагнита превышает силу постоянного магнита, якорь меняет свое положение. Точно так же, когда ток прерывается, электромагнитная сила уменьшается до меньшей, чем у постоянного магнита, и, следовательно, якорь возвращается в исходное положение.

Магнитный поток Φ _м , создаваемый постоянным магнитом, проходит через ветви якоря на две части, а именно Φ ₁ и Φ ₂ .Поток Φ ₁ проходит через левый рабочий зазор магнита, тогда как Φ ₂ проходит через правый рабочий зазор магнита.

Если в катушке нет тока, якорь будет оставаться либо слева, либо справа от нейтрального положения из-за этих двух потоков, поскольку нейтраль нестабильна в таких магнитных системах.

Каждый раз, когда на катушки реле подается ток, дополнительный рабочий магнитный поток Φ проходит через рабочий зазор магнита.Из-за этих взаимодействий магнитного поля на якорь действует сила, которая зависит от величины тока, начального положения якоря, полярности тока, мощности магнита и величины рабочего зазора.

В зависимости от комбинации этих параметров якорь реле переходит в новое стабильное состояние, тем самым замыкая правый контакт, и, следовательно, реле срабатывает.

Существуют разные типы поляризованных реле в зависимости от конфигурации магнитной цепи.Два самых популярных типа этих реле включают реле дифференциального и мостового типа.

В дифференциальной магнитной системе на якорь действует разница двух потоков постоянного магнита. В магнитной системе мостового типа поле, создаваемое катушками, разделено на два потока, которые имеют противоположные знаки в области рабочего зазора, но магнитный поток постоянного магнита не разделен на два потока. Для реле нормального размера широко применяется дифференциальный тип магнитной системы.

Реле Бухгольца

Эти реле представляют собой газовые или управляемые реле.Эти реле используются для обнаружения зарождающихся неисправностей (или внутренних неисправностей, которые изначально являются незначительными неисправностями, но со временем превращаются в серьезные неисправности). Они наиболее широко используются для защиты трансформатора и размещаются в камере между баком трансформатора и расширителем. Они используются только для масляных реле, которые в основном используются в системах передачи и распределения энергии.

На рисунке выше показан принцип действия реле Бухгольца.Когда внутри трансформатора возникают зарождающиеся неисправности (или медленно развивающиеся неисправности), уровень масла падает из-за скопления газа. Это заставляет полый поплавок наклоняться и, следовательно, замыкаются ртутные контакты. Эти ртутные контакты замыкают цепь аварийной сигнализации, чтобы оператор знал, что в трансформаторе возникла зарождающаяся неисправность.

Каждый раз, когда в трансформаторе происходит серьезная неисправность, такая как короткое замыкание фаз или замыкание на землю и т. Д., Давление внутри бака резко возрастает из-за быстрого снижения уровня масла.Таким образом, масло устремляется к проводнику и из-за этого отклоняется нижняя боковая заслонка. Таким образом, он замыкает контакты ртутного переключателя, тем самым активируя цепь отключения. Затем трансформатор отключается от источника питания.

Реле защиты от перегрузки

Реле защиты от перегрузки

специально разработаны для обеспечения максимальной токовой защиты электродвигателей и цепей. Эти реле перегрузки могут быть разных типов, например, с фиксированной биметаллической лентой, электронным или биметаллическим сменным нагревателем и т. Д.

Если электродвигатели перегружены, электродвигатели необходимо защитить от перегрузки по току. Для этого используется оборудование для измерения перегрузки, такое как реле с тепловым приводом. Реле с подогревом состоит из катушки, которая нагревает биметаллическую ленту или расплавленный припой и, таким образом, освобождает пружину для управления вспомогательными контактами, которые включены последовательно с катушкой. Катушка обесточивается при обнаружении избыточного тока в нагрузке из-за перегрузки.

Температуру обмотки двигателя можно оценить с помощью тепловой модели якоря двигателя, электронного реле защиты от перегрузки путем измерения тока двигателя.Таким образом, двигатель может быть надежно защищен с помощью реле защиты от перегрузки.

Твердотельные реле (SSR)

В полупроводниковых реле

используются твердотельные компоненты, такие как BJT, тиристоры, IGBT, MOSFET и TRIAC, для выполнения операции переключения. Коэффициент усиления мощности этих реле намного выше, чем у электромеханических реле, поскольку требуемая энергия управления (для питания схемы управления) намного ниже по сравнению с мощностью, которая должна контролироваться (коммутируемый выход) этими реле.Эти реле могут быть рассчитаны на работу как с переменным, так и с постоянным током.

Из-за отсутствия механических контактов эти реле имеют высокую скорость переключения. SSR состоит из датчика, который также является электронным устройством, и этот датчик реагирует на управляющий сигнал, чтобы включить или выключить питание нагрузки.

ТТР

подразделяются на разные типы, однако основные типы этих реле включают ТТР с фотосвязью и ТТР с трансформаторной связью. В ТТР с трансформаторной связью небольшой постоянный ток подается на первичную обмотку трансформатора через преобразователь постоянного тока в переменный.

Затем этот ток преобразуется в переменный и повышается для работы твердотельного устройства (в данном случае TRIAC), а также цепи запуска. Степень изоляции между входом и выходом зависит от конструкции трансформатора.

В случае фотосвязанных SSR для выполнения операции переключения используется светочувствительный полупроводниковый прибор. Управляющий сигнал подается на светодиод, так что светочувствительное устройство переходит в режим проводимости, обнаруживая свет, излучаемый светодиодом.Изоляция, обеспечиваемая этим типом SSR, относительно высока по сравнению с SSR с трансформаторной связью из-за принципа фотообнаружения.

Твердотельные реле имеют более высокую скорость переключения по сравнению с электромеханическими реле. Кроме того, из-за отсутствия движущихся частей его ожидаемый срок службы выше, и они, как правило, производят гораздо меньше шума.

Реле с обратнозависимой выдержкой времени (реле IDMT)

Этот тип реле дает характеристику тока с независимой выдержкой времени при более высоких значениях тока повреждения и характеристику тока с обратной зависимостью времени при более низких значениях тока повреждения.Они широко используются для защиты распределительных линий и предлагают установить лимиты для текущих и временных настроек.

В этом типе реле время срабатывания реле приблизительно обратно пропорционально току короткого замыкания около значения срабатывания и становится постоянным немного выше значения срабатывания реле. Этого можно достичь, используя сердечник магнита, который насыщается током, немного превышающим ток срабатывания.

Значение срабатывания — точка, в которой величина срабатывания или ток короткого замыкания приводит в действие реле, называется значением срабатывания.Реле называется IDMT из-за его характеристики, когда величина срабатывания достигает бесконечного значения, время не приближается к нулю.

При более низких значениях тока короткого замыкания он дает характеристики с обратнозависимой выдержкой времени, а при более высоких значениях дает характеристики с независимой выдержкой времени, как показано на рисунке. Время срабатывания становится постоянным от определенного значения до тех пор, пока управляющая величина не станет бесконечной, что показано на графике (получается кривая, которая становится постоянной).

Дифференциальные реле

Как следует из названия, дифференциальные реле — это те реле, которые работают на «разнице» управляющих (или управляющих) сигналов.Дифференциальные реле срабатывают, когда разность фаз двух или более одинаковых электрических величин превышает заданное значение. Дифференциальное реле тока работает на основе результата сравнения между величиной и разностью фаз токов, входящих и выходящих из защищаемой системы.

В нормальных условиях эксплуатации входящие и выходящие токи равны по величине и фазе, поэтому реле не работает. Но если в системе происходит сбой, эти токи перестают быть равными по величине и фазе.Этот тип реле подключен таким образом, что разница между входящим и выходящим током протекает через рабочую катушку реле. Следовательно, катушка реле находится под напряжением в случае неисправности из-за разницы в величине тока. Таким образом, реле срабатывает и размыкает автоматический выключатель, чтобы отключить цепь.

На приведенном выше рисунке показан принцип работы дифференциальных реле, в которых два трансформатора тока подключены по обе стороны от силового трансформатора i.е., один ТТ на первичной стороне, а другой на вторичной стороне силового трансформатора. Реле сравнивает токи с обеих сторон, и если есть какой-либо дисбаланс, реле стремится сработать. Дифференциальные реле могут быть токовыми дифференциальными реле, дифференциальными реле баланса напряжений и дифференциальными реле со смещением.

ПРИМЕЧАНИЕ: Я добавлю подробности о других типах реле в будущем.

Типы реле и их применение [объяснено]

В современном мире в электрических бытовых приборах и цепях кондиционирования линии используются различные типы реле.Некоторые из них представляют собой фиксирующие реле, герконовые реле, силовые реле, тепловые реле и реле высокого напряжения.

По определению, Electrical Relay — это переключающее устройство, которое можно использовать для электрического размыкания или замыкания контактов. Это автоматический переключатель, который при возбуждении входным сигналом быстро меняет выходную цепь.

Входным сигналом может быть тепло, свет, электричество и магнетизм. Выходная цепь состоит из контактов для включения нагрузок или исполнительных механизмов.Входная часть (цепь управления) и выходная часть (цепь контактов или цепь нагрузки) изолированы передачей сигнала. Сильный сигнал активирует реле, а слабый сигнал обесточивает реле.

Типы реле

Как правило, для переключения постоянного и переменного тока используются реле двух типов: электромеханические и твердотельные. В этой статье мы увидим дальнейшую классификацию реле по принципу и конструкции.

1. Реле электромеханические
   1. Реле электромагнитного типа притяжения
      1. Реле якорного типа притяжения
      2. Реле соленоидного типа
      3. Реле симметричного типа
   2. Реле электромагнитной индукции
      1. Структура типа затененного столба
      2. Конструкция типа ваттметра
      3. Тип конструкции индукционной чашки
2. Твердотельные реле

1. Реле электромеханические

Это реле обычного типа.Он использует электромагнит для включения или выключения цепей. Большинство реле используются для защиты системы в энергосистемах, работающих от тока или напряжения. Типы реле по принципу конструкции:

1. Реле электромагнитного типа притяжения
2. Реле электромагнитной индукции

1. Реле электромагнитного притяжения

Реле электромагнитного притяжения могут срабатывать как переменным, так и постоянным током.Им можно управлять за счет движения куска железа (электромагнита), когда он притягивается магнитным полем, создаваемым катушкой или плунжером, втянутым в соленоид. На основе этого принципа электромагнитного поля они подразделяются на:

1. Реле якорного типа притяжения
2. Реле соленоидного типа
3. Реле симметричного типа

1. Аттракцион Арматура типа

Реле якорного типа для притяжения

Этот тип реле состоит из металлической пластины, которая поворачивается, когда она притягивается к катушке.Здесь буква «M» представляет электромагнит, а буква «C» — катушку. Якорь уравновешивается противовесом и пружиной на конце.

Реле притяжения якоря

В нормальных условиях эксплуатации противовес удерживает якорь в указанном выше положении, показанном на рисунке, когда ток проходит через катушку. Когда происходит короткое замыкание, ток через катушку значительно увеличивается, и якорь притягивается вверх. Контакты якоря соединяют пару неподвижных контактов, прикрепленных к корпусу реле.Это замыкает цепь отключения, которая размыкает автоматический выключатель и отключает неисправную цепь. Минимальный ток, при котором якорь реле притягивается для замыкания цепи отключения, называется током срабатывания.

2. Реле соленоидного типа

Реле соленоидного типа

Состоит из соленоида (электромагнитной катушки) с полым центральным сердечником и подвижным железным плунжером. Здесь плунжер несет подвижный контакт. Плунжер используется для притягивания в осевом направлении в поле соленоида.В нормальных условиях ток через катушку удерживает плунжер силой тяжести или пружиной в нужном положении. Когда магнит находится под напряжением, плунжер, притянутый к соленоиду, перемещается вверх и вниз через сердечник.

Реле соленоидного типа

Движение плунжера вверх замыкает контуры. При возникновении неисправности ток через катушку увеличивается (больше, чем ток срабатывания), плунжер притягивается к соленоиду. Здесь движение плунжера вверх замыкает цепь отключения, которая размыкает автоматический выключатель и отключает неисправную цепь.

3. Реле симметричного типа

Реле уравновешенного типа

Состоит из железной арматуры, прикрепленной к балке баланса. В нормальных условиях эксплуатации ток через катушку реле таков, что луч удерживается в горизонтальном положении пружиной.

При возникновении неисправности ток через катушку реле становится больше, чем значение срабатывания срабатывания, и луч притягивается для замыкания цепи отключения и вызывает размыкание автоматического выключателя для изоляции неисправной цепи.

2. Реле электромагнитного индукционного типа

Реле индукционного типа работают только с переменным током. Он состоит из вращающегося алюминиевого диска или чашки, помещенных в два переменных магнитных поля одинаковой частоты, но смещенных во времени и пространстве. Он работает на движущемся проводнике в виде ротора или диска. Они широко используются в целях релейной защиты.

Реле электромагнитной индукции работают по принципу асинхронного двигателя, в котором крутящий момент создается за счет взаимодействия одного из магнитных полей с током, индуцированным в роторе или диске.

Существует три типа индукционных реле, основанных на конструкции и используемых для получения разности фаз и, следовательно, рабочего момента в индукционных реле. Их:

1. Конструкция с экранированными полюсами
2. Конструкция типа ваттметра
3. Тип конструкции индукционной чашки

1. Конструкция с экранированной опорой

Диск изготовлен из алюминия. Половина каждого полюса электромагнита окружена медной полосой, которая называется затеняющим кольцом.Катушка возбуждается током, протекающим в одиночной катушке, намотанной на магнитную структуру, содержащую воздушный зазор. Диск может свободно вращаться в воздушном зазоре.

Конструкция с экранированными полюсами

Заштрихованная часть полюса создает поток, который смещается в пространстве и времени относительно потока, создаваемого незатененной частью полюса. Эти два переменных потока разрезают диск и создают вихревые токи. Крутящие моменты создаются взаимодействием каждого потока с вихревым током, создаваемым другим потоком.Возникающий в результате крутящий момент заставляет диск вращаться.

2. Конструкция типа счетчика мощности

Структура типа счетчика ватт-часов

Эта конструкция получила свое название от того факта, что она используется в счетчиках ватт-часов. Он состоит из Э-образного электромагнита (верхний), имеющего две обмотки; первичная и вторичная обмотки, а вторичная обмотка подключена к U-образному электромагниту (нижний). Между двумя электромагнитами находится диск, который может свободно вращаться.Каждая из магнитных цепей создает один из двух необходимых потоков для вращения ротора, который также является диском.

Каждый магнит создает переменный магнитный поток, разрезающий диск. Чтобы получить фазовый сдвиг между двумя потоками, создаваемыми верхним и нижним электромагнитами, их катушка может быть запитана от двух разных источников.

Если они запитаны одним и тем же источником, сопротивление и реактивное сопротивление двух цепей будут разными, так что разность фаз будет достаточной.

Первичная обмотка проводит ток реле I. Первичный ток индуцирует ЭДС во вторичной обмотке и, таким образом, циркулирует в ней ток I ₂ . Поток ₂ , наведенный в U-образном (нижнем) магните током во вторичной обмотке E-образного (верхнего) магнита, будет отставать от потока ɸ ₁ на угол θ. Два потока ₁ и ɸ ₂ , индуцированные в верхнем и нижнем магнитах, различающиеся по фазе на угол θ соответственно, будут развивать крутящий момент на диске, пропорциональный ɸ ₁ .ɸ ₂ sin θ.

Важной особенностью этого реле является то, что его работой можно управлять путем размыкания или замыкания цепи вторичной обмотки. Если эта цепь разомкнута, крутящий момент не будет развиваться, и, следовательно, реле может выйти из строя.

3. Тип конструкции индукционного стакана

Реле индукционного типа

Реле этого типа работают по тому же принципу, что и асинхронный двигатель. Реле имеет два, четыре или более электромагнитов, возбуждаемых катушками реле.Между этими электромагнитами помещен неподвижный железный сердечник, чтобы уменьшить воздушный зазор без увеличения инерции. Ротор представляет собой полую металлическую цилиндрическую чашку, которая может свободно вращаться в зазоре между электромагнитами и неподвижным железным сердечником

.

Вращающееся поле создается двумя парами катушек, намотанных на четыре полюса. Вращающееся поле индуцирует токи в чашке, заставляя ее вращаться в том же направлении.

Вращение зависит от направления вращения поля и величины приложенного напряжения или токов и фазового угла между ними.Управляющая пружина и блокиратор обратного хода или замыкание контактов на рычаге прикреплены к шпинделю чашки для предотвращения непрерывного вращения.

Индукционные чашки создают более эффективный крутящий момент, чем конструкции с заштрихованными полюсами или ватт-часами.

Преимущества электромеханических реле

• Простой, прочный и компактный
• Стоимость низкая
• Высокая рабочая скорость
• Может использоваться как для систем переменного, так и для постоянного тока
• Выдерживает высокое напряжение
• Он обеспечивает физическую изоляцию между нагрузкой и цепью управления в приложениях, где цепь должна быть включена или отключена с минимальным падением напряжения или для обеспечения повреждения от тока утечки.

Недостатки электромеханических реле

• Создает шум из-за своих механических частей
• Ограниченный срок службы
• Медленнее из-за механических частей по сравнению с полупроводниковыми реле

Приложения:

Вот некоторые применения электромеханических реле.

• Используется для защиты различного оборудования переменного и постоянного тока
• Управление двигателями и автомобильные приложения
• Для управления нагрузками большой мощности в промышленных приложениях

2. Твердотельные реле

Твердотельное реле — SSR

Твердотельное реле (SSR) — это электронное переключающее устройство, которое включается или выключается, когда на его управляющие клеммы подается небольшое внешнее напряжение.У него нет подвижного контакта, как у электромеханических реле. SSR состоит из полупроводниковых переключающих элементов, таких как диоды, симисторы, транзисторы и тиристоры. Обычно в нем используются тиристоры TRIAC или для цепи переменного тока и силовые полевые МОП-транзисторы для цепи постоянного тока. Твердотельные реле современного типа способны выдерживать более высокие уровни напряжения, чем более старые реле.

Принцип работы:

Когда переключатель включен, ток течет во входные цепи, он включает светодиод.Он излучает инфракрасный свет и освещает светочувствительное устройство, которое может быть диодом, триаком или транзистором. Здесь светодиод и светочувствительное устройство образуют оптрон или оптоизолятор, который передает электрический сигнал между двумя изолированными цепями посредством света. Ток через диод включает встречный триак, тиристор, тиристор или полевой МОП-транзистор для переключения нагрузки.

Преимущества твердотельных реле

• Более высокая скорость переключения
• Нет физических контактов, которые могли бы изнашиваться.
• Отсутствуют механические части и поэтому бесшумны.
• Срок службы больше
• Повышенная устойчивость к вибрации и ударам
• Используется для высоковольтных систем

Недостатки твердотельных реле

• Они не прочные
• Дороже
• Отводить больше тепла
• Они очень чувствительны к импульсным токам и повреждениям при использовании при уровнях сигнала выше их номинального значения

Применение твердотельных реле:

• широко используется для коммутации цепей постоянного и переменного тока.
• Используется в отраслях управления технологическими процессами, линиях связи, переключателях питания и т. Д.
• Их можно использовать в качестве защелки в чайниках, где входной импульс будет указывать на запуск, и фиксировать это состояние до тех пор, пока оно не будет прервано
• Используется для управления мощностью, например. затемнение света / вентилятора, регулировка скорости двигателя, для управления нагревателями для контроля температуры
• Неполяризованные силовые реле используются для приготовления пищи и управления системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (в канальных вентиляторах, очистителях воздуха, воздуходувках, станках с ЧПУ и т. Д.)
• Высокочастотные реле используются в радиовещании

Заключение

На рынке существуют различные типы реле с необходимым пусковым напряжением (Включите время, необходимое реле для изменения контакта с нормально замкнутого на нормально разомкнутый. Кроме того, существуют различные типы реле, основанные на напряжениях катушек, такие как 3 В, 5 В. , 6В и 12В. Вы можете выбрать необходимое реле исходя из проекта.

В последнее время реле поставляются с оптопарами или полупроводниками, известными как типы реле PhotoMOS, которые превосходят традиционные электромеханические технологии.Преимущество реле PhotoMOS — более длительный срок службы, стабильное поведение в суровых условиях, высокая скорость переключения.

Если вы заинтересованы в экономии электроэнергии, то используются бистабильные реле с защелкой . Что наиболее важно, они устраняют подавление катушек и подавление переходных процессов в цепях постоянного тока.

Реле

— принцип работы, конструкция, типы, применение

Типы реле

Они имеют широкий спектр классификаций. Здесь мы классифицировали их на основе их применения следующим образом:

Классификация реле

Вспомогательные или миниатюрные реле

Вспомогательные или миниатюрные реле — это реле, которые используются в цепях управления для переключения любого устройства / цепи при выполнении некоторых условий.Это основная форма реле с катушкой и набором контактов для переключения. Они доступны в различных конфигурациях контактов.

Реле блокировки с

Реле с защелкой удерживают положение контактов неопределенное время, даже если питание катушки отключено. Он состоит из двух отдельных катушек, одна для фиксации, а другая — для отпускания. Когда ток течет через первую катушку (катушка A), York намагничивается, и якорь притягивается к сердечнику. York изготовлен из специального магнитного материала, который удерживает якорь в притянутом состоянии, даже если напряжение, приложенное к катушке, снимается.

Чтобы вернуть якорь в исходное положение, на вторую катушку (катушка B) подается напряжение. Вторая катушка намотана на Йорк таким образом, что ток, протекающий через катушку, генерирует магнитный поток, противоположный существующему полю. Это ослабляет существующее магнитное поле, и якорь освобождается. Следовательно, контакты возвращаются в исходное положение.

Реле таймера с

Таймеры задержки являются примером реле времени.Они сделаны таким образом, что контакты срабатывают через короткое время после подачи напряжения на катушку.

Контакторы Контакторы

используются для переключения электродвигателей, конденсаторов, осветительных нагрузок и других мощных устройств, с которыми реле не может справиться. Принцип действия контакторов такой же, как и у реле. Контакторы рассчитаны на больший ток, чем реле. У них есть специально разработанные дугогасительные камеры для смягчения электрических дуг, образующихся при переключении сильноточных нагрузок.

Контактор

Реле для станков

Они используются для логического управления оборудованием. Это электромеханические реле с большим количеством контактов. Сейчас они устарели и заменены ПЛК.

Реле перегрузки Реле перегрузки

используются для защиты электродвигателей от перегрузок и обрывов фаз. Они могут быть как электронного, так и теплового типа. В электронных реле перегрузки используются электронные схемы и трансформаторы тока для измерения тока, протекающего к двигателю, в то время как тепловые реле имеют внутри биметаллические полоски, которые деформируются, когда ток через них превышает заданные пределы.

Подробнее: Реле перегрузки — Принцип работы, типы, подключение

Реле утечки на землю

Реле утечки или замыкания на землю (ELR) используется для защиты устройства или цепи от замыканий на землю, а человека — от поражения электрическим током. Он определяет утечку тока на землю и помогает безопасно изолировать цепь или устройство. Их контакты подключены к цепи отключения автоматического выключателя. ELR активирует цепь отключения, как только ток утечки превышает заданное значение, и размыкает автоматический выключатель.

Помимо вышеуказанной классификации, реле также классифицируются по типу рабочего напряжения, подаваемого на катушку, как реле постоянного и переменного тока, классифицируются по конструкции как герметичные, шарнирные, плунжерные реле и т. Д.

Какие бывают типы реле?

Реле — это устройство автоматического управления, выход которого будет скачкообразно изменяться, когда вход (электричество, магнетизм, звук, свет, тепло) достигает определенного значения. Мы часто используем электромагнитные реле, твердотельные реле (SSR), тепловые реле и реле времени.

Принцип и характеристики реле: электрическое устройство, которое включает или выключает управляемую выходную цепь, когда вход (например, напряжение, ток, температура и т. Д.) Достигает заданного значения. Его можно разделить на две части. категории: реле количества электроэнергии (например, тока, напряжения, частоты, мощности и т. д.) и неэлектрическое реле количества (например, температуры, давления, скорости и т. д.). Оно имеет преимущества быстрого действия, стабильной работы, длительного срок службы и небольшие габариты.Он широко используется в устройствах защиты питания, автоматизации, движения, дистанционного управления, измерения и связи. Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входной цепью) и управляемую систему (также называемую выходной цепью). Обычно используется в цепи автоматического управления. Фактически, это «автоматический выключатель», который использует небольшой ток для управления большим током. Следовательно, выполняет функции автоматического регулирования, защиты и переключения.

Электромагнитное реле

Электромагнитные реле обычно состоят из железного сердечника, катушки, якоря, контактного геркона и т. Д.Когда к двум концам катушки добавляется определенное напряжение, в катушке генерируется определенный ток, который вызывает электромагнитный эффект. Якорь преодолевает тянущее усилие возвратной пружины, притягивая железный сердечник под действием электромагнитной силы, и подвижный контакт и статический контакт (нормально открытый контакт) якоря замыкаются. Когда катушка обесточена, сила электромагнитного притяжения исчезает, и якорь возвращается в исходное положение за счет силы реакции пружины, так что подвижный контакт и исходный статический контакт (нормально замкнутый контакт) замыкаются.Кроме того, «нормально разомкнутые, нормально замкнутые» контакты реле можно различить следующим образом: статический контакт, который находится в выключенном состоянии, когда катушка реле не находится под напряжением, называется «нормально разомкнутым контактом (нормально разомкнутым контактом)»; статический контакт, находящийся во включенном состоянии. Точки называются «нормально замкнутым контактом (NC-контакт)».

Электромагнитные реле включают реле напряжения, реле тока, магнитные реле удержания и т. Д.

Реле напряжения

Наиболее распространенным промежуточным реле, которое мы используем, является реле напряжения.Структура и принцип промежуточного реле в основном такие же, как и контактор переменного тока. Основное различие между промежуточным реле и контактором заключается в том, что главный контакт контактора может пропускать большой ток, в то время как контакт промежуточного реле может пропускать только слабый ток и имеет небольшую перегрузочную способность. Таким образом, промежуточные реле могут использоваться только в цепях управления , как правило, без главных контактов и с большим количеством вспомогательных контактов.

В соответствии с различными входными цепями промежуточное реле можно разделить на реле постоянного тока и реле переменного тока, которое обычно состоит из основания и контакта.На практике цепь с током менее 5 А также может быть напрямую дополнена промежуточным реле, а не просто использоваться в качестве цепи управления. Поскольку промежуточное реле имеет широкий диапазон требований к напряжению, оно широко используется на практике. Например, промежуточное реле 12 В постоянного тока может нормально работать от 9 В до 15 В.

Реле защиты от повышенного и пониженного напряжения также является разновидностью реле напряжения. Самостоятельное соединение реле защиты от перенапряжения и пониженного напряжения может играть защитную роль в случае аномального напряжения.Например, когда напряжение в сети превышает или ниже, чем напряжение срабатывания устройства защиты, устройство защиты может быстро и надежно отключить питание нагрузки для защиты электроприборов и личной безопасности. Когда сетевое напряжение возвращается в норму, устройство защиты автоматически включает источник питания и восстанавливает его. Сейчас это становится все более популярным в семье.

Реле тока

Реле тока является наиболее часто используемым компонентом релейной защиты энергосистемы.Реле тока имеет преимущества простого подключения, быстрой и надежной работы, удобного обслуживания и длительного срока службы. В качестве элемента защиты реле тока широко используется в релейных линиях защиты двигателей, трансформаторов и линий электропередачи от перегрузки и короткого замыкания.

Объектом обнаружения реле тока является изменение тока цепи или основных электрических компонентов. Когда ток превышает (или ниже) определенного значения уставки, реле выполняет функцию управления и защиты реле.Реле тока можно разделить на реле электромагнитного тока и реле статического тока по типу конструкции.

Магнитное реле с фиксацией

Реле с магнитной фиксацией — это новый тип реле, разработанный в последние годы. Это тоже автоматический выключатель. Как и другие электромагнитные реле, оно может автоматически включать и выключать цепь. Разница в том, что нормально замкнутое или нормально разомкнутое состояние магнитного реле с фиксацией полностью зависит от действия постоянного магнита, а состояние переключения магнитного реле с фиксацией запускается импульсным электрическим сигналом определенной ширины.

Твердотельное реле (SSR)

Твердотельное реле (SSR) — это бесконтактный переключатель, состоящий из микроэлектронных схем, дискретных электронных устройств и силовых электронных силовых устройств. Изолирующее устройство используется для обеспечения изоляции между управляющим концом и концом нагрузки. Вход твердотельного реле использует крошечный управляющий сигнал для непосредственного управления большой токовой нагрузкой. Он использует коммутационные характеристики электронных компонентов (таких как переключающий транзистор, двунаправленный кремниевый выпрямитель и другие полупроводниковые устройства) для достижения цели соединения и размыкания цепи без контакта и искры, поэтому его также называют «бесконтактным переключателем».Это четырехконтактное устройство с двумя терминалами в качестве входных и двумя терминалами в качестве выходных. Изолирующее устройство используется посередине для обеспечения гальванической развязки входа и выхода.

В зависимости от типа источника питания нагрузки твердотельные реле можно разделить на типы переменного и постоянного тока. По типу переключателя его можно разделить на нормально открытый и нормально закрытый. По типу изоляции его можно разделить на гибридный тип, тип изоляции трансформатора и тип фотоэлектрической изоляции, и наиболее предпочтительным является тип фотоэлектрической изоляции.

Тепловое реле

Тепловые реле обычно состоят из нагревательных элементов, управляющих контактов и систем действия, механизмов сброса, устройств установки тока и элементов компенсации температуры. Он выделяет тепло от тока, протекающего в нагревательный элемент, что вызывает деформацию биметаллических полос с разными коэффициентами расширения. Когда деформация достигает определенного расстояния, она толкает шатун, чтобы отключить цепь управления, тем самым вызывая потерю питания контактора и отключение главной цепи для реализации защиты двигателя от перегрузки.

В качестве компонента защиты двигателя от перегрузки тепловое реле широко используется в производстве благодаря небольшому размеру , простой конструкции и низкой стоимости .

Реле времени

Реле времени — это своего рода реле, которое при добавлении (или удалении) входного сигнала действия, выходной цепи необходимо пройти через заданное точное время для изменения скачка (или действия контакта). Это своего рода электрический компонент, используемый в цепи с более низким напряжением или меньшим током, который используется для подключения или отключения цепи с более высоким напряжением и более высоким током.

Поскольку реле времени в основном состоит из обмотки и контакта, символ реле времени также должен содержать обмотку и контакт. Различные типы обмотки и комбинации контактов могут составлять реле времени с различным режимом работы. Он разделен на реле задержки включения и реле задержки выключения.

Допускается колебание напряжения источника питания реле времени в диапазоне от 85% до 110% от номинального напряжения источника питания, электрическая схема обычно печатается сбоку.При выборе реле времени обратите внимание на тип тока и уровень напряжения его катушки (или источника питания) и выберите режим задержки, форму контакта, точность задержки и режим установки в соответствии с требованиями управления.

Общие обозначения реле времени

Типы реле | 23 Объяснение различных типов реле!

Электрическое реле — одно из наиболее часто используемых устройств в современных технологических системах. Его можно найти в автомобилях, стиральных машинах, микроволновых печах и медицинском оборудовании, а также в танках, самолетах и ​​кораблях.Практически ни одна промышленность не функционировала бы без реле. В некоторых сложных системах автоматического управления в промышленности количество реле исчисляется сотнями и даже тысячами. В электроэнергетике ни одно силовое устройство не может работать без специальных реле защиты. Определенное электрическое оборудование, такое как силовые трансформаторы, может быть защищено несколькими различными типами реле, каждое из которых управляет различными функциями.

Хотя реле настолько широко используются и существует так много типов, широкая группа инженеров не знакома с большинством из них.Прочитав статью, вы получите базовые знания о типах реле.

Типы реле

Реле бывают разных типов. Некоторые из них перечислены ниже:

Реле электромагнитные

Электромагнитное реле — самый простой, самый древний и распространенный тип реле. Его основные элементы — обмотка, магнитопровод, якорь, пружина и контакты. Магнитная система используется для преобразования входящего электрического тока в механическую мощность, необходимую для замыкания контактов.А контактная система преобразует переданную механическую энергию обратно в электрический сигнал. Система изоляции обеспечивает гальваническую развязку входной цепи (обмотки) от выходной (контактов).

Блокировочные реле

Реле с фиксацией — это реле, которое срабатывает под действием одиночного импульса тока в обмотке и остается в этом состоянии, когда импульс перестает воздействовать на него, то есть когда оно заблокировано. Следовательно, это реле играет роль схемы памяти. Кроме того, реле с защелкой помогает снизить рассеиваемую мощность в цепи приложения, поскольку катушка не нуждается в постоянном питании.

Термореле

Температурные или тепловые реле относятся ко второму (или даже, вероятно, к первому) наиболее популярному типу специальных электрических реле. Существуют два основных типа таких устройств: реле с входной величиной возбуждения в виде тепла и реле с входной величиной в виде электрического тока. Реле первого типа применяются для непосредственного регулирования температуры различных агрегатов. Реле второго типа используются в качестве реле защиты от токовых перегрузок для различных потребителей электроэнергии.В последнем случае электрический ток сначала преобразуется в тепло внутри реле, а когда температура внутреннего термоэлемента достигает определенного значения (и реле находится под напряжением) — в выходной электрический сигнал.

Герконовое реле

Многие инженеры сталкивались с оригинальными контактными элементами, заключенными в стеклянную оболочку. Однако не все знают, что герконовые реле отличаются от обычных не герметичной оболочкой (герметичные реле не обязательно являются герконовыми), а тем, что в герконовом реле тонкая пластина из магнитного материала выполняет функции контактов, магнитная система и пружины одновременно.Один конец этой пластины закреплен, а другой конец покрыт электропроводящим материалом и может свободно перемещаться под действием внешнего магнитного поля. Свободные концы этих двух пластин, направленные навстречу друг другу, перекрываются на 0,2–2 мм и образуют основу для нового типа коммутационного устройства.

Реле высокого напряжения

Быстрое развитие электрических технологий, использующих высокие напряжения (мощные лазеры, промышленные ускорители, высокочастотный нагрев металлов, диэлектрический нагрев и т. Д.)), использование силового электронного оборудования, работающего под высоким напряжением (радары, телевизионные и радиопередатчики), а также необходимость в системах для проверки изоляции электрических устройств с различными уровнями напряжения были причинами, которые привели к распространению высоких напряжений. реле напряжения (ВН), работающие при напряжении от 5 до 300 кВ и выше. Такие реле можно разделить на две группы: реле с высоковольтной изоляцией для всех токоведущих элементов, коммутирующих высокое напряжение, и реле с низковольтными (НН) контактами и высоковольтной изоляцией между входными элементами (катушка управления) и выходными ( контакты).

Реле времени

Одним из наиболее распространенных типов реле (после электрических реле) являются «реле времени». Обычно это реле, работающие с определенной задержкой относительно сигнала, подаваемого на вход реле, поэтому часто используется термин «реле времени». «реле с выдержкой времени». Поскольку изменение состояния реле сопровождается определенной задержкой относительно сигнала, подаваемого на его вход, можно с уверенностью сказать, что, помимо других функций, каждое реле также функционирует как реле времени.Иногда стандартные электромеханические реле используются для повышения устойчивости сложных систем автоматического управления. Их единственная функция — обеспечить определенную задержку сигнала, значение которой равно его собственной задержке включения. С инженерной точки зрения, «реле времени» или «реле времени задержки» обычно определяют как реле, в которых преобладает функция задержки времени, и в которых характеристики этой функции тем или иным образом улучшаются. .

Реле тока и напряжения

Эти реле специально разработаны для контроля уровня тока или напряжения в электрических цепях высокого и низкого напряжения, а также для генерации определенных выходных сигналов, когда уровень тока или напряжения отклоняется от заданного значения.Такие реле также называют «измерительными реле», поскольку в процессе работы они постоянно измеряют уровень срабатывания. Очень часто выходной сигнал таких реле воздействует на устройство отключения питания, обесточивая нагрузку и тем самым защищая ее (или основное питание) от повреждений в аварийных режимах, поэтому такие реле еще называют «реле защиты».

Дифференциальные реле

Дифференциальная защита сравнивает два (или более) тока для определения места повреждения; что фактически делает текущую защиту.По сравнению с другими типами защиты, дифференциальная токовая защита обладает абсолютной селективностью в том смысле, что она эффективно работает только в тех случаях, когда повреждение находится в пределах защищаемой зоны, и не срабатывает вообще, если повреждение находится вне ее зоны. Зона дифференциального реле ограничена частью электрической цепи между трансформаторами тока (ТТ), к которой подключено реле. Благодаря такой высокой селективности защиты нет необходимости активировать задержку срабатывания реле, поэтому все дифференциальные реле высокоскоростные.При этом отличительными чертами дифференциальной защиты являются исключительно высокая селективность и высокая скорость работы.

Дистанционные реле

Реле, которое срабатывает, когда полная проводимость, импеданс или реактивное сопротивление цепи увеличивается или уменьшается сверх заданных пределов. Если каждое из реле, установленных вдоль линии, имеет временные задержки, зависящие от импеданса (расстояния), то реле, которое срабатывает первым, всегда будет тем реле, которое находится ближе всего к точке короткого замыкания.Это основная цель дистанционной защиты. В цепях с двусторонним питанием дистанционная защита является направленной.

Реле частоты

Частота снижается из-за перегрузки энергосистемы, а увеличение частоты свидетельствует о превышении мощности. Избыток мощности возникает в системе, когда одна или несколько сильно загруженных линий внезапно отключаются. Избыточная мощность направляется на другие линии, вызывая опасные перетоки мощности, которые могут привести к выходу из строя энергосистемы. Вот почему так важно контролировать частоту напряжения.Как и все остальные параметры электрических цепей, частота регулируется специальными реле.

Реле поляризованные

Поляризованное реле представляет собой разновидность электромагнитного реле постоянного тока (DC) с дополнительным источником постоянного магнитного поля, воздействующего на якорь реле. Этот дополнительный источник магнитного поля (называемый «поляризационным») обычно выполнен в виде постоянного магнита.

Реле микропроцессорные

Реле на основе микропроцессора — это небольшой компьютер, в котором выходные цепи согласованы по параметрам с внешними трансформаторами тока и напряжения, с программой, хранящейся в памяти, позволяющей обрабатывать входные сигналы таким образом, чтобы срабатывание того или иного типа защиты реле можно моделировать.С помощью базового универсального микропроцессора можно создать любое реле, просто внося определенные изменения в программу, по крайней мере, так было на начальном этапе развития микропроцессорной техники.

Реле последовательности

Реле последовательности иногда называют генератором, шаговым, пошаговым, триггерным или импульсным реле. Реле имеет возможность открывать и закрывать свои контакты в заданной последовательности. Все реле последовательности используют храповой механизм или механизм захвата, чтобы заставить их контакты изменять состояние путем повторяющихся импульсов на одну катушку.Обычно, но не всегда, один импульс замыкает набор контактов, следующий — размыкает их и так далее, взад и вперед.

Реле поворотное

Роторные или моторные реле — это реле, в которых поступательное движение якоря и контактов заменено вращательным движением. По сути, это стандартный многоконтактный роторный переключатель с электромагнитным приводом вместо ручного.

Реле с подвижной катушкой

Реле

этого типа имеют довольно необычную внешнюю конструкцию, иногда напоминающую вакуумную лампу или измерительный прибор.Естественно, что такое реле напоминает измерительный прибор, потому что, по сути, это высокочувствительный измерительный механизм с очень чувствительными контактами. Функционирование этого устройства основано на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита с током в обмотке. Обмотка намотана на легкую алюминиевую бобину прямоугольной формы (рамку), помещенную в зазор между постоянным магнитом и сердечником.

Сигнальные реле цели

Реле сигнализатора (целевое реле, сигнальное реле, флаговое реле) — это устройство с неавтоматическим сбросом, которое дает ряд отдельных визуальных индикаций функций защитных устройств и которое также может быть выполнено с возможностью выполнения функции блокировки.Другими словами, целевые реле используются в системах релейной защиты и автоматики как индикатор срабатывания других реле.

Реле проблесковых маячков

Реле проблесковых маячков (или проблесковых маячков) используются для создания проблескового света сигнальных ламп, которые из-за этого мигания привлекают больше внимания, чем постоянно включенные лампы. Такие реле широко используются для управления одиночными сигнальными лампами и в составе многоклапанных сигнальных щитов.

Реле Бухгольца

Реле Бухгольца

используется для защиты оборудования, погруженного в жидкости, путем контроля аномального потока или его отсутствия или аномального образования газа оборудованием (большинство неисправностей в маслонаполненном силовом трансформаторе сопровождаются образованием газа).Эти реле обычно используются в трансформаторах с расширительными баками. Они собирают газ, который постепенно выделяется из-за небольших внутренних проблем, таких как плохие соединения, небольшие дуги и т. Д., До тех пор, пока объем газа не приведёт в действие выключатель, который затем подаст сигнал тревоги. Затем газ можно собрать и проанализировать, чтобы определить природу проблемы.

Реле безопасности

Электрические реле содержат множество деталей, которые подвержены динамическому, электрическому или термическому износу. Есть много приложений, где безопасность очень важна, и важно использовать электрическое оборудование, гарантирующее, что опасное движение машины не может произойти при обнаружении неисправности с помощью подвижных контактов реле во время цикла, в котором указывается неисправность.Для обеспечения безопасной работы, особенно в случае отказа, в цепи устройств безопасности встроены соответствующие средства управления. Реле безопасности с контактами принудительного управления играют решающую роль в предотвращении несчастных случаев в машинах и системах.

Реле замыкания на землю

Реле замыкания на землю — это устройство, которое предназначено для отключения подачи электроэнергии в случае протекания тока на землю. Таким образом, он может обеспечить защиту от опасного поражения электрическим током в ситуациях, когда человек вступает в контакт с находящейся под напряжением электрической цепью и обеспечивает путь к земле.Типичными примерами этого являются использование неисправных электрических проводов и неисправных приборов.

Реле контроля

Основное назначение таких реле — постоянный контроль исправности важных узлов (или важных электрических параметров мощности, подаваемой на такие блоки). Катушки отключения и питание высоковольтных выключателей в электрических сетях; схемы питания датчиков систем пожарной сигнализации; чередование фаз и потери фаз в питании электродвигателей; уровень изоляции электрооборудования и др., забота о таких единицах и параметрах. Реле контроля также обнаруживают прерывания, слишком высокое сопротивление, вызванное гальванически плохим соединением, повышенное сопротивление передачи в контактах, сварку управляющего контакта, пропадание управляющего напряжения и пропадание напряжения в самом реле.

Твердотельные реле

Это электронное реле, спроектированное как одиночный твердотельный модуль, отлитый из эпоксидной смолы (обычно с оптической связью). Он используется в приложениях с быстрым переключением.

Реле коэффициента мощности

Реле, которое срабатывает, когда коэффициент мощности в цепи переменного тока поднимается выше или опускается ниже заданного значения.Он используется в приложениях коррекции коэффициента мощности.

Продолжить чтение

Как использовать реле в реальных приложениях?

В этой статье представлены четыре простых приложения, которые могут помочь понять управление устройствами постоянного / переменного тока для разработки реальных приложений.

Очень часто новые и инновационные проекты в конечном итоге остаются только академическими проектами, потому что никто не может реализовать идеи в виде реальных приложений. Реальные приложения — это те приложения, которые можно использовать в повседневной жизни без каких-либо модификаций или с очень небольшими изменениями в проектах.

По сути, проекты состоят из трех фаз. Первый этап включает создание системы, которая обрабатывает; второй этап проверяет систему с помощью простых датчиков и исполнительных механизмов, а заключительный этап охватывает систему с использованием реальных датчиков и исполнительных механизмов.

Рис. 1 дает представление о трех фазах управления вентилятором. На фазе I датчик температуры выдает небольшое количество постоянного напряжения, которое преобразуется в цифровое число для принятия решения посредством кодирования.

В фазе II эти решения управляют простыми исполнительными механизмами, такими как вентилятор постоянного тока, обычно работающий от 5 В.

В фазе III завершено и продемонстрировано управление устройствами постоянного / переменного тока с более высоким напряжением, такими как потолочный вентилятор, с помощью микроконтроллера (MCU) или микропроцессора. Большинство людей находят этот этап утомительным. Знания о реле, которые используются в большинстве реальных приложений, от бытовой техники до авиации, помогают в создании впечатляющих проектов.

Реле — это переключатели, которые управляют одной цепью через другую без физического контакта. Как правило, они управляют мощными устройствами посредством сигналов малой мощности.В этой статье представлены четыре простых приложения, которые могут помочь в понимании управления устройствами постоянного / переменного тока для разработки реальных приложений.

Реле

работают на электромагнитных, язычковых или полупроводниковых принципах. Реле с электромагнитным управлением приводят в действие механический переключатель, переводя рычаг из одного положения в другое.

В реле

с полупроводниковым управлением используются светодиоды, фотодиоды, тиристоры и тиристоры для включения / выключения цепи.

Рис. 1: Фазы в управлении скоростью вращения вентилятора В герконовых реле

используются провода из ферромагнитного материала, приводимые в действие магнитным полем.В таблице показаны различия между этими реле.

Электромагнитные реле, хотя и громоздкие и медленные, чрезвычайно универсальны и экономичны. На рис.2 представлены однофазные однополюсные (SPST), однополюсные двухходовые (SPDT), двухполюсные одноходовые (DPST) и двухполюсные двухходовые (DPDT) реле как различные категории электромагнитных реле. исходя из количества бросков и шестов.

Рис. 2: Базовая классификация электромагнитных реле

На рис. 3 электромагнитное реле SPDT используется для объяснения концепций хода, полюса, нормально разомкнутого (NO) и нормально замкнутого (NC).Количество внешних контуров, которыми можно управлять, составляет полюса, а количество соединительных узлов — броски.

Рис. 3: Визуализация шеста и броска, концепции NO-NC Рис. 4: Управление сигналами светофора

Переход происходит между NC и NO. Точка, с которой рычаг соединен в исходном положении (без сигнала возбуждения), является нормально закрытым, а не подключенным — нормально закрытым. При отсутствии сигнала возбуждения цепь (полюс) вместе с NC образует замкнутую внешнюю цепь, а с NO — открытую внешнюю цепь.

Рис. 5: Регулирование настольного вентилятора по температуре Рис. 6: Точное земледелие Рис. 7: UGV для нечеловеческой среды

Теперь давайте поговорим об использовании вышеупомянутых электромагнитных реле для достижения различных схемных операций в четырех приложениях. Вы можете импровизировать и вводить новшества в зависимости от требований вашего приложения. Это возможно благодаря универсальности электромагнитных реле, которые подходят для любой цепи. Arduino Uno — очень известная, экономичная и простая плата для разработки.

Приложение 1: Интеллектуальное управление светофорами (с помощью реле SPST)

Контроль светофоров может осуществляться по данным, полученным с датчиков вибрации на перекрестках. Реле SPST действуют как простые переключатели для управления красно-желто-зелеными сигналами, которые работают от более высокого источника питания.

Приложение 2: Температурное управление вентилятором стола (с помощью реле SPDT)

Приложение 2 показывает, как управлять скоростью вентилятора стола, работающего от источника переменного тока 230 В.Скорость двигателей постоянного тока или вентиляторов можно регулировать с помощью простого потенциометра или сигналов с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Для эквивалентов переменного тока управление может осуществляться с помощью силовых резисторов или силовых полупроводниковых устройств.

Силовой резистор выдерживает номинальную мощность на нем. Сопротивление на показанном силовом резисторе варьируется от 120 Ом до 60 Ом до 0 Ом, слева направо с фиксированным крайним правым контактом. В зависимости от температуры, реле SPDT может быть включено, чтобы обеспечить сопротивление в цепи 120 или 60 Ом, что приведет к разной скорости вращения вентилятора.

Приложение 3: Точное земледелие (с использованием реле DPST)

Приложение 3 показывает, как поливать поле в зависимости от содержания воды в почве. Arduino определяет количество времени и, следовательно, количество воды, которое нужно перекачивать в поле, с помощью реле DPST. Параллельно звучит сирена, сигнализирующая о включении насоса. Это приложение помогает экономить воду.

Приложение 4: Беспилотный наземный аппарат для нечеловеческих условий (с использованием реле DPDT)

Приложение

Application 4 объясняет, как управлять простым беспилотным наземным транспортным средством (UGV), которое движется вперед и назад в зависимости от ввода.Направление вращения двигателя постоянного тока регулируется путем чередования полярностей входного напряжения. Такой датчик, как ультразвуковой, наблюдает за препятствиями и решает, двигаться вперед или назад. На рис. 7 показано реле DPDT с двумя переключателями, управляемыми одним сигналом возбуждения. Для двигателя требуются переключатели с полярностью 12 В. Соответственно меняется направление движения МПА.

Эти приложения указывают на жизнеспособные методы использования реле для создания реальных приложений.Реле, электромагнитные, герконовые или твердотельные, выполняют одну и ту же операцию, то есть переключаются. Электромагнитные реле легко применимы для любых напряжений или любых устройств и, следовательно, должны помочь людям в успешной демонстрации проектов для экологических, медицинских, военных, сельскохозяйственных, социальных, автомобильных, авиационных и других приложений.

---

Виджайкумар Саджанар, доцент кафедры электроники и связи, BLDEA’s CET, Виджаяпур, Карнатака

Раджиндеркумар М.