Что такое реле: виды, применение, устройство

Реле – это электрический выключатель, который разъединяет или соединяет цепь при создании определенных условий. Различаются реле по конструкционным особенностям и по типу поступающего сигнала. Электрические устройства наиболее востребованы и широко применяются во всех отраслях промышленности и обслуживающей сферы.

Применение и принцип действия

Реле — это электромагнитное переключающее устройство, регулирующее работу управляемых объектов при поступлении необходимого значения сигнала. Электрическая цепь, которую регулируют при помощи реле, называют управляемой, а цепь, по которой идет сигнал к устройству называется управляющей.

Реле выступает, своего рода, усилителем сигнала, т.е. при помощи небольшой подачи электричества на это устройство, замыкается более мощная цепь. Различают реле, работающие от постоянного тока и переменного. Устройство переменного тока срабатывает при прохождении входного сигнала определенной частоты. Реле постоянного тока могут приходить в рабочее состояние при одностороннем протекании тока (поляризованные), и при движении электричества в двух направлениях (нейтральные).

Устройство реле

Наиболее простая схема устройства реле состоит из якоря, магнитов и соединяющих элементов. При подачи тока на электромагнит, он замыкает якорь с контактом, в результате чего цепь замыкается. Когда ток становится меньше определенной величины, якорь под действием давящей силы пружины возвращается в первоначальное положение и цепь размыкается. На ряду с основными элементами, в состав реле могут входить резисторы для более точной работы устройства и конденсаторы, обеспечивающие защиту от искрения и скачков напряжения.

Устройство электромагнитных реле

Электромагнитное реле включается под действием электрического тока, поступающего на обмотку. На рисунке изображен принцип работы клапанного реле. Когда достигается нужная величина силы тока, в системе возникает электромагнитная сила, которая притягивает якорь (3) к поверхности ярма(1), при чем пружина (2) под действием электромагнитного поля прогибается. Вместе с якорем движется контакт (4) и давит на контакт внешней цепи (5), который при достижении определенной силы соприкасается с другим проводником (6).

После замыкания цепи срабатывает управляемый элемент (7), который производит определенное действие. Исходное положение может быть разомкнутым, как в данном примере, так и замкнутым. В последнем случае управляемый элемент выключается, при достижении определенного значения поступающего тока.

Когда силы тока становится недостаточно, чтобы удерживать якорь в нижнем положении, когда контакты 5 и 6 соприкасаются, пружина отводит якорь и размыкает цепь. Управляющее устройство перестает снабжаться электричеством и прекращает свою работу.

Большинство электромагнитных реле снабжаются не одной парой контактов, как в приведенном примере, а несколькими. В этом случае можно управлять одновременно многочисленными электрическими цепями.

Назначение

Реле широко применяются во многих областях и сферах. Эти устройства имеют сложную классификацию, попробуем для наглядности их поделить на несколько групп:

1. Подразделяются по области применения на:
   • Управления электрических систем
   • Защита систем
   • Автоматизация систем
2. В зависимости от принципа действия подразделяются:
   • Электромагнитные
   • Магнитолектические
   • Тепловые
   • Индукционные
   • Полупроводниковые
3. От вида поступающего параметра, реле делятся на:
   • Тока
   • Мощности
   • Частоты
   • Напряжения
4. По принципу воздействия на управляющую часть:
   • Контактные
   • Безконтактные

Требования к реле

К различным видам реле предъявляются различные требования. Например, электромагнитные устройства должны обладать высокой надежностью, чувствительностью, быстродействием и селективностью.

Селективность – это способность реле реагировать на изменения параметров в выборочном порядке. Например, при возникновении аварийных ситуаций, отключать только поврежденные участки системы, оставляя в полной рабочей способности действующие элементы.

Электрические реле, описание.

Энциклопедии и технические словари определяют реле (англ. Relay — смена, эстафета; франц. relais, от relayer – сменять, заменять) как устройство для автоматической коммутации электрических цепей по сигналу извне. Любое релейное устройство, как и реле для коммутации электрических цепей, состоит из релейного элемента (с двумя состояниями устойчивого равновесия) и группы электрических контактов, которые замыкаются (или размыкаются) при изменении состояния релейного элемента.

     Реле широко применяются в устройствах автоматического управления, контроля, сигнализации, защиты, коммутации и т.д. Наиболее распространены коммутационные реле, реле давления, перемещения, расхода, реле времени, защитные реле. 
    Таким образом, реле как любой элемент технического устройства может быть представлен в виде конструктивного элемента по преобразованию энергии Х, поступившей на вход, в энергию Y на выходе элемента. Задача, решаемая таким элементом, определяется характером функциональной зависимости между выходной и входной величинами: Y = f (X). В этой связи элементы могут подразделяться на датчики, усилители, стабилизаторы, двигатели, реле и др. 

    Релейный элемент – простейшее переключательное устройство с двумя (или больше) состояниями устойчивого равновесия, каждое из которых может скачком сменяться другим под влиянием внешнего воздействия (например, изменения температуры, давления, электрического напряжения, освещенности, силы звука). Уровень воздействия, при котором изменяется состояние релейного элемента, называется порогом срабатывания.     Физическое явление, используемое в релейном элементе, определяет его принцип действия, конструкцию и основные характеристики. В зависимости от физической природы воздействия различают электрические, механические, тепловые, оптические, магнитные и акустические релейные элементы; наиболее распространены электрические релейные элементы. Часто для восприятия воздействия неэлектрических величин релейные элементы дополняются измерительными преобразователями соответствующих величин. В конструкции релейного элемента можно выделить воспринимающий орган, который реагирует на внешнее воздействие, исполнительный орган – для передачи воздействий от релейного элемента вовне и промежуточный – перерабатывающий и передающий воздействия от воспринимающих органов к исполнительным.
    В общем виде релейный элемент представляет собой техническое устройство, в котором при определенном значении (даже плавно измененяемой) входной величины энергии сигнала выходная величина энергии (даже может быть и другого вида) принимает скачкообразно фиксированное число значений. Здесь имеется ввиду скачкообразное изменение Y не во времени, а в зависимости от величины Х. Такая зависимость Y = f (X) имеет форму петли (кусочно-линейная функция) и называется релейной характеристикой. 
    Реле времени – устройство, контакты которого замыкаются (или размыкаются) с некоторой временной задержкой после получения управляющего сигнала. Задержку можно регулировать произвольно, влияя на скорость изменения физической величины, воздействующей на релейных элемент реле времени от момента поступления сигнала до достижения порога срабатывания. В электрических реле времени используются различные схемы задержки, основанные на замедлении нарастания или убывания силы тока (напряжения) в электрических цепях, содержащих конденсаторы, индуктивные катушки и резисторы; применяются также реле времени, основанные на счетчиках импульсов. В термических реле времени используются тепловые процессы в телах, нагреваемых электрическим током (например, деформация биметаллических пластин). В пневматических реле времени задержка создается изменением скорости истечения газа (воздуха) из резервуара. Время срабатывания реле времени от нескольких миллисекунд до нескольких часов.
 
    В общем случае срабатывание любого реле происходит с некоторой временной задержкой после получения управляющего сигнала. Однако существует специальный класс релейных устройств – реле времени, у которых задержку срабатывания (от нескольких миллисекунд до нескольких часов) можно регулировать.
  В зависимости от выполняемой задачи на выходе релейного элемента он может быть коммутационным и не коммутационным (шаговый электродвигатель, электрозвонок и т.д.).
    Реле, как коммутационное устройство (КУ), относится к группе автоматических коммутационных устройств (АКУ), управляемых дистанционно.
  Непосредственно человеком управляются неавтоматические КУ: электрические кнопки, тумблеры, клавиатуры; водяные или воздушные клапаны и т. д.

 
Современная классификация реле

    В зависимости от физической природы входного (управляющего) сигнала реле подразделяются на механические (сила, давление, скорость, ускорение), магнитные, тепловые, оптические, электрические (ток, напряжение, мощность, сопротивление).
    Электрические реле наиболее распространенный тип реле, широко применяемый в измерительной технике, телефонии и радиоэлектронной аппаратуре.
  В свою очередь электрические реле в зависимости от наличия или отсутствия механического перемещения в самом устройстве делятся на реле электромеханические и статические электрические (коммутационные с бесконтактным выходом: полупроводниковые, электронные, оптоэлектронные и т. д.).

  Электромеханические реле в зависимости от происходящих внутри реле явлений: могут быть электромагнитными, электротепловыми, электрогидродинамическими и т. п.
  Среди многообразия релейных устройств, применяемых в технике, электромагнитные реле, как и ранее, занимают ведущее положение.
 
  Классификация электромагнитных реле.
 
  Электромагнитные реле в современной технике могут рассматриваться как подкласс электромагнитных механизмов, имеющих подвижный якорь. Существуют нерелейные электромагнитные механизмы: шаговые устройства, вибраторы, муфты и т. п. Электромагнитные реле – релейные электромагнитные механизмы.
  К электромагнитным реле относятся традиционные реле с неподвижной обмоткой электромагнита и ферромагнитным якорем, а также магнитоэлектрические, электродинамические и индукционные электромагнитные реле. Некоторые типы электромагнитных реле не имеют самостоятельного якоря, функции которого выполняют магнитоуправляемые контактные детали (герконовые реле) или подвижный сердечник обмотки (плунжерный тип реле).
  Электромагнитные реле, как и другие электрические реле, по роду управляющего и коммутируемого тока могут быть постоянного и (или) переменного тока.
  Обычные конструкции контактной системы электромагнитных реле позволяют коммутировать как постоянный, так и переменный ток с частотами до сотен килогерц. Специальные конструкции контактной системы (согласованное волновое сопротивление ввода–вывода тока, уменьшенная паразитная емкость и т. п.) обеспечивают коммутацию высокочастотных сигналов до нескольких гигагерц.
  По чувствительности входного сигнала и величине коммутируемого тока электромагнитные реле подразделяют на сверхчувствительные (10-7 – 10-10 Вт) реле, регистрирующие сверхмалые токи, а также высоко- и нормально чувствительные слаботочные (10-6 – 25 А).
  Более мощные реле, коммутирующие токи более 50 А и напряжения более 1000 В, называются, соответственно, контакторами и высоковольтными реле.
  Слаботочные реле стали в настоящее время самостоятельным классом электрических реле, включающим в себя наиболее распространенные электромагнитные реле с подвижным якорем, герконовые реле, электротепловые и слаботочные реле времени. К классу слаботочных реле относят также и другие виды неэлектрических слаботочных реле, например, тепловые реле. Термины и определения для электрических реле даны в ГОСТ 16022 и ГОСТ 14312. ***

Бесконтактные реле | Электрические аппараты автоматического управления | Архивы

Страница 40 из 50

§ 9.4. БЕСКОНТАКТНЫЕ РЕЛЕ

Общие сведения

При автоматизации производственных процессов в самых разнообразных отраслях народного хозяйства для сигнализации, блокировки, автоматического и программного управления в настоящее время наиболее часто применяются устройства дискретного действия, характеризующиеся несколькими состояниями входов и выходов (чаще всего двумя).
Известным примером таких устройств является обычное электромеханическое реле, которое может иметь два состояния входа (наличие или отсутствие напряжения на катушке реле) и два состояния выхода (замкнутое или разомкнутое положение контактов).
Другими устройствами дискретного действия являются бесконтактные переключающие устройства. Они также имеют два состояния входов и выходов, но отличаются от электромеханических реле отсутствием электрических контактов, поэтому их обычно называют бесконтактными устройствами или бесконтактными элементами.
Основным условием успешной автоматизации производства является надежность всех элементов автоматического управления, особенно тех, в которых непрерывно происходит большое число срабатываний (переключений). С этой точки зрения бесконтактные элементы, из которых наиболее надежны магнитные, несомненно превосходят электромеханические реле.
Электромеханические реле имеют ограниченное число срабатываний, следовательно, срок службы их ограничен. Срок службы магнитных бесконтактных элементов, если не будет нарушена их механическая прочность, практически «не ограничен» и не зависит от числа совершенных ими переключений. Магнитные элементы практически «не нуждаются» в уходе, не требуют регулировки и наладки, обладают большим быстродействием. Ввиду этих преимуществ в последние годы появилась тенденция применять бесконтактные магнитные элементы в устройствах автоматического управления.
Бесконтактные реле — аппараты, работающие в релейном режиме без наличия контактов. Такие реле можно создать на базе магнитных усилителей. Выходные величины этих усилителей при определенных условиях могут изменяться скачкообразно.
Релейный режим получается за счет сильной положительной обратной связи. Реле, основанное на магнитных усилителях, называется магнитным реле.

Недостаток этих реле — невозможность полного разрыва цепи после срабатывания. В тех случаях, когда требуется обеспечить такой разрыв, бесконтактные применяются в сочетании с контактным реле.
Всякое магнитное реле характеризуется:

1. Максимальной мощностью — полезной мощностью, выделяемой в нагрузке при срабатывании реле.
2. Кратностью срабатывания — отношением токов

(9.25)
Коэффициентом возврата kB — отношением тока отпуска ;к -току срабатывания усилителя
(9.26)

1. Чувствительностью — минимальной мощностью, необходимой для срабатывания реле и определяемой выражением

(9.27)
где Ry — сопротивление обмотки управления МУ.

1. Мощностью срабатывания

(9.28)
которая связана с коэффициентом возврата
(9.29)

1. Коэффициентом усиления по мощности магнитного усилителя в релейном режиме

(9.30)

1. Временем срабатывания, т. е. временем, необходимым для нарастания тока нагрузки до 95% от установившегося значения.

Получение релейной характеристики магнитного усилителя

При определенном выборе параметров контура обратной связи характеристика «вход—выход» МУ может приобрести петлеобразную форму. Принципиальная схема магнитного усилителя с внешней обратной связью приведена на рис. 9.16.
Через обмотку обратной связи W0.с проходит выпрямленный переменный ток МУ /0.с. Здесь вся или часть выходной мощности МУ как бы снова поступает на его вход, производя дополнительное подмагничивание сердечника. Таким образом, на подмагничивание расходуется часть энергии от источника переменного тока, который, как правило, обладает большей мощностью, чем источник входного сигнала. Обмотка управления получает дополнительную функцию — регулирования степени подмагничивания со стороны обмотки обратной связи.
Считается, что обратный ток вентилей на схеме рис. 9.16 равен 0, тогда для «идеального» МУ при согласном включении обмотки управления и обмоткиобратной связи можно записать
Здесь /р — переменный ток, протекающий по рабочей катушке WПри отсутствии обратного тока вентилей /0.с=/р:

Коэффициент усиления по току для «идеального» МУ равен отношению токов рабочей обмотки и обмотки управления

где—коэффициент обратной связи;
(9.31)
Из полученного выражения видно, что при наличии обратной связи коэффициент усиления по току для МУ возрастает

враз, так как для МУ без обратной связи он равен

Этот результат получается при совпадении постоянных полей обмоток управления и обратной связи, т. е. при их согласном включении. Такой вид обратной связи называется положительной обратной связью и обеспечивает высокий коэффициент усиления.

Рис. 9.35
Анализируя выражение коэффициента усиления по току (9.31), приходим к такому выводу.
При /г0.с<1; £ι>1 имеет место недокомпенсированная обратная связь (рис. 9.35, а).
При &0.с=1; kr+oo имеет место компенсированная обратная связь (рис. 9.35, б).
При А0.с>1 £ι<0 будет перекомпенсированная обратная связь (рис. 9.35, в). Здесь кривая /=/(/у) на некотором участке имеет отрицательную кривизну (показано пунктиром). Этот участок соответствует «релейному режиму» магнитного усилителя.=f(Hy) (рис. 9.37), которая построена по характеристикам рис. 9.36 при различных значениях Ну.

На участке характеристики, где она имеет отрицательную кривизну, работа магнитного усилителя становится неустойчивой (рис. 9.37). В действительности получаются скачки, направление которых в зависимости от изменения Ну показано стрелками. Так получается релейная характеристика МУ

Контроллеры и реле электрических кранов

Рис. 3. Фиксирующий механизм контроллера:

1 — пружина; 2 — звездочка 3 — ролик.

Рис. 4. Разрез барабанного контроллера.
1 — кабельный наконечник; 2 — сегмент; 3 — сухарь; 4 — палец контроллера; 5 — пружина пальца.

На положении «спуск» двигатель включается по схеме «безопасного спуска». При этом обмотка возбуждения двигателя включается в сеть через добавочное сопротивление на всех положениях.

Контроллеры типа КТ — крановые трехфазные — применяются для трехфазных двигателей с фазовым ротором и имеют симметричную схему включения. На положении «спуск» возможно электрическое торможение в генераторном режиме. Схема их приведена на рис. 6.

Контроллеры типа КТ-2006 предназначены для пуска и реверсирования двигателей с короткозамкнутым ротором.

Контроллеры типа КТК по электрической схеме похожи на контроллеры типа КТ, но отличаются от них тем, что цепь статора двигателя переключается двумя электромагнитными контакторами, а не пальцами и сегментами контроллера.

Кулачковые контроллеры

При числе включений в час не более 240 и при больших мощностях двигателей применяются кулачковые контроллеры. В этих контроллерах на вал насажены профилированные кулачки, которые при повороте барабана нажимают на хвостовую часть подвижного контакта и осуществляют этим замыкание или размыкание его с неподвижным контактом.

Контакты кулачковых контроллеров могут быть двух видов: нормально замкнутые и нормально разомкнутые. Различные схемы электрических соединений в кулачковых контроллерах получают, устанавливая разное число контактов, кулачков и соединительных перемычек, сдвигая кулачки на разные углы по окружности.

Между отдельными контактами, так же как и в барабанных контроллерах, устанавливаются асбестоцементные перегородки. Искрогасительные катушки ставятся для каждой пары контактов отдельно. Управление кулачковыми контроллерами также производится с помощью рычага или маховичка.

Кулачковые контроллеры имеют конструкцию более массивную, и дугогашение у них более совершенно, чем у барабанных, поэтому они с успехом применяются при тяжелых условиях работы и больших мощностях двигателей.

Кулачковые контроллеры переменного тока выпускаются серий ККТ-60, НТ-50, НТ-60, НТ-100 и НТ-150 и предназначаются для управления асинхронными электродвигателями с фазовым ротором. Они имеют одинаковые схемы замыкания роторной цепи для обоих направлений вращения и применяются для двигателей подъема и передвижения.

Контроллеры постоянного тока серий НП-100 и НП-150, выполняемые с одинаковыми схемами замыкания для обоих направлений вращения, применяются обычно для электродвигателей механизмов горизонтального передвижения. Контроллеры постоянного тока этих же серий, но с неодинаковой схемой замыканйя для обоих направлений вращения, применяются для электродвигателей подъема. Все контроллеры изготовляются с кожухами или крышками для защиты от соприкосновения с токоведущими частями.

Магнитные контроллеры

Барабанный или кулачковый контроллер для управления двигателем большой мощности получился бы очень громоздким, требующим больших физических усилий для его вращения. Поэтому в этих случаях применяются магнитные контроллеры, как наиболее совершенные и не требующие больших усилий при работе с ними.

Магнитные контроллеры различаются по допускаемой мощности, по исполнению схемы и по количеству, электродвигателей, управляемых одним контроллером. Магнитные контроллеры серии П применяются для управления электродвигателями постоянного тока последовательного возбуждения, приводящими в действие крановые механизмы горизонтального передвижения (мост и тележки). Магнитные контроллеры серии ПС применяются для управления электродвигателями постоянного тока последовательного возбуждения, приводящими механизмы подъема.

Магнитные контроллеры переменного тока серий Т и ТС применяются для управления трехфазными асинхронными электродвигателями с фазовым ротором, приводящими соответственно механизмы горизонтального передвижения и механизмы подъема.

Магнитные контроллеры серии ДП, ДПС, ДТ и ДТС (дуплексные) имеют то же назначение, что и соответствующие магнитные контроллеры серий П, ПС, Т и ТС, но служат для управления двумя механически связанными электродвигателями.

Магнитные контроллеры состоят из контакторной панели и командоконтроллера.

Панели магнитных контроллеров имеют открытое- исполнение и состоят, в зависимости от схемы и величины, из одного, двух или трех вертикально расположенных блоков. Каждый блок состоит из нескольких изоляционных плит, укрепленных на двух вертикальных стойках из угловой стали. На плитах блоков установлены аппараты управления: контакторы, рубильники, реле и предохранители.

Соединения в главной цепи осуществлены посредством голых шин, а в цепи управления — изолированными проводами.

Провода главной цепи, подводимые к магнитному контроллеру, присоединяются непосредственно к зажимам аппаратов. Провода Цепей управления присоединяются к зажимам, укрепленным на вертикальных стойках. Все соединения сделаны с задней стороны панели.

Каждый магнитный контроллер снабжен устройством для мгно» венной защиты электродвигателя от чрезмерных перегрузок, которые могут быть вызваны неисправностями механизмов или электрооборудования. Катушки токовых реле перегрузки включены в цепь обоих полюсов питания двигателей постоянного тока и в две фазы цепи питания трехфазных электродвигателей. Разрывная мощность магнитного контроллера может оказаться недостаточной для разрыва тока короткого замыкания, поэтому крановая сеть должна быть защищена предохранителями или линейными автоматами. Защита проводов управления осуществляется плавкими предохранителями, установленными на панелях магнитного контроллера.

Магнитные контроллеры постоянного тока изготовляются на напряжение 220 и 440 б, магнитные контроллеры переменного тока на 220, 380 и 500 в. Все контроллеры переменного тока неавтоматические: контроль ускорения и торможения производится крановщиком.

В комплект магнитного контроллера входят: а) контакторная панель (рис. 7, б) командоконтроллер; в) комплект пускового и тормозного сопротивлений, собранных из стандартных ящиков сопротивлений.

При -наличии магнитного контроллера крановщик непосредственно управляет током не в главной цепи, а во вспомогательной, где ток имеет величину около 2 а. Командоаппарат (командоконтроллер) представляет собой кулачковый контроллер малых размеров (рис. 8). Ток, посылаемый по цепям управления с помощью командоаппарата, проходит по катушкам электромагнитных контакторов, которые управляют главным током.

Магнитный контроллер позволяет произвести большее число включений в час, так как не надо задерживать его рукоятку при переходе с одного положения на другое (выдержка времени производится автоматически).

Поскольку конструкция магнитного контроллера более надежна и с его помощью осуществляется защита двигателя от перегрузки, кран, оборудованный такими контроллерами, требует меньшей затраты средств на уход за ним и ремонт электрооборудования.

Основным аппаратом магнитного контроллера является контактор, т. е. выключатель, приводимый в действие электромагнитом. Контакторы выпускаются для работы как на постоянном, так и переменном токе.

Мощность, необходимая для питания электромагнита цепи управления, очень мала по сравнению с мощностью силовой цепи.

При включении тяговой катушки контактора к ней притягивается якорь и замыкаются или размыкаются контакты. Контакты, разомкнутые при невкЛЮченной катушке, называются нормально открытыми; контакты, замкнутые при невключенной катушке, называются нормально закрытыми. При включении катушки контактора нормально закрытый контакт размыкается, а нормально открытый контакт — замыкается. В одном контакторе может быть несколько силовых (главных) и вспомогательных контактов, которые называются блок-контактами, так как они используются чаще всего для блокировки.

Рис. 77. Контакторная панель: 1 — панель; 2—главный рубильник; 3—рубильник цепи управления; 4 — предохранитель цепи управления; 5 — контакторы статоров; 6 — контакторы сопротивлений; 7 —контактор противотока; 8 — реле блокировки; 9 — максимальное реле

При одной паре силовых контактов контактор называется однополюсным. Контакторы постоянного тока изготовляются главным образом однополюсными, контакторы переменного тока — Двух- и трехполюсными.

Втягивающие катушки контакторов постоянного тока изготовляются на напряжения 48, 110, 220 и 440 в, а контакторов переменного тока на напряжения 220, 380 и 500 в. Время срабатывания контактора зависит от его размеров и составляет при включении 0,1—0,4 сек, при отключении — 0,05—0,2 сек.

Контакторы постоянного тока допускают 1500 включений в час, переменного тока — 600 включений в час.

На рис. 9 показан контактор постоянного тока типа КПД завода «Динамо». Он состоит из П-образного ярма, якоря, втягивающей катушки, дугогасительной катушки, подвижного и неподвижного главных контактов, дугогасительной камеры из асбестоцемента и пружины.

Уменьшение износа контактов достигается так же, как и в контроллерах, путем применения дугогасящей катушки. Все основные детали контактора — контакты, катушки, камеры — взаимозаменяемы, монтируются с передней стороны панели без разборки всего контактора, и поэтому замена их не представляет сложности.

Рис. 8. Командоконтроллер: 1 — пружина; 2 — рычаг; 3 — ролики; 4 — контактный мостик; 5 — контакты; 6 — рукоятка; 7 — клеммы; 8 — впадины фиксатора; 9 — вал; 10 — кулачковая шайба

Главные контакты могут быть нормально открытыми и нормально закрытыми.

Блок-контакты, служащие для коммутации тока в цепях управления, выполняются также двух видов — нормально закрытые и нормально открытые.

Контакторы переменного тока изготовляются типов КТД и КТП для напряжения до 500 е; они имеют двух- и трехполюсное исполнение.

Магнитная система контакторов КТД (рис. 10) питается переменным током, а контакторов КТП — постоянным током.

Рис. 9. Однополюсный контактор постоянного тока типа КПД

Рис. 10. Трехполюсный контактор переменного тока типа КТД-2. 1 — искрогасительная камера; 2 — втягивающая катушка; 3 — траверса; 4 — гибкий проводник; 5 — блок-контакты; 6 — магнитопровод

Втягивающая катушка, питаемая переменным током, в момент включения потребляет ток примерно в 12—15 раз больше, чем при полностью притянутом якоре потому, что в этом случае магнитная система не замкнута, индуктивное сопротивление катушки не велико, а активное сопротивление катушек переменного тока всегда мало. Перегрев катушек будет иметь место и при неплотном касании якоря к ярму.

Реле

Реле представляет собою автоматически действующий аппарат, замыкающий или размыкающий свои контакты под действием электрических, магнитных, механических или тепловых импульсов.

Реле применяются для целей защиты электродвигателей от перегрузок, для контроля и управления работой того или иного электродвигателя или установки. По принципу действия различают электромагнитные, индукционные, тепловые, центробежные и другие реле.

По роду величин, на которые реагируют реле, различают реле напряжения, тока, температуры, скорости и др.

Кроме указанных реле в схемах защиты и управления применяются вспомогательные реле: промежуточные, сигнальные и реле времени, обеспечивающие выдержку времени в предусмотренных случаях.

Токовые реле имеются на каждом подъемном кране.

При защите двигателей, работающих в повторно-кратковременном режиме, ток срабатывания реле выбирается равным двух — трехкратным от номинального.

Максимальные токовые реле практически не защищают двигатели от перегрузки, они дают импульс на отключение только при коротких замыканиях или при некоторых повреждениях механизма.

Рассмотрим устройство и действие кранового максимального реле типа Р-4000, обычно применяемого для установки на крановых защитных панелях переменного тока (рис. 11).

Корпус реле состоит из П-образной скобы с двумя гильзами. Вокруг каждой гильзы намотана токовая катушка, включенная последовательно с одной фазой электродвигателя; таким образом, одно реле контролирует ток в двух фазах трехфазного двигателя, что вполне достаточно. Чем больше ток двигателя, тем меньше число витков катушки или ее номер. Внутри гильзы свободно перемещается в вертикальном направлении железный сердечник; нормально он занимает самое нижнее положение, но его можно регулировать с помощью винта.

Положение сердечника определяет уставку реле, что отмечается положением прорези относительно шкалы. При токе уставки (током уставки называется ток, при котором реле приходит в действие) подвижной сердечник поднимается вверх и толкает стержень, который выходит из отверстия в скобе и ударяет коромысло, размыкающее контакты. Положение контакта при срабатывании реле показано пунктиром.

Контакты реле размыкаются независимо от того, по какой катушке проходит ток перегрузки и остаются разомкнутыми, пока этот ток проходит. После прекращения тока перегрузки коромысло поворачивается под действием собственного веса, и контакты замыкаются.

Рис. 11. Реле типа Р-4000

Если тяговую катушку контактор’а включить через нормально закрытые контакты реле, то при перегрузке двигателя реле откроет свой контакт и отключит тяговую катушку, вследствие чего отключится контактор и двигатель остановится.

Реле времени служит для обеспечения правильной работы автоматических схем и срабатывания аппаратов управления в нужной последовательности и с соблюдением необходимых интервалов времени.

Действие применяемых в краностроении электромагнитных реле времени постоянного тока йсновано на том, что при отключении катушки магнитный поток в ней исчезает не сразу, а с некоторым запозданием. Если после отключения от сети, катушку замкнуть накоротко, то тогда время задержки якоря в притянутом состоянии будет еще больше. Время, прошедшее от замыкания катушки накоротко до переключения контактов реле, называется выдержкой времени. Для получения выдержки времени при разрыве цепи катушки реле на сердечник надевают медную гильзу, которая действует в момент отключения тока Как замкнутая накоротко катушка. Электромагнитные реле позволяют регулировать выдержку времени в пределах от 0,2 до 5 сек. Регулирование выдержки времени производится изменением толщины немагнитной прокладки между якорем реле и сердечником или изменением натяжения пружины, открывающей якорь при спадении магнитного потока.

Чем тоньше прокладка, тем дольше магнитный поток сохраняет свою величину, и тем больше будет выдержка времени. При сильно натянутой пружине якорь оторвется раньше, чем при слабо натянутой.

Электромагнитные реле времени применяются на кранах в цепях постоянного тока, например, при работе с грузоподъемными электромагнитами. Работа реле, применяемых в крановых схемах, будет рассмотрена при разборе схем.

Рекламные предложения:

Читать далее: Крановые сопротивления электрических кранов

Категория: — Мостовые электрические краны

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Китай Электрических Реле, Китай Электрических Реле список товаров на ru.Made-in-China.com

Цена FOB для Справки: 3,00-3,5 $ / шт.
MOQ: 1 000 шт.

• Теория: Термореле
• Применение: Реле автомобилей,Бытовая техника реле,Связь реле,Токарный станок Реле
• Фаза: 3
• Электричество Тип: Переменный ток
• Количество полюса: 3
• Нагрузка: Средняя мощность реле

• Поставщики с проверенными бизнес-лицензиями

  Поставщики, проверенные инспекционными службами

  Changan Group Co., Ltd.
• провинция: Zhejiang, China

устройство, типы, зачем нужно, описание работы

Реле – это переключатель. Причем не совсем обычный. Когда в подъезде лампочка загорается от звука шагов, это не волшебство, это работает реле. В этой статье расскажем о назначении реле и принципе его работы.

Существует очень много типов и классификаций реле. Но мы поговорим не только о них, но и о том, что такое реле и как оно работает. Поехали!

Что такое реле

Определение реле таково:

Реле – это электромагнитное коммутационное устройство, предназначенное для установки и разрыва соединений в электрических цепях. Реле срабатывает при скачкообразном изменении входной величины.

Говоря проще, когда входная величина меняется (ток, напряжение), реле замыкает или размыкает цепь. При этом в зависимости от типа реле входная величина не обязательно имеет электрическую природу.

Слово «реле» происходит от французского relay. Это понятие обозначало смену почтовых лошадей или передачу эстафеты.

Как работает реле?

Во-первых, вспомним Джозефа Генри, с именем которого связано понятие индуктивности. Провод, по которому течет ток, является магнитом. Если мы намотаем провод витками на сердечник, то получится катушка индуктивности.

Как катушка индуктивности ведет себя в цепи переменного тока? Если катушку включить в цепь, то фаза тока в цепи будет отставать от напряжения. Другими словами, при максимальном значении напряжения ток будет минимален и наоборот.

Это связано с тем, что когда катушка включена в цепь, в ней возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует росту основного тока через катушку.

Теперь вернемся к реле. Простейшее электромагнитное реле состоит из электромагнита (катушки), якоря и соединяющих элементов. При подаче электрического тока на катушку она притягивает якорь с контактом, который замыкает цепь.

Чтобы представить все это, посмотрим на рисунок:

Устройство и вид электромагнитного реле

Здесь 1 — катушка, 2 — якорь, 3 — коммутационные контакты.

Реле имеет две цепи: управляющую и управляемую. Управляющая цепь – это цепь, через которую ток подается на катушку. Управляемая – цепь, которую и замыкает якорь при срабатывании реле.

Таким образом, реле позволяет контролировать большие токи в управляемой цепи при помощи слаботочной управляющей цепи.

На каждом реле есть обозначения контактов управляемой и управляющей цепи. Также на корпусе изделия указаны значения тока и напряжения, на которые рассчитано реле.

Обозначения на корпусе реле

Электромагнитное реле, рассмотренное выше, не работает мгновенно. После подачи тока на катушку должно пройти какое-то время, и лишь потом реле сработает. Это связано с таким явлением, как гистерезис. Гистерезис переводится с латинского как отставание или запаздывание.

Мы уже говорили про ЭДС самоиндукции, возникающую в катушке. Когда реле включается в цепь, в катушке начинает течь ток, но сила тока нарастает постепенно. Нарастание тока в катушке можно представить в виде петли гистерезиса. Когда нужное значение силы тока достигнуто, реле срабатывает.

По этой причине реле не используются в самой быстродействующей аппаратуре, где время срабатывания должно быть сведено практически к нулю.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Типы реле

В зависимости от входной величины, на которую реагирует реле, бывают:

• реле тока;
• реле напряжения;
• реле частоты;
• реле мощности.

Также в зависимости от принципа действия различают:

• электромагнитные реле;
• магнитоэлектрические реле;
• тепловые реле;
• индукционные реле;
• полупроводниковые реле.

Применение реле

В основном реле применяются для защиты силовой аппаратуры от перенапряжений, в электронике автомобилей. Реле также присутствуют во многих бытовых приборах. В чайнике используется тепловое реле. В каждом холодильнике есть пусковое реле.

Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году. Первые реле нашли свое предназначение в телеграфии.

Например, логично предположить, что реле тока служит для контроля силы тока в цепи.

Так, при перегрузках на электродвигателе включается реле тока, которое своими контактами включает реле времени. По прошествии допустимого времени работы двигателя в режиме перегрузки реле времени разрывает цепь.

Блок реле тока

Конечно, сначала все это может показаться сложным и запутанным. Однако если начать разбираться и приложить немного усилий, вы в скором времени сами сможете не только рассказать про устройство и принцип действия реле, но и успешно заняться его подключением. А в будущем, возможно, стать специалистом по релейной защите.

Когда есть студенческий сервис, специалисты которого готовы оказать помощь в любое время, больше не нужно бояться трудных предметов и строгих преподавателей.

Напоследок видео, в котором подробно, наглядно и просто рассказывается о том, как работает реле:

Реле Переменного Тока: Особенности Работы, Разновидности

Реле переменного тока твердотельное

Схемотехника различных электрических и электро-механических устройств предполагает наличие элемента, который должен в определенный момент времени включать и отключать подачу электрического тока. Если говорить техническим языком, то релейный элемент – это устройство с несколькими состояниями равновесия, каждое из которых может быть сменено на другое при определенных внешних воздействиях или направленном управлении.

Реле переменного тока – прибор для коммутации в автоматическом режиме для электрических цепей по управляющему сигналу. Помимо этого эти устройства могут дополнительно выступать в роли усилителей, элементами управления  к электродвигателям и исполнительным устройствам.

Основные рабочие характеристики

Промышленное реле на 24В

Итак, реле переменного тока является промежуточным элементом, который приводит в действие управляемую электрическую цепь.

Для этого устройства характерны следующие параметры:

• Мощность срабатывания (Р ср – измеряется в Ваттах) – ток минимальной мощности, который должен подаваться на реле для его нормальной активации. Номинально этот параметр подбирается согласно общим конструктивным и электрическим параметрам реле.
• Мощность управления (Р упр – измеряется в Ваттах) – максимальная мощность тока, которую способно передать реле в коммутируемой сети. Данное значение определяется параметрами рабочих контактов реле.

Совет! Не сложно догадаться, что при выборе реле для сети ориентируются на названные параметры, которые для определенных конструкций являются постоянными.

• Время срабатывания (Т ср – измеряется в секундах) – разница во времени от момента поступления сигнала на управляющий контакт до смыкания или размыкания контактов.
• Допустимая разрывная мощность (Р р – измеряется в Ваттах) – этот параметр можно встретить в сильноточных реле. Он обозначает мощность при определенном токе, которая при разрыве не позволит создать устойчивую электрическую дугу.

Как работает реле

Диаграмма работы реле во времени

Для управляющей цепи и самого реле характерна некоторая инертность, из-за чего входной ток на реле растет и убывает не мгновенно, а изменяется в некоторых пределах в течение времени, что прекрасно видно на показанной выше схеме, из которой так же понятно, что рабочий цикл состоит из трех этапов:

• Срабатывание;
• Работа;
• Возврат.

Давайте в качестве примера, для понимания основных принципов возьмем электромагнитное реле постоянного тока.

Назад в будущее: реле из 1983 года

• Внутри такого реле имеется катушка индуктивности, благодаря которой и происходит постепенное изменение параметров тока. Сама же работа реле для каждого этапа складывается из определенных временных отрезков.
• Срабатывание – имеет два таких интервала: время трогания (tтр) и время на движение якоря(tдв). То есть Т ср = tтр+tдв – все просто.
• Работа – также два участка, которые обозначены на временной линии отрезками АВ и ВС. На первом этапе ток продолжает еще какое-то время расти, пока не будет достигнуто установленное значение, что позволяет обеспечить надежное притяжение между якорем и сердечником, препятствующим вибрации якоря. На втором участке никаких изменений величины тока не происходит.
• Возврат – аналогично, 2 участка. На первом происходит отпускание реле, а на втором – возврат в исходное состояние. На протяжении всего периода сила тока падает.

Трехфазное реле переменного тока

Прочие характеристики

Помимо перечисленного, у реле разных типов в ходу следующие параметры:

• Коэффициент возврата (Kb) – отношение отпускающего тока к срабатывающему. Обычно данное значение варьируется от 0,4 до 0,8. Рассчитывается по формуле: Iот/Iср < 1.
• Коэффициент запаса (К зап) – это отношение тока установившегося (I уст), то есть максимального  к току срабатывания. Это значение  показывает, насколько надежен выбранный прибор.
• Последний параметр называется коэффициентом управления (К упр) и представлен отношением мощности управления к мощности срабатывания. То есть если реле используется как усилитель, то мы видим коэффициент этого усиления.

Разновидности электрических реле

Реле контроля изоляции переменного тока следит за уровнем сопротивления изоляции

Все реле можно разделить по нескольким признакам, и делят их:

• По назначению – тут можно встретить варианты предназначенные для защиты, управления или сигнализации.

• По принципу действия. Тут список будет куда шире: электромагнитные нейтральные; электромеханические; поляризованные электромагнитные; магнитоэлектрические; индукционные, электротермические; электродинамические; бесконтактные магнитные; фотоэлектронные и электронные, а также другие.

Реле времени переменного тока

• Делят также эти устройства по замеряемым величинам. Замеряться может электрический ток – его мощность, частота, сопротивление, напряжение, сила, коэффициент мощности. Слежение может происходить и за механическими параметрами: объем, сила, давление, скорость, уровень и прочее. Физическими величинами – температура. Временем.
• Естественно, разные устройства рассчитаны на отличающуюся мощность управления. Тут представлено три типа: малой мощности – приборы до 1 Вт; средней – от 1 до 10 Вт; высокой мощности – все, что выше 10 Вт.
• Важным параметром, характеризующим разные модели является время срабатывания прибора. Тут представлено 4 категории: самые быстрые безынерционные модели, чье время на срабатывание составляет меньше 0,001 секунды; далее идут быстродействующие – от 0,001 до 0,05 секунды; замедленные – от 0,15 до 1 секунды; реле времени, которым требуется больше 1 секунды.

Наибольшее распространение получили электромеханические реле, в которых при подаче управляющего тока происходит перемещение подвижной части, называемой якорем, в результате чего происходит замыкание управляемой цепи.

Электромагнитные реле

Электромагнитное реле

Данный тип реле делится на два вида – постоянного и переменного тока. Давайте сначала немного побеседуем про первый тип, который бывает нейтральным или поляризованным.

• Суть первого варианта заключается в том, что устройство одинаково реагирует на протекающий ток на его обмотке в разных направлениях, а это значит, что усилие на якоре никак не зависит от направления тока.
• Эти устройства разделяются еще на два типа, в зависимости от движения, которое совершает якорь. Существуют механизмы с угловым движением и втяжным.

Данное втягивающее реле можно встретить на стартере автомобиля ВАЗ 2110

• Принцип работы устройства предельно прост. При отсутствии управляющего тока якорь отстоит от сердечника на максимальном расстоянии и удерживается в таком положении за счет пружины возврата. В это время на реле будут сомкнуты размыкающие контакты и разомкнуты замыкающие.
• В момент, когда подается ток в обмотку, он проходит через сердечник, якорь, ярмо и воздушный зазор, при этом создается магнитное усилие, которое притягивает якорь к сердечнику, преодолевая сопротивление пружины.
• Якорь взаимодействует с колодкой, из-за чего замыкающие контакты смыкаются, а размыкающие, соответственно, разъединяются.

Принцип работы реле

Конструкция реле и тип применяемых контактов будут отличаться в зависимости от токов, на работу с которыми оно рассчитано. В случае маломощных устройств (связи, сигнализации, телемеханики) применяются контакты малой мощности, изготавливаемые из нейзильбера с контактными площадками (наклепанными) из вольфрама или серебра или фосфоритной бронзы.

Наклепки на контактах также могут быть изготовлены из золота, платины, палладия и прочих сплавов, их форма плоская или плоская цилиндрическая.

Контактное реле для автомобиля

В случае средних токов от 0,5 до 5 Ампер ставят контакты из тугоплавких металлов и их сплавов, например, платина-иридий, вольфрам, золото-палладий и прочие.

Беспроводное реле на 16 Ампер

Когда предполагается работа с большими токами, контакты делают медными или из механических смесей, изготавливаемых методом спекания порошков (металлокерамика).

Механическая и тяговая характеристики устройств

За время срабатывания реле меняется длина на воздушном зазоре, а значит, меняется и электромагнитное воздействие на якорь. Данная зависимость называется тяговой характеристикой и выражается формулой: Fэ = f(d).

Тяговая характеристика на диаграмме

Если не брать в расчет сопротивление элементов магнитопровода, изготовленных из стали, то тяговая характеристика должна, по идее, иметь форму гиперболы, однако магнитное сопротивление на воздушном зазоре Rмd при его уменьшении также снижается и сравнивается с сопротивлением магнитопровода Rмст. Исходя из этого, магнитное усилие не может быть больше, чем некая максимальная величина Fэ max. Не противоречит логике, что при самом большом значении воздушного зазора Fэ будет минимальным.

Когда отключается питание обмотки реле, на магнитопроводе остается намагничивание, из-за которого якорь может залипнуть. Чтобы избавиться от этого эффекта применят штифт из немагнитного материала.

Механическая характеристика реле

• Фактически, работа реле заключается в соединении и разъединении контактов, которых может быть 2 и намного больше. Во время перемещения якоря происходит рост силы упругости возвратной и контактных пружин. Эти силы будут иметь разное значение в зависимости от положения якоря и величины воздушного зазора. Данная зависимость носит название механической характеристики реле.
• Во время запуска реле, якорь первым преодолевает сопротивление возвратной пружины – на графике выше это усилие отмечено участком ab.
• На следующем участке bc отмечено усилие на ход до первой контактной пружины. Участок cd – преодоление совместного сопротивления двух пружин.
• Логично предположить, что тяговая характеристика у нормально работающего реле должна быть выше механической.

Интересно знать! В мощных устройствах процесс разъединения протекает намного сложнее первичного коммутирования, так как возникшая электродвижущая сила стремиться удержать значение текущего в управляемой цепи тока. В итоге в момент разъединения может образовываться искрение, а то и вовсе дуговой разряд, очень вредный для контактов реле.

Для того чтобы нейтрализовать описанный эффект используется либо увеличение активного сопротивления, либо специальные конструкции приборов.

Реле поляризованного типа

На фото — электромагнитное поляризованное реле

Работа таких устройств от описанных до этого отличается тем, что направление в котором действует электромагнитная сила меняется в зависимости от полярности тока, подаваемого на обмотку. Данный принцип реализуется посредством постоянного магнита. Подобных реле на рынке представлено великое множество, но все они делятся на мостовые и дифференциальные.

Также их можно разделить на три типа по настройке контактов:

• Двухпозиционные модели;
• Двухпозиционные с преобладанием вправо или влево;
• Трехпозиционные, имеющие зону нечувствительности.

Принцип действия двухпозиционного поляризованного реле

По представленной схеме можно понять, как работают такие реле:

• С разных сторон на сердечнике намотаны две катушки, обозначенные как 1.
• При подключении они создают устойчивое магнитное поле (Fэ) в ярме (2).
• Постоянный магнит (3) также имеет магнитное поле Ф0(п).
• В момент, когда якорь находится в центральном (нейтральном) положении ток на катушки не подается, и магнитный поток от постоянного магнита разбивается на 2 одинаковые части (Ф01 и Ф02), а значит, тяговая сила будет отсутствовать.
• Как только на обмотку подается питание, образующееся магнитное поле на ярме начнет выдавать результирующее поле, прибавляясь или отнимаясь от Ф01 и Ф02, в зависимости от полярности питания.
• Как только одно поле начинает преобладать над другим, возрастает тяговая сила, а значит, якорь начинает движение влево или вправо.

К неоспоримым достоинствам таких реле можно отнести высокую чувствительность, быстрое срабатывание, высокий коэффициент управления. К недостаткам относятся, разве что, большие габариты, сложная конструкция и цена.

Реле электромагнитные переменного тока

Оптореле переменного тока

Реле электромагнитные переменного тока, как несложно догадаться, отличается от постоянных моделей тем, что могут работать от электрических сетей с частотой тока от 50 до 400 Гц. Обозначение переменного тока на реле рисуется в виде волнистой черты. Тот же символ можно встретить и в схемотехнике – он помещается в кружочек (см. рисунок ниже).

Схематическое изображение реле переменного тока

Работает такое реле по следующей схеме:

• Переменный ток подается на обмотку, после чего якорь также притягивается к сердечнику.
• Почему контакт не размыкается при смене направления движения тока?
• Потому что тяговое усилие будет пропорционально квадрату силы намагничивания, а значит, и квадрату тока, текущего по обмотке.
• Получаем, что направление тягового усилия не зависит от направления тока.

Как меняется тяговое усилие при перемене направления тока

• Если представить себе два реле (постоянного и переменного тока) одинаковых размеров и с одинаковыми значениями самой высокой индукции, то тяговая сила у последнего будет в два раза меньше, так как оно вынуждено постоянно пульсировать с удвоенной частотой, опускаясь до нуля каждый раз, когда ток меняет свое направление, то есть 2 раза за такт.
• Из-за этого якорю реле приходится постоянно вибрировать, что вызывает быстрый износ детали. Чтобы избавиться от этого эффекта устанавливаются дифференциальные сердечники и фазосдвигающие детали, которые не дают магнитному потоку переходить через нуль.
• Сердечник может быть расщепленным с короткозамкнутой обмоткой, то есть конец элемента имеет пропил, делящий его на две части. На одну из таких частей и устанавливается короткозамкнутая обмотка из одного или пары витков.
• Во время работы реле переменное магнитное поле делится на две части (Ф1 и Ф2), одна из которых (Ф2) создает в к.з. витке ЭДС, после чего образуется еще одно магнитное поле (Фкз), воздействующее на поле ЭДС создающее (Ф2), в результате чего оно начнет отставать от первого потока (Ф1). Данный сдвиг будет в пределах 60-80 градусов, а значит результирующее поле (Fэ), создающее тяговую силу, никогда не упадет до нуля, и тем более не сменит своего направления.

Изменение тяговой силы

Чтобы реле переменного тока работало надежно, без вибраций его параметры рассчитываются так, чтобы усилие Fэ min было максимально большим.

Из полученной информации можно сделать вывод о том, что такие реле имеют куда худшие параметры по сравнению с постоянными по тяговому усилию и чувствительности. Добавьте сюда усложненную конструкцию, и как следствие более высокую цену.

Однако и достоинство у таких реле хоть и одно, но неоспоримое – возможность применения в общественных сетях.

Реле Переменного Тока: Особенности Работы, Разновидности

Реле переменного тока твердотельное

Схемотехника различных электрических и электро-механических устройств предполагает наличие элемента, который должен в определенный момент времени включать и отключать подачу электрического тока. Если говорить техническим языком, то релейный элемент – это устройство с несколькими состояниями равновесия, каждое из которых может быть сменено на другое при определенных внешних воздействиях или направленном управлении.

Реле переменного тока – прибор для коммутации в автоматическом режиме для электрических цепей по управляющему сигналу. Помимо этого эти устройства могут дополнительно выступать в роли усилителей, элементами управления  к электродвигателям и исполнительным устройствам.

Основные рабочие характеристики

Промышленное реле на 24В

Итак, реле переменного тока является промежуточным элементом, который приводит в действие управляемую электрическую цепь.

Для этого устройства характерны следующие параметры:

• Мощность срабатывания (Р ср – измеряется в Ваттах) – ток минимальной мощности, который должен подаваться на реле для его нормальной активации. Номинально этот параметр подбирается согласно общим конструктивным и электрическим параметрам реле.
• Мощность управления (Р упр – измеряется в Ваттах) – максимальная мощность тока, которую способно передать реле в коммутируемой сети. Данное значение определяется параметрами рабочих контактов реле.

Совет! Не сложно догадаться, что при выборе реле для сети ориентируются на названные параметры, которые для определенных конструкций являются постоянными.

• Время срабатывания (Т ср – измеряется в секундах) – разница во времени от момента поступления сигнала на управляющий контакт до смыкания или размыкания контактов.
• Допустимая разрывная мощность (Р р – измеряется в Ваттах) – этот параметр можно встретить в сильноточных реле. Он обозначает мощность при определенном токе, которая при разрыве не позволит создать устойчивую электрическую дугу.

Как работает реле

Диаграмма работы реле во времени

Для управляющей цепи и самого реле характерна некоторая инертность, из-за чего входной ток на реле растет и убывает не мгновенно, а изменяется в некоторых пределах в течение времени, что прекрасно видно на показанной выше схеме, из которой так же понятно, что рабочий цикл состоит из трех этапов:

• Срабатывание;
• Работа;
• Возврат.

Давайте в качестве примера, для понимания основных принципов возьмем электромагнитное реле постоянного тока.

Назад в будущее: реле из 1983 года

• Внутри такого реле имеется катушка индуктивности, благодаря которой и происходит постепенное изменение параметров тока. Сама же работа реле для каждого этапа складывается из определенных временных отрезков.
• Срабатывание – имеет два таких интервала: время трогания (tтр) и время на движение якоря(tдв). То есть Т ср = tтр+tдв – все просто.
• Работа – также два участка, которые обозначены на временной линии отрезками АВ и ВС. На первом этапе ток продолжает еще какое-то время расти, пока не будет достигнуто установленное значение, что позволяет обеспечить надежное притяжение между якорем и сердечником, препятствующим вибрации якоря. На втором участке никаких изменений величины тока не происходит.
• Возврат – аналогично, 2 участка. На первом происходит отпускание реле, а на втором – возврат в исходное состояние. На протяжении всего периода сила тока падает.

Трехфазное реле переменного тока

Прочие характеристики

Помимо перечисленного, у реле разных типов в ходу следующие параметры:

• Коэффициент возврата (Kb) – отношение отпускающего тока к срабатывающему. Обычно данное значение варьируется от 0,4 до 0,8. Рассчитывается по формуле: Iот/Iср < 1.
• Коэффициент запаса (К зап) – это отношение тока установившегося (I уст), то есть максимального  к току срабатывания. Это значение  показывает, насколько надежен выбранный прибор.
• Последний параметр называется коэффициентом управления (К упр) и представлен отношением мощности управления к мощности срабатывания. То есть если реле используется как усилитель, то мы видим коэффициент этого усиления.

Разновидности электрических реле

Реле контроля изоляции переменного тока следит за уровнем сопротивления изоляции

Все реле можно разделить по нескольким признакам, и делят их:

• По назначению – тут можно встретить варианты предназначенные для защиты, управления или сигнализации.

• По принципу действия. Тут список будет куда шире: электромагнитные нейтральные; электромеханические; поляризованные электромагнитные; магнитоэлектрические; индукционные, электротермические; электродинамические; бесконтактные магнитные; фотоэлектронные и электронные, а также другие.

Реле времени переменного тока

• Делят также эти устройства по замеряемым величинам. Замеряться может электрический ток – его мощность, частота, сопротивление, напряжение, сила, коэффициент мощности. Слежение может происходить и за механическими параметрами: объем, сила, давление, скорость, уровень и прочее. Физическими величинами – температура. Временем.
• Естественно, разные устройства рассчитаны на отличающуюся мощность управления. Тут представлено три типа: малой мощности – приборы до 1 Вт; средней – от 1 до 10 Вт; высокой мощности – все, что выше 10 Вт.
• Важным параметром, характеризующим разные модели является время срабатывания прибора. Тут представлено 4 категории: самые быстрые безынерционные модели, чье время на срабатывание составляет меньше 0,001 секунды; далее идут быстродействующие – от 0,001 до 0,05 секунды; замедленные – от 0,15 до 1 секунды; реле времени, которым требуется больше 1 секунды.

Наибольшее распространение получили электромеханические реле, в которых при подаче управляющего тока происходит перемещение подвижной части, называемой якорем, в результате чего происходит замыкание управляемой цепи.

Электромагнитные реле

Электромагнитное реле

Данный тип реле делится на два вида – постоянного и переменного тока. Давайте сначала немного побеседуем про первый тип, который бывает нейтральным или поляризованным.

• Суть первого варианта заключается в том, что устройство одинаково реагирует на протекающий ток на его обмотке в разных направлениях, а это значит, что усилие на якоре никак не зависит от направления тока.
• Эти устройства разделяются еще на два типа, в зависимости от движения, которое совершает якорь. Существуют механизмы с угловым движением и втяжным.

Данное втягивающее реле можно встретить на стартере автомобиля ВАЗ 2110

• Принцип работы устройства предельно прост. При отсутствии управляющего тока якорь отстоит от сердечника на максимальном расстоянии и удерживается в таком положении за счет пружины возврата. В это время на реле будут сомкнуты размыкающие контакты и разомкнуты замыкающие.
• В момент, когда подается ток в обмотку, он проходит через сердечник, якорь, ярмо и воздушный зазор, при этом создается магнитное усилие, которое притягивает якорь к сердечнику, преодолевая сопротивление пружины.
• Якорь взаимодействует с колодкой, из-за чего замыкающие контакты смыкаются, а размыкающие, соответственно, разъединяются.

Принцип работы реле

Конструкция реле и тип применяемых контактов будут отличаться в зависимости от токов, на работу с которыми оно рассчитано. В случае маломощных устройств (связи, сигнализации, телемеханики) применяются контакты малой мощности, изготавливаемые из нейзильбера с контактными площадками (наклепанными) из вольфрама или серебра или фосфоритной бронзы.

Наклепки на контактах также могут быть изготовлены из золота, платины, палладия и прочих сплавов, их форма плоская или плоская цилиндрическая.

Контактное реле для автомобиля

В случае средних токов от 0,5 до 5 Ампер ставят контакты из тугоплавких металлов и их сплавов, например, платина-иридий, вольфрам, золото-палладий и прочие.

Беспроводное реле на 16 Ампер

Когда предполагается работа с большими токами, контакты делают медными или из механических смесей, изготавливаемых методом спекания порошков (металлокерамика).

Механическая и тяговая характеристики устройств

За время срабатывания реле меняется длина на воздушном зазоре, а значит, меняется и электромагнитное воздействие на якорь. Данная зависимость называется тяговой характеристикой и выражается формулой: Fэ = f(d).

Тяговая характеристика на диаграмме

Если не брать в расчет сопротивление элементов магнитопровода, изготовленных из стали, то тяговая характеристика должна, по идее, иметь форму гиперболы, однако магнитное сопротивление на воздушном зазоре Rмd при его уменьшении также снижается и сравнивается с сопротивлением магнитопровода Rмст. Исходя из этого, магнитное усилие не может быть больше, чем некая максимальная величина Fэ max. Не противоречит логике, что при самом большом значении воздушного зазора Fэ будет минимальным.

Когда отключается питание обмотки реле, на магнитопроводе остается намагничивание, из-за которого якорь может залипнуть. Чтобы избавиться от этого эффекта применят штифт из немагнитного материала.

Механическая характеристика реле

• Фактически, работа реле заключается в соединении и разъединении контактов, которых может быть 2 и намного больше. Во время перемещения якоря происходит рост силы упругости возвратной и контактных пружин. Эти силы будут иметь разное значение в зависимости от положения якоря и величины воздушного зазора. Данная зависимость носит название механической характеристики реле.
• Во время запуска реле, якорь первым преодолевает сопротивление возвратной пружины – на графике выше это усилие отмечено участком ab.
• На следующем участке bc отмечено усилие на ход до первой контактной пружины. Участок cd – преодоление совместного сопротивления двух пружин.
• Логично предположить, что тяговая характеристика у нормально работающего реле должна быть выше механической.

Интересно знать! В мощных устройствах процесс разъединения протекает намного сложнее первичного коммутирования, так как возникшая электродвижущая сила стремиться удержать значение текущего в управляемой цепи тока. В итоге в момент разъединения может образовываться искрение, а то и вовсе дуговой разряд, очень вредный для контактов реле.

Для того чтобы нейтрализовать описанный эффект используется либо увеличение активного сопротивления, либо специальные конструкции приборов.

Реле поляризованного типа

На фото — электромагнитное поляризованное реле

Работа таких устройств от описанных до этого отличается тем, что направление в котором действует электромагнитная сила меняется в зависимости от полярности тока, подаваемого на обмотку. Данный принцип реализуется посредством постоянного магнита. Подобных реле на рынке представлено великое множество, но все они делятся на мостовые и дифференциальные.

Также их можно разделить на три типа по настройке контактов:

• Двухпозиционные модели;
• Двухпозиционные с преобладанием вправо или влево;
• Трехпозиционные, имеющие зону нечувствительности.

Принцип действия двухпозиционного поляризованного реле

По представленной схеме можно понять, как работают такие реле:

• С разных сторон на сердечнике намотаны две катушки, обозначенные как 1.
• При подключении они создают устойчивое магнитное поле (Fэ) в ярме (2).
• Постоянный магнит (3) также имеет магнитное поле Ф0(п).
• В момент, когда якорь находится в центральном (нейтральном) положении ток на катушки не подается, и магнитный поток от постоянного магнита разбивается на 2 одинаковые части (Ф01 и Ф02), а значит, тяговая сила будет отсутствовать.
• Как только на обмотку подается питание, образующееся магнитное поле на ярме начнет выдавать результирующее поле, прибавляясь или отнимаясь от Ф01 и Ф02, в зависимости от полярности питания.
• Как только одно поле начинает преобладать над другим, возрастает тяговая сила, а значит, якорь начинает движение влево или вправо.

К неоспоримым достоинствам таких реле можно отнести высокую чувствительность, быстрое срабатывание, высокий коэффициент управления. К недостаткам относятся, разве что, большие габариты, сложная конструкция и цена.

Реле электромагнитные переменного тока

Оптореле переменного тока

Реле электромагнитные переменного тока, как несложно догадаться, отличается от постоянных моделей тем, что могут работать от электрических сетей с частотой тока от 50 до 400 Гц. Обозначение переменного тока на реле рисуется в виде волнистой черты. Тот же символ можно встретить и в схемотехнике – он помещается в кружочек (см. рисунок ниже).

Схематическое изображение реле переменного тока

Работает такое реле по следующей схеме:

• Переменный ток подается на обмотку, после чего якорь также притягивается к сердечнику.
• Почему контакт не размыкается при смене направления движения тока?
• Потому что тяговое усилие будет пропорционально квадрату силы намагничивания, а значит, и квадрату тока, текущего по обмотке.
• Получаем, что направление тягового усилия не зависит от направления тока.

Как меняется тяговое усилие при перемене направления тока

• Если представить себе два реле (постоянного и переменного тока) одинаковых размеров и с одинаковыми значениями самой высокой индукции, то тяговая сила у последнего будет в два раза меньше, так как оно вынуждено постоянно пульсировать с удвоенной частотой, опускаясь до нуля каждый раз, когда ток меняет свое направление, то есть 2 раза за такт.
• Из-за этого якорю реле приходится постоянно вибрировать, что вызывает быстрый износ детали. Чтобы избавиться от этого эффекта устанавливаются дифференциальные сердечники и фазосдвигающие детали, которые не дают магнитному потоку переходить через нуль.
• Сердечник может быть расщепленным с короткозамкнутой обмоткой, то есть конец элемента имеет пропил, делящий его на две части. На одну из таких частей и устанавливается короткозамкнутая обмотка из одного или пары витков.
• Во время работы реле переменное магнитное поле делится на две части (Ф1 и Ф2), одна из которых (Ф2) создает в к.з. витке ЭДС, после чего образуется еще одно магнитное поле (Фкз), воздействующее на поле ЭДС создающее (Ф2), в результате чего оно начнет отставать от первого потока (Ф1). Данный сдвиг будет в пределах 60-80 градусов, а значит результирующее поле (Fэ), создающее тяговую силу, никогда не упадет до нуля, и тем более не сменит своего направления.

Изменение тяговой силы

Чтобы реле переменного тока работало надежно, без вибраций его параметры рассчитываются так, чтобы усилие Fэ min было максимально большим.

Из полученной информации можно сделать вывод о том, что такие реле имеют куда худшие параметры по сравнению с постоянными по тяговому усилию и чувствительности. Добавьте сюда усложненную конструкцию, и как следствие более высокую цену.

Однако и достоинство у таких реле хоть и одно, но неоспоримое – возможность применения в общественных сетях.

Итак, подведем итоги. Мы разобрали назначение реле, их принципы работы, основные виды и узнали, чем отличается реле управляемое переменным током от постоянного. Информации было много, но только на первый взгляд, поэтому рекомендуем углубиться в тему, просмотрев предложенное видео.

Как работают реле? — Объясни это!

Как работают реле? — Объясни это! Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 19 августа 2020 г.

Вы можете этого не осознавать, но вы постоянно настороже, остерегаетесь угроз, готовы действовать в любой момент. Миллионы лет эволюции заставили ваш мозг спасти вашу кожу, когда малейшая опасность угрожает вашему существованию. Если вы используете силу инструмент, например, и крошечная щепа летит к вашему глазу, один из ваши ресницы отправят сигнал в ваш мозг, который заставит вас веки закрываются в мгновение ока — достаточно быстро, чтобы защитите свое зрение.Здесь происходит то, что крошечный стимул вызывает гораздо больший и полезный отклик. Вы можете найти тот же трюк работает во всех машинах и электрических приборы, где датчики готовы включить или за доли секунды с помощью умных магнитных переключателей, называемых реле. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

На фото: типичное реле со снятым пластиковым внешним корпусом. Вы можете увидеть два пружинных контакта слева и катушку электромагнита (красно-коричневый цилиндр медного цвета) справа.В этом реле, когда через катушку протекает ток, он превращает ее в электромагнит. Магнит толкает переключатель влево, сжимая пружинные контакты вместе и замыкая цепь, к которой они прикреплены. Это реле электронного программатора погружного нагревателя горячей воды. Электронная схема в программаторе включает или выключает магнит в заранее запрограммированное время дня, используя относительно небольшой ток. Это позволяет намного большему току проходить через пружинные контакты для питания элемента, который нагревает горячую воду.

Что такое реле?

Рисунок: Если бы реле были собаками: Предположим, у вас есть огромная свирепая собака, которая так крепко спит, что никогда не просыпается, когда он услышал шум. В качестве сторожевой собаки это было бы бесполезно! Но что, если бы вы купили еще и маленькую, очень бдительную собаку? Если маленькая собака слышал шум, он начинал лаять и будил большую собаку, которая могла атаковать злоумышленника. Так работают реле: они используйте небольшой электрический ток, чтобы вызвать гораздо больший.

Реле — это электромагнитный переключатель, управляемый относительно небольшой электрический ток, который может включать или выключать гораздо более мощный электрический Текущий.Сердце реле — электромагнит (катушка с проводом, которая становится временный магнит, когда через него проходит электричество). Вы можете думать о реле как своего рода электрический рычаг: включите его слабым током, и он включает («усиливает») другой прибор используя гораздо больший ток. Почему это полезно? Как имя предполагает, что многие датчики являются невероятно чувствительными частями электронное оборудование и производят только небольшие электрические токи. Но часто они нужны нам для управления более крупными устройствами, которые используют большие токи.Реле перекрывают разрыв, позволяя токи, чтобы активировать более крупные. Это означает, что реле могут работать как переключатели. (включение и выключение) или как усилители (преобразование малых токи в более крупные).

Как работают реле

Вот две простые анимации, иллюстрирующие, как реле используют одну цепь для включения второй цепи.

Когда мощность течет через первую цепь (1), она активирует электромагнит (коричневый), генерируя магнитное поле (синее), которое притягивает контакт (красный) и активирует вторую цепь (2).Когда питание отключается, пружина возвращает контакт в исходное положение, снова отключая вторую цепь.

Это пример «нормально разомкнутого» (NO) реле: контакты во второй цепи по умолчанию не подключены и включаются только тогда, когда через магнит протекает ток. Другие реле являются «нормально замкнутыми» (NC; контакты соединены так, что через них по умолчанию течет ток) и отключаются только тогда, когда срабатывает магнит, растягивая или раздвигая контакты.Наиболее распространены нормально разомкнутые реле.

Вот еще одна анимация, показывающая, как реле связывает две цепи. вместе. По сути, это то же самое, нарисованное немного по-другому. Слева — входная цепь, питаемая от переключателя. или какой-то датчик. Когда этот контур активирован, он питает ток к электромагниту, который замыкает металлический выключатель и активирует вторую, выходную цепь (с правой стороны). Относительно небольшой ток во входной цепи, таким образом, активирует больший ток в выходная цепь:

1. Входная цепь (синяя петля) отключена, и ток не течет через нее, пока что-то (датчик или замыкание переключателя) не включит ее.Выходная цепь (красная петля) также отключена.
2. Когда во входной цепи протекает небольшой ток, он активирует электромагнит (показанный здесь темно-синей катушкой), который создает вокруг него магнитное поле.
3. Электромагнит, находящийся под напряжением, притягивает к себе металлический стержень в выходной цепи, замыкая переключатель и позволяя гораздо большему току проходить через выходную цепь.
4. В выходной цепи работает сильноточный прибор, например, лампа или электродвигатель.

Рекламные ссылки

Реле на практике

Фото: Еще один взгляд на реле. Вверху: Если смотреть прямо вниз, вы можете увидеть пружинные контакты слева, механизм переключения посередине и катушку электромагнита справа. Внизу: то же реле, снятое спереди.

Предположим, вы хотите построить систему охлаждения с электронным управлением. система, которая включает или выключает вентилятор в зависимости от комнатной температуры изменения. Вы можете использовать какую-то схему электронного термометра, чтобы почувствовать температуру, но будет производить только небольшие электрические токи — слишком малы, чтобы приводить в действие электродвигатель в большой большой поклонник.Вместо этого вы можете подключить цепь термометра к входная цепь реле. Когда в этом цепь, реле активирует свою выходную цепь, пропустить гораздо больший ток и включить вентилятор.

Реле не всегда включаются; иногда вместо этого они очень услужливо выключают. В Например, для оборудования электростанций и линий электропередачи вы найдете защитные реле , которые срабатывают при возникновении неисправностей, чтобы предотвратить повреждение от таких вещей, как скачки тока.Когда-то для этой цели широко применялись электромагнитные реле, подобные описанным выше. В наши дни электронные реле на основе интегральных схем вместо этого выполняют ту же работу; они измеряют напряжение или ток в цепи и автоматически принимают меры, если они превышают заданное значение. предел.

Реле прочие

На фото: четыре старомодных реле максимальной токовой защиты на устаревшей силовой подстанции в 1986 году, незадолго до ее сноса. Фото любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

До сих пор мы рассматривали переключающие реле очень общего назначения, но существует довольно много вариантов эта основная тема, включая (и это далеко не исчерпывающий список):

• Реле высокого напряжения: они специально разработаны для коммутации высоких напряжений и токов. значительно превышает возможности обычных реле (обычно до 10 000 вольт и 30 ампер).
• Электронные и полупроводниковые реле (также называемые твердотельными реле или SSR): переключают токи полностью электронными, без движущихся частей, поэтому они быстрее, тише, меньше, надежнее, и служат дольше, чем электромагнитные реле.К сожалению, они обычно дороже, меньше эффективны и не всегда работают так чисто и предсказуемо (из-за таких проблем, как токи утечки).
• Реле таймера и задержки: они запускают выходные токи на ограниченный период времени (обычно от доли секунды до примерно 100 часов или четырех дней).
• Тепловые реле: они включаются и выключаются, чтобы останавливать такие вещи, как электродвигатели, от перегрева, что-то вроде биметаллических ленточных термостатов.
• Реле максимального тока и направленные реле: сконфигурированные различными способами, они предотвращают протекание чрезмерных токов в неправильном направлении по цепи (обычно в оборудовании для выработки электроэнергии, распределения или снабжения).
• Реле дифференциальной защиты: срабатывают при несимметрии тока или напряжения в двух разных частях цепи.
• Реле защиты по частоте (иногда называемые реле понижения и повышения частоты): эти твердотельные устройства срабатывают, когда частота переменного тока слишком высока, слишком мала или и того, и другого.

Кто изобрел реле?

Фото: Реле широко использовались для коммутации и маршрутизации вызовов на телефонных станциях. например, этот, сделанный в 1952 году.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Реле были изобретены в 1835 году пионером американского электромагнетизма. Джозеф Генри; на демонстрации в колледже Нью-Джерси, Генри использовал небольшой электромагнит, чтобы включать и выключать более крупный, и предположил, что реле можно использовать для управления электрическими машинами на очень больших расстояниях. Генри применил эту идею к другому изобретению, над которым он работал в то время, электрическому телеграфу (предшественнику телефона), который был успешно разработан Уильямом Куком и Чарльзом Уитстоном в Англии и (гораздо более известен) Сэмюэлем Ф.Б. Морс в США. Позднее реле использовались в телефонной коммутации и первых электронных компьютерах и оставались чрезвычайно популярными до появления транзисторов в конце 1940-х годов; по словам Бэнкрофта Герарди, в ознаменование 100-летия работы Генри по электромагнетизму, к тому времени только в Соединенных Штатах работало около 70 миллионов реле. Транзисторы — это крошечные электронные компоненты, которые могут выполнять ту же работу, что и реле, работая как усилители или переключатели.Хотя они переключаются быстрее, потребляют гораздо меньше электроэнергии, занимают небольшую часть места и стоят намного меньше, чем реле, они обычно работают только с небольшими токами, поэтому реле все еще используются во многих приложениях. Именно разработка транзисторов стимулировала компьютерную революцию с середины 20 века. Но без реле не было бы транзисторов, поэтому реле — и такие пионеры, как Джозеф Генри — тоже заслуживают похвалы!

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Другие веб-сайты

• Электромеханическое реле Джозефа Генри: краткое описание того, как Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году.
• Генри как первопроходец электротехники Бэнкрофт Герарди, Bell Systems Technical Journal, июль 1932 г. Эта интересная историческая статья из архивов Bell была опубликована в ознаменование столетия электрических открытий Джозефа Генри. Он дает прекрасное представление о важности Генри и о том, как он при своей жизни помог «подключить» мир к электричеству.

Видео

• Как сделать реле: довольно простое 2,5-минутное видео-руководство покажет вам, как намотать собственные электромагниты и установить их на плату, чтобы создать собственное самодельное реле.
• Как работает автомобильное реле: это короткое и простое видеообъяснение расскажет вам о том, что я объяснил выше. То же объяснение, немного другие слова.

Книги

Простые практичные руководства

• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Эксперимент 7 по исследованию реле — отличное практическое введение. Вы можете открыть реле и поэкспериментировать с его внутренними механизмами!
• Свидетель: Электроника Роджера Бриджмена.New York: DK, 2007. (Для младших читателей в возрасте 9–12 лет. Включает историю, науку и технологии.)
• «Телефонные проекты для злого гения» Томаса Петруцеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008. (Включает некоторые цепи, в которых используются реле.)

Подробные технические книги

• Электрические реле: принципы и применение Владимира Гуревича. CRC Press, 2018. После начала краткой истории реле эта книга проведет нас через магнитные принципы, работа релейных контактов, внешний вид и особенности упаковки, а также сопутствующие устройства, такие как герконы.В последующих главах рассматриваются варианты основных реле, включая реле высокого напряжения, тепловые реле и реле времени.
• Свидетель: Электроника Роджера Бриджмена. New York: DK, 2007. (Для младших читателей в возрасте 9–12 лет. Включает историю, науку и технологии.)
• «Телефонные проекты для злого гения» Томаса Петруцеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008. (Включает некоторые цепи, в которых используются реле.)

История науки

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2009/2020) Реле. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Что такое реле, его функции, типы и схема подключения реле

Все мы знаем о пультах телевизора, на которых мы можем нажать одну кнопку, чтобы включить функцию, реле работают аналогично этому. Реле используются, чтобы исключить прямую связь пользователей с электронным оборудованием, чтобы защитить их от ожидаемого высокого напряжения.Если сосредоточены крупные отрасли промышленности, они используют реле большей мощности для оптимизации работы двигателей и насосов.

Общее назначение реле можно понять, проанализировав включение фар. Кнопку переключения фар можно найти на приборной панели автомобиля, и при перемещении они подают небольшой ток на катушку, что приводит к включению контактора. Затем срабатывает реле, управляя нагрузкой большой мощности (фары). Есть много других распространенных примеров реле из нашей повседневной жизни.

У каждого дома есть холодильник и реле, управляющие оборудованием, отвечающим за работу и производство холода. Светофоры — еще одно применение реле, где они используются в качестве переключающего компонента. Движение и направление автоматических гаражных ворот также используют реле для оптимального переключения контактов.

Можно с уверенностью сказать, что реле отвечают за подачу питания на электронное оборудование и работают над их функционированием для обеспечения оптимальной работы.Они облегчили нам жизнь, добавив факторы автоматизации наряду с безопасной и бесперебойной работой электронного оборудования. Это означает, что нет никаких угроз, связанных с высоким напряжением, поскольку во время поломки электроники не будет контакта.

На диаграмме основное внимание уделяется внутреннему участку реле в цепи. Контрольная монета ограничена железным сердечником. Источник питания соединяется с электромагнитом через контакты нагрузки и переключатель управления.Когда энергия подводится к цепи через управляющую катушку, магнитные поля усиливаются при включении питания. Таким образом, верхние контактные рычаги притягиваются к нижнему фиксированному рычагу, который замыкает контакты, приводящие к короткому замыканию. Однако, если реле было обесточено, возникает разрыв цепи с противоположным движением контакта.

Когда ток в катушке прекращается, подвижный якорь возвращается в исходное положение с силой, равной половине магнитной силы и электрической силы.Основными причинами этой силы являются сила тяжести и пружина.

Реле выполняют две основные функции, такие как приложение высокого напряжения и приложение низкого напряжения. В случае высокого напряжения искрение уменьшается, в то время как в приложениях с низким напряжением общий шум цепи снижается до минимума.

Теперь отпустите кнопку START, и ток начнет течь по разомкнутому переключателю START. Чтобы выключить свет, нажимаем на кнопку СТОП, и это обесточит катушку.Как только кнопка СТОП отпущена, кнопка СТАРТ будет нажата, и в этом вся суть цепи реле!

Если вам нужно реле Omron, вы можете связаться с нами в Electgo, чтобы купить реле Omron по относительно более низким ценам. Если вы авторизуетесь на нашем сайте, вам будет предоставлена ​​скидка. Мы — лучший выбор, потому что у нас есть собственная команда инженеров, которые лучше всех предоставляют техническую поддержку нашим клиентам. После того, как вы купите реле у нас, мы также предоставим техническое описание реле для предоставления информации.

Тема, которая может вас заинтересовать:

Электромеханическое или электрическое реле »Примечания по электронике

Электромеханическое реле — это электрический переключатель, который обычно приводится в действие с помощью электромагнетизма для приведения в действие механического переключающего механизма.

---

Технология реле включает:
Основы реле Герконовое реле Характеристики герконового реле Цепи реле Твердотельное реле

---

Электрическое реле — это электрический выключатель с электромагнитным управлением — электромеханический выключатель.Относительно небольшой ток используется для создания магнитного поля в катушке внутри магнитного сердечника, и он используется для управления переключателем, который может управлять гораздо большим током.

Таким образом, электромеханическое реле или электрическое реле может использовать небольшой ток для переключения гораздо большего тока и обеспечения электрической изоляции обеих цепей друг от друга.

Электрические реле бывают разных размеров и могут быть разных типов с использованием немного разных технологий, хотя все они используют одну и ту же базовую концепцию.

Хотя в некоторых отношениях электромеханические реле могут рассматриваться как использующие старую технологию, а твердотельные реле / ​​твердотельные переключатели могут считаться более эффективным средством переключения электрического тока.

Тем не менее, электромеханические реле обладают некоторыми уникальными свойствами, которые делают их идеальными для многих приложений, где другие типы могут быть не такими эффективными. При этом твердотельные переключатели, твердотельные реле или электронные переключатели широко используются и используются во многих областях, где электромеханические реле ранее использовались в качестве электрических переключателей.

Обозначение цепи реле

Обозначения схем электромеханических реле могут несколько отличаться — как и большинство обозначений схем. В наиболее распространенном формате катушка реле представлена ​​в виде коробки, а контакты расположены рядом, как показано ниже.

Обозначение цепи реле
Обратите внимание, что на этом символе показаны как нормально разомкнутые, так и нормально замкнутые контакты. Если один или несколько наборов контактов не используются, они часто не отображаются.

В других схемах, особенно новых, которые могут быть немного старше, катушка реле может отображаться как настоящая катушка.Хотя это не соответствует последним стандартам обозначений схем реле, тем не менее, это может быть замечено в некоторых случаях и хорошо описывает внутреннюю часть реле.

Условное обозначение цепи реле
Катушка реле в более старом стиле.

Возможны дополнительные комплекты контактов электрического переключателя. Точно так же, как на переключателе может быть несколько полюсов, то же самое можно сделать и с реле. Можно использовать несколько наборов переключающих контактов для переключения нескольких цепей.

Условное обозначение цепи реле
Катушка реле в более старом стиле.

Основы релейного переключателя

Реле — это разновидность электрического переключателя, который приводится в действие электромагнитом, который переключает переключение при подаче тока на катушку.

Эти реле могут приводиться в действие схемами переключателя, где переключатель не может выдерживать большой ток электрического реле, или они могут управляться электронными цепями и т. Д. В любом случае они обеспечивают очень простое и привлекательное предложение для электрического переключения.

Основная концепция работы переключателя электрического реле.

Реле состоит из нескольких основных частей, которые образуют реле.

• Рама: Для удержания компонентов на месте требуется механическая рама. Эта рама обычно достаточно прочная, поэтому она может надежно удерживать дополнительные элементы электромеханического реле без относительного перемещения.
• Катушка: Необходима катушка, намотанная на железный сердечник для увеличения магнитного притяжения. Катушка с проволокой создает электромагнитное поле при включении тока и притягивает якорь.
• Якорь: Это подвижная часть реле. Этот элемент реле размыкает и замыкает контакты и имеет ферромагнитный металл, который притягивается электромагнитом. Узел имеет прикрепленную пружину, которая возвращает якорь в исходное положение.
• Контакты: Контакты приводятся в действие движением якоря. Некоторые из электрических переключающих контактов могут замкнуть цепь при срабатывании реле, тогда как другие могут разомкнуть цепь.Они известны как нормально открытые и нормально закрытые.

Конструкция реле включает несколько аспектов. Это ключевой элемент конструкции, позволяющий получить необходимый магнитный поток для достаточно быстрого притяжения якоря без чрезмерного потребления тока. Также необходимо убедиться, что реле может быстро размыкаться после снятия тока питания. Магнитное удержание в материалах должно быть низким.

Когда через катушку течет ток, создается электромагнитное поле.Поле притягивает железный якорь, другой конец которого сближает контакты, замыкая цепь. При отключении тока контакты снова размыкаются, отключая цепь.

При выборе электромеханических реле будет видно, что контакты электрического переключателя бывают разных форматов. Как и обычные электрические переключатели, электромеханические реле определяются с точки зрения разрывов, полюсов и бросков, которые имеет устройство.

• Перерыв: Хотя некоторые термины, применяемые к электромеханическим реле, также применимы к электрическим переключателям малой мощности, этот термин больше применим к коммутации более высокой мощности.Это количество отдельных мест или контактов, где переключатель используется для размыкания или замыкания одной электрической цепи.

  Все реле либо одинарные, либо двойные. Одиночный разрыв, контакт SB разрывает электрическую цепь только в одном месте. Затем, как видно из названия, двойной разрыв, контакт DB разрывает цепь в двух местах.

  Одинарные размыкающие контакты обычно используются при переключении устройств малой мощности, возможно, электронных схем или электрических коммутационных устройств малой мощности.Контакты с двойным разрывом используются для электрического переключения устройств большой мощности. Если один из контактов заедает, то другой, скорее всего, все равно переключится и разомкнет цепь.

• Полюс: Число полюсов электрического переключателя — это количество различных наборов переключающих контактов, которые он имеет. Однополюсный переключатель может переключать только одну цепь, тогда как двухполюсный переключатель может переключать две разные изолированные цепи одновременно. Однополюсный переключатель часто обозначается буквами SP, а двухполюсный — DP.Реле могут иметь один, два или несколько полюсов.
• Бросок: Количество бросков электрического переключателя — это количество доступных положений. Для электромеханического реле обычно есть только один или два хода. Одинарное реле замыкает и разрывает цепь, тогда как двойное реле действует как переключающее, маршрутизирующее соединение от одной конечной точки к другой. Одиночный и двойной бросок часто обозначают буквами ST и DT.

Например, в спецификации электрического реле может указываться однополюсный однополюсный: SPST, или одно может быть описано как двухполюсное одинарное: DPST и т. Д.Эти термины определяют количество наборов переключающих контактов и то, являются ли они размыкающими / замыкающими или обеспечивают функцию переключения.

Контакты электромеханического реле

Для обеспечения надежного обслуживания и увеличения срока службы реле. На контактах используются различные материалы, чтобы обеспечить их правильную работу по назначению.

Одна из проблем, возникающих с контактами, заключается в том, что происходит точечная коррозия — обычно материал имеет тенденцию накапливаться в центре одного контакта, в то время как происходит потеря материала из другого, где возникает «ямка».Это одна из основных причин выхода из строя контактов, особенно при возникновении искр.

В различных реле используются разные типы материалов для переключающих контактов в зависимости от области применения и требуемых характеристик. Есть много готовых изделий, которые можно использовать, некоторые из наиболее широко используемых перечислены ниже с их атрибутами.

• Серебро: Во многих отношениях серебро является одним из лучших материалов общего назначения для контактов реле с высоким уровнем проводимости.Однако он подвержен процессу сульфидирования, который, очевидно, зависит от атмосферы, в которой работает реле — в городских районах он намного выше. В результате этого процесса на поверхности образуется тонкая пленка с пониженной проводимостью, хотя более сильное контактное воздействие при замыкании контактов реле может прорваться через это. Пленка также может вызвать напряжение интерфейса в несколько десятых вольта, что может повлиять на производительность для некоторых приложений.
• Никель-серебро: Этот тип контакта был разработан для уменьшения эффекта точечной коррозии.Серебряный контакт легирован никелем, чтобы придать ему мелкозернистую структуру, и в результате перенос материала происходит более равномерно по всей поверхности контакта, что продлевает срок службы.
• Оксид серебра и кадмия: Контакты, изготовленные из оксида серебра и кадмия, не могут сравниться с очень высокой проводимостью мелких серебряных контактов, но они действительно обеспечивают повышенное сопротивление переносу материала и потери контакта в результате искрения. Это означает, что эти контакты обычно служат дольше, чем контакты из серебра при тех же условиях.
• Золото: Высокая проводимость и отсутствие окисления означает, что золото идеально подходит для многих коммутационных приложений. Он используется только для коммутации слабых токов, так как не отличается особой надежностью. Обычно для снижения затрат используется оклейка золотом, и в результате низкого уровня сульфидирования контакты остаются в хорошем состоянии в течение длительных периодов времени. Одна проблема с реле заключается в том, что, если они не используются какое-то время, в то время как контактное сопротивление может увеличиваться — этого не происходит с золотом.
• Вольфрам: Вольфрам используется в реле, предназначенных для высоковольтных устройств. Обладая высокой температурой плавления, превышающей 3380 ° C, он обладает превосходной стойкостью к дуговой эрозии, необходимой для этого типа переключения.
• Ртуть: Ртуть используется в герконовом реле особого типа, которое называется герконовым реле с ртутным контактом. Он обладает хорошей электропроводностью, а так как он является жидкостью, то есть точечная коррозия, вызванная переносом материала между контактами.После размыкания контактов переключателя ртуть возвращается в резервуар ртути, необходимый для этого типа реле, и новая ртуть используется для следующего переключения. Это действие сводит на нет эффект переноса материала во время переключения.

Хотя используется много различных типов материалов и сплавов, это наиболее часто используемые материалы для контактов и отделки.

Ограничение броска для повышения надежности

Одна из ключевых проблем, с которой сталкиваются электрические коммутационные системы: электромеханические реле, а также твердотельные переключатели, — это пусковой ток.

Существует множество примеров того, насколько велики могут быть уровни пускового тока. Простая бытовая электрическая лампочка накаливания хорошо иллюстрирует это. В холодном состоянии нить накала имеет низкое сопротивление, и только когда лампа нагревается, ее сопротивление уменьшается. Обычно пусковой ток при включении может в десять-пятнадцать раз превышать ток в установившемся режиме. Хотя в настоящее время обычно используются твердотельные лампы, этот пример хорошо иллюстрирует суть дела.

Кроме того, индуктивные нагрузки, такие как двигатели и трансформаторы, которые часто переключаются электромеханическими реле, имеют очень высокий пусковой ток.Часто пусковой ток может легко в десять раз превышать ток в установившемся режиме, поэтому контакты должны быть рассчитаны соответствующим образом.

Во многих областях делается поправка на пусковой ток. Используется коэффициент, на который умножается установившийся ток, чтобы получить номинал контакта. Таблица типичных коэффициентов умножения приведена ниже.

Общие умножители, используемые для компенсации пускового тока реле
Коммутируемая нагрузка	Множитель
Люминесцентные лампы (переменного тока)	10
Лампы накаливания	6
Двигатели	6
Резистивные нагреватели	1
Трансформаторы	20

Поэтому, используя приведенную ниже таблицу, если люминесцентные лампы должны быть включены и они обычно потребляют 1 А, тогда контакты реле должны быть рассчитаны на 20 А.

Другая проблема возникает при разрыве цепи. Обратная ЭДС, создаваемая индуктивной нагрузкой, может легко привести к искрообразованию, которое может быстро разрушить контакты реле.

Такие методы, как установка ограничителей броска тока нагрузки, которые часто представляют собой резисторы с отрицательным температурным коэффициентом, могут помочь ограничить пусковой ток, а ограничители переходных процессов могут помочь ограничить обратную ЭДС.

Срок службы реле

Одной из ключевых проблем, связанных с электромеханическими реле, является срок службы контактов.В отличие от твердотельных реле и электронных переключателей, механические контакты изнашиваются при переключении и имеют ограниченный срок службы.

Возможны две цифры срока службы электромеханического реле:

• Ожидаемый электрический срок службы: Ожидаемый электрический срок службы — это количество переключений, которые выполняются, когда переключение, то есть контакты, обеспечивают требуемый уровень проводимости. Это очень зависит от приложения, так как пусковой ток и обратная дуга, создаваемая обратной ЭДС и т. Д.Ожидаемый электрический срок службы многих силовых реле составляет, возможно, 100 000 срабатываний, хотя, как уже упоминалось, это очень зависит от нагрузки, которую они переключают.
• Механический срок службы: Ожидаемый механический срок службы зависит от механических аспектов реле. Это количество механических переключений, которые могут быть выполнены независимо от электрических характеристик. Часто механический срок службы реле составляет около 10 000 000 срабатываний, а то и больше.

Истечение срока службы контактов обычно наступает, когда контакты прилипают или свариваются, или когда искрение и т. Д. Вызвало контактный ожог и перенос материала, так что не может быть достигнуто достаточное сопротивление контакта. Условия для этого будут зависеть от реле и его применения. Их характеристики обычно определяются в таблице данных реле.

Коаксиальное реле
См. Точки ввода коаксиального кабеля

Преимущества и недостатки реле

Как и у любой технологии, у использования электромеханических реле есть свои преимущества и недостатки.При проектировании схемы необходимо взвесить плюсы и минусы, чтобы выбрать правильную технологию для данной схемы.

Преимущества

• Обеспечивает физическую изоляцию между цепями.
• Обычно выдерживает высокое напряжение.
• Может выдерживать кратковременные перегрузки, часто без вредных последствий или с небольшими побочными эффектами — переходные процессы часто могут непоправимо повредить твердотельные реле / ​​электронные переключатели.

Недостатки

• Механическая природа реле означает, что оно работает медленнее по сравнению с полупроводниковыми переключателями.
• Имеет ограниченный срок службы из-за механической природы реле. Твердотельные переключатели, как правило, имеют более высокий уровень надежности при условии, что они не подвержены переходным процессам, выходящим за пределы их номинальных значений.
• Страдает от дребезга контакта, когда контакты начинают соприкасаться, а затем физического отскока, создавая и прерывая контакт и вызывая дугу в большей или меньшей степени.

Иногда еще одним вариантом, который можно рассмотреть, когда требуется электрическая изоляция между двумя цепями, может быть оптоизолятор.Эти оптоизоляторы часто включаются в твердотельные переключатели, часто также называемые твердотельными реле, благодаря чему достигается высокий уровень изоляции. Использование оптоизоляторов в твердотельных переключателях / твердотельных реле обеспечивает полную изоляцию между входной и выходной цепями.

Электромеханические реле используются в качестве электрических переключателей в течение очень многих лет, и эта технология хорошо зарекомендовала себя. Эти электромеханические или электрические реле могут выдерживать некоторые злоупотребления, и они обычно относительно устойчивы к скачкам или скачкам переходного напряжения.В этом отношении они лучше, чем твердотельные переключатели / твердотельные реле, и хотя они изнашиваются быстрее, особенно при переключении индуктивных нагрузок, они должны выдерживать скачки включения в своих нагрузках.

Поскольку твердотельные реле и переключатели теперь присутствуют на рынке и предлагают высокий уровень надежности, необходимо тщательно рассмотреть варианты электромеханических реле и твердотельных реле. В некоторых случаях старые реле заменяются твердотельными реле, но в других случаях электромеханические реле могут предложить лучший вариант..

Другие электронные компоненты: Резисторы
Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты». . .

Типы электрических реле

Существует две основных классификации реле:

1. Электромеханические реле
2. Твердотельные реле

Одно из основных различий между ними заключается в том, что электромеханические реле имеют движущиеся части, тогда как твердотельные реле имеют нет движущихся частей.В дополнение к ним в промышленности доступны различные типы защитных реле.

Подробнее о различных типах реле защиты и функциях реле защиты.

Электромеханические реле

Электромеханические реле — это переключатели, которые обычно используются для управления мощными электрическими устройствами.

Электромеханические реле используются во многих современных электрических машинах, когда жизненно важно управлять цепью либо с помощью сигнала малой мощности, либо когда несколько цепей должны управляться одним единственным сигналом.

Преимущества электромеханических реле включают более низкую стоимость, отсутствие необходимости в теплоотводе, наличие нескольких полюсов и возможность переключения переменного или постоянного тока с одинаковой легкостью.

Некоторые из электромеханических реле:

1. реле общего назначения,
2. силовое реле,
3. контактор и
4. реле задержки времени.

Здесь кратко объясняется каждый из них.

Реле общего назначения

Реле общего назначения рассчитывается по величине тока, которую могут выдерживать его переключающие контакты.Большинство версий универсального реле имеют от одного до восьми полюсов и могут быть одно- или двухходовыми. Реле общего назначения

Реле общего назначения

— это экономичные коммутационные устройства на 5–15 А, используемые в самых разных приложениях. Они используются в компьютерах, копировальных аппаратах и ​​другом электронном оборудовании и бытовой технике.

Типичные области применения: управление освещением, управление с задержкой времени, управление промышленными машинами, системы управления энергопотреблением, панели управления, вилочные погрузчики, HVAC.

Силовое реле

Силовое реле способно выдерживать большие силовые нагрузки 10-50 ампер и более. Обычно они бывают однополюсными или двухполюсными.

Силовое реле

Силовое реле также содержит якорь, пружину и один или несколько контактов. Если силовое реле спроектировано так, чтобы быть нормально разомкнутым, при подаче питания электромагнит притягивает якорь, который затем тянется в направлении катушки до тех пор, пока не достигнет контакта, тем самым замыкая цепь.

Если реле спроектировано так, чтобы быть нормально замкнутым, электромагнитная катушка отводит якорь от контакта, тем самым размыкая цепь.Силовые реле используются для многих различных приложений, в том числе:

• Автомобильная электроника
• Усиление звука
• Телефонные системы
• Бытовая техника
• Торговые автоматы

Силовые реле используются для переключения самых разных токов для приложений, включая все от управления освещением до промышленных датчиков.

Контактор

Особый тип реле большой мощности, он используется в основном для управления высокими напряжениями и токами в промышленных электрических системах.Из-за требований к высокой мощности контакторы всегда имеют контакты с двойным замыканием.

Контактор

Эти реле представляют собой коммутационные устройства для цепей управления и вспомогательных цепей и используются для управления, подачи сигналов и блокировки коммутационных устройств и панелей коммутационных устройств.

Контактор — это большое реле, обычно используемое для переключения тока на электродвигатель или другие мощные нагрузки. Большие электродвигатели можно защитить от повреждений, вызванных перегрузкой по току, за счет использования нагревателей от перегрузки и контактов перегрузки.

Если последовательно подключенные нагреватели становятся слишком горячими из-за чрезмерного тока, нормально замкнутый контакт перегрузки размыкается, обесточивая контактор, передавая питание на двигатель.

Реле с выдержкой времени

Контакты могут не открываться или закрываться до тех пор, пока на катушку не будет подано напряжение. Это называется задержкой при срабатывании .

Delay-on-release означает, что контакты будут оставаться в активированном положении до некоторого интервала после отключения питания от катушки.

Реле временной задержки

Третья задержка называется интервалом времени . Контакты возвращаются в свое альтернативное положение через определенный интервал времени после подачи питания на катушку.

Время этих действий может быть фиксированным параметром реле, или регулироваться ручкой на самом реле, или регулироваться дистанционно через внешнюю цепь.

Твердотельные реле

Твердотельное реле (SSR) — это электронное переключающее устройство, которое включается или выключается, когда на его управляющие клеммы подается небольшое внешнее напряжение.

SSR состоят из датчика, который реагирует на соответствующий входной сигнал (управляющий сигнал), твердотельного электронного переключающего устройства, которое переключает питание на схему нагрузки, и механизма связи, позволяющего сигналу управления активировать этот переключатель без механических частей.

Реле может быть предназначено для переключения переменного или постоянного тока на нагрузку . Он выполняет ту же функцию, что и электромеханическое реле, но не имеет движущихся частей. На рисунке ниже показано трехфазное твердотельное реле.

Твердотельное реле

Как работает твердотельное реле?

Эти активные полупроводниковые устройства используют свет вместо магнетизма для приведения в действие переключателя. Свет исходит от светодиода или светодиода. Когда на выход устройства подается управляющая мощность, свет включается и светит через открытое пространство.

На стороне нагрузки этого пространства часть устройства определяет наличие света и запускает твердотельный переключатель, который либо размыкает, либо замыкает управляемую цепь.

Часто твердотельные реле используются там, где управляемая цепь должна быть защищена от появления электрических помех.

• Преимущества твердотельных реле: низкий уровень электромагнитных / радиопомех, длительный срок службы, отсутствие движущихся частей, отсутствие дребезга контактов и быстрый отклик.
• Недостатком твердотельного реле является то, что оно может выполнять только однополюсное переключение.

Как работают реле — Инженерное мышление

Изучите основы реле, чтобы понять основные части, различные типы, а также принцип их работы.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть руководство по YouTube.

Для всех ваших потребностей в реле ознакомьтесь с Tele Controls, которые любезно спонсировали это видео. Tele Controls — один из ведущих производителей в области автоматизации с 1963 года. Они предлагают одни из лучших решений, когда речь идет о надежных переключающих реле, и гарантируют максимальный срок службы вашего оборудования.

Ознакомьтесь с их ассортиментом переключающих реле, а также подходящими релейными базами и аксессуарами.Вы можете связаться с ними по электронной почте [адрес электронной почты защищен] или через linkedin, чтобы получить бесплатную памятку по настройке реле.

Для получения дополнительной информации нажмите ЗДЕСЬ

Что такое реле и почему мы их используем?

Реле — это переключатель с электрическим управлением. Реле, как правило, используют электромагнит для механического управления переключателем. Однако в более новых версиях будет использоваться электроника, такая как твердотельные реле.

Реле

Реле используются там, где необходимо управлять цепью с использованием сигнала малой мощности или когда несколько цепей должны управляться одним сигналом.Реле обеспечивают полную гальваническую развязку между управляющими и управляемыми цепями.

Реле

часто используются в цепях для уменьшения тока, протекающего через первичный переключатель управления. Выключатель, таймер или датчик относительно низкой силы тока можно использовать для включения и выключения нагрузки с гораздо большей мощностью. Примеры этого мы увидим чуть позже в статье.

Основные части реле

В реле две главные цепи. Первичная и вторичная стороны.

Первичный и вторичный

Первичный контур обеспечивает управляющий сигнал для работы реле. Этим можно управлять с помощью ручного переключателя, термостата или какого-либо датчика. Первичная цепь обычно подключается к источнику постоянного тока низкого напряжения.

Вторичная цепь — это цепь, которая содержит нагрузку, которую необходимо переключать и контролировать. Когда мы говорим о нагрузке, мы имеем в виду любое устройство, потребляющее электричество, например вентилятор, насос, компрессор или даже лампочку.

Объяснение первичной и вторичной обмоток

На первичной стороне мы находим электромагнитную катушку. Это катушка из проволоки, которая создает магнитное поле, когда через нее проходит ток.

Когда электричество проходит по проводу, оно создает электромагнитное поле, мы можем видеть, что, поместив некоторые компасы вокруг провода, когда мы пропускаем ток через провод, компасы меняют направление, чтобы выровняться с электромагнитным полем. Когда мы наматываем провод в катушку, магнитное поле каждого провода объединяется, образуя большее и сильное магнитное поле.Мы можем управлять этим магнитным полем, просто управляя током.

Кстати, о том, как работают соленоиды, и даже о том, как сделать соленоид своими руками, мы рассказали в нашей предыдущей статье. Убедитесь, что ЗДЕСЬ .

На конце электромагнита находим якорь. Это небольшой компонент, который поворачивается. Когда электромагнит возбуждается, он притягивает якорь. При обесточивании электромагнита якорь возвращается в исходное положение. Обычно для этого используется небольшая пружина.

К якорю подсоединен подвижный контактор. Когда якорь притягивается к электромагниту, он замыкается и замыкает цепь на вторичной стороне.

Якорь

Как работает электромеханическое реле

У нас есть два типа основных реле: нормально разомкнутые и нормально замкнутые. Существуют и другие типы реле, о которых мы поговорим позже в этой статье.

В нормально разомкнутом типе электричество во вторичной цепи не течет, поэтому нагрузка отключена.Однако, когда ток проходит через первичный контур, в электромагните индуцируется магнитное поле. Это магнитное поле притягивает якорь и тянет подвижный контактор, пока он не коснется клемм вторичной цепи. Это замыкает цепь и подает электричество на нагрузку.

С нормально закрытым типом. Вторичный контур обычно замкнут, поэтому нагрузка включена. Когда ток проходит через первичную цепь, электромагнитное поле заставляет якорь отталкиваться, что отключает контактор и разрывает цепь, что прекращает подачу электричества на нагрузку.

Как работают твердотельные реле (SSR)

Принцип работы твердотельных реле или SSR аналогичен, но, в отличие от электромеханических реле, у них нет движущихся частей. Твердотельное реле использует электрические и оптические свойства твердотельных полупроводников для выполнения изоляции входа и выхода, а также функций переключения.

В устройствах этого типа мы находим светодиод на первичной стороне вместо электромагнита. Светодиод обеспечивает оптическую связь, направляя луч света через зазор в приемник соседнего фоточувствительного транзистора.Мы контролируем работу этого типа простым включением и выключением светодиода.

SSR

Фототранзистор действует как изолятор и не пропускает ток, если он не подвергается воздействию света. Внутри фототранзистора находятся разные слои полупроводниковых материалов. Есть N-тип и P-тип, которые зажаты вместе. И N-тип, и P-тип изготовлены из кремния, но каждый из них был смешан с другими материалами, чтобы изменить их электрические свойства. N-тип был смешан с материалом, который дает ему много лишних и ненужных электронов, которые могут свободно перемещаться к другим атомам.P-тип был смешан с материалом, в котором меньше электронов, поэтому на этой стороне много пустого пространства, в которое могут перемещаться электроны.

Когда материалы соединяются вместе, возникает электрический барьер, препятствующий течению электронов.

Фототранзистор

Однако, когда светодиод включен, он испускает другую частицу, известную как фотон. Фотон попадает в материал P-типа и сбивает электроны, толкая их через барьер в материал N-типа. Электроны на первом барьере теперь также могут совершать прыжок, и поэтому возникает ток.После выключения светодиода фотоны перестают сталкивать электроны через барьер, и ток на вторичной стороне прекращается.

Итак, мы можем управлять вторичной цепью, просто используя луч света.

Типы реле

Существует множество типов реле, мы рассмотрим несколько основных, а также несколько простых примеров их использования.

Нормально разомкнутые реле

Как мы видели ранее в этой статье, у нас есть простое нормально разомкнутое реле.Это означает, что нагрузка вторичной стороны отключена до тех пор, пока не будет замкнута цепь первичной обмотки. Мы можем использовать это, например, для управления вентилятором, используя биметаллическую полосу в качестве переключателя на первичной стороне. Биметаллическая полоса изгибается при повышении температуры, при определенной температуре она замыкает цепь и включает вентилятор, чтобы обеспечить некоторое охлаждение.

Нормально разомкнутые реле

Нормально замкнутые реле

Еще у нас есть нормально замкнутое реле. Это означает, что нагрузка на вторичной стороне обычно включена.Например, мы могли бы управлять простой насосной системой для поддержания определенного уровня воды в резервуаре для хранения. Когда уровень воды низкий, насос включен. Но как только он достигает необходимого предела, он замыкает первичную цепь и отводит контактор, что отключает питание насоса.

Нормально закрытый простой пример

Блокировочное реле

В стандартном нормально разомкнутом реле после обесточивания первичной цепи электромагнитное поле исчезает, и пружина возвращает контактор в исходное положение.Иногда мы хотим, чтобы вторичная цепь оставалась под напряжением после размыкания первичной цепи. Для этого мы можем использовать фиксирующее реле.

Например, когда мы нажимаем кнопку вызова на лифте, мы хотим, чтобы свет на кнопке оставался включенным, чтобы пользователь знал, что лифт идет. Итак, для этого мы можем использовать фиксирующие реле. Есть много различных конструкций для этого типа реле, но в этом упрощенном примере у нас есть 3 отдельные цепи и поршень, который находится между ними. Первый контур — это кнопка вызова.Второй — лампа, а третий — схема сброса.

Блокировочное реле

Когда кнопка вызова нажата, оно замыкает цепь и приводит в действие электромагнит, это подтягивает поршень и замыкает цепь, чтобы включить лампу. Контроллеру лифта также посылается сигнал, чтобы лифт опускался. Кнопка отпускается, это отключает питание исходной цепи, но, поскольку поршень не подпружинен, он остается на месте, а лампа остается включенной.

Когда кабина лифта достигает нижнего этажа, она контактирует с выключателем.Это приводит в действие второй электромагнит и отталкивает поршень, отключая питание лампы.

Таким образом, реле с защелкой

предлагают преимущество наличия «памяти» положения. После активации они останутся в своем последнем положении без необходимости в дальнейшем вводе или токе.

Двухполюсный или однополюсный

Реле

могут быть однополюсными или двухполюсными. Термин «полюс» относится к количеству контактов, переключаемых при включении реле. Это позволяет запитать более одной вторичной цепи от одной первичной цепи.

Мы могли бы, например, использовать двухполюсное реле для управления охлаждающим вентилятором, а также сигнальную лампу. И вентилятор, и лампа обычно выключены, но когда биметаллическая полоса в первичной цепи становится слишком горячей, она изгибается, замыкая цепь. Это создает электромагнитное поле и замыкает оба контактора на вторичной стороне, это обеспечивает питание охлаждающего вентилятора, а также сигнальную лампу.

Двухполюсные

Двух- или одинарные реле

Говоря о реле, вы часто будете слышать термин «бросает».Имеется в виду количество контактов или точек подключения. Реле двойного хода объединяет нормально разомкнутую и нормально замкнутую цепи. Реле двойного хода также называется реле переключения, поскольку оно переключает или переключает между двумя вторичными цепями.

В этом примере, когда первичная цепь разомкнута, пружина на вторичной стороне подтягивает контактор к клемме B, запитывая лампу. Вентилятор остается выключенным, потому что цепь не замкнута.

Двойной бросок

Когда первичная сторона находится под напряжением, электромагнит подтягивает контактор к клемме A и отводит электричество, на этот раз запитывая вентилятор и выключая лампу.Таким образом, мы можем использовать этот тип реле для управления различными цепями в зависимости от события.

Двухполюсное реле двойного броска

Двухполюсное, двухпозиционное реле или DPDT используется для управления 2 состояниями в 2 отдельных цепях.

Здесь мы видим реле DPDT. когда первичная цепь не завершена, клеммы T1 и T2 подключаются к клеммам B и D соответственно. Красный светодиод и световой индикатор горят.

Double Pole Double Throw

Когда первичная цепь замкнута, то T1 и T2 подключаются к клеммам A и C, вентилятор включается и загорается зеленый светодиод.

Глушители (диоды с маховиком)

При работе с электромагнитами необходимо учитывать обратную ЭДС или электродвижущую силу. Когда мы запитываем катушку, электромагнитное поле нарастает до максимальной точки, магнитное поле накапливает энергию. Когда мы отключаем питание, электромагнитное поле коллапсирует и очень быстро высвобождает эту накопленную энергию, это коллапсирующее поле продолжает толкать электроны, поэтому мы получаем обратную ЭДС. Это нехорошо, потому что это может вызвать очень большие всплески напряжения, которые повредят наши цепи.

Супрессорный диод

Чтобы преодолеть это, мы можем использовать что-то вроде диода, чтобы подавить это. Диод пропускает ток только в одном направлении, поэтому при нормальной работе ток течет к катушке. Но когда мы отключаем питание, обратная ЭДС будет выталкивать электроны, и поэтому диод теперь будет обеспечивать катушкой путь для безопасного рассеивания энергии, чтобы не повредить наши цепи.

---

---

Разница между сроком службы в электрической части и сроком службы в механической части

Вопрос:

Механическое реле имеет срок службы электрического и механического.В чем разница между электрическим сроком службы и механическим сроком службы?

Ответ:

Это различие зависит от того, подключается ли нагрузка к контакту. Электрический срок службы механического реле, как правило, относится к коммутационному ресурсу реле, в котором номинальная нагрузка подключена к контакту. С другой стороны, механический срок службы относится к сроку службы реле как рабочего механизма, в котором нагрузка не подключена к контакту (состояние холостого хода).

Эти два вида срока службы (электрический срок службы и механический срок службы) определяются следующим образом.

1. Срок службы на электричестве

Электрический срок службы реле обычно определяется испытанием резистивной нагрузкой (см. Рис. 1).

В этом испытании электрический срок службы варьируется в зависимости от мощности и типа нагрузки (которая включает в себя контактное напряжение, контактный ток), частоты размыкания / замыкания контакта, температуры окружающей среды и т. Д.Для справки в таблице 1 перечислены различные типы нагрузок.

При размыкании или замыкании контакта возникает пусковой ток, величина которого варьируется в зависимости от типа нагрузки, от нескольких до нескольких десятков раз установившегося тока. Этот пусковой ток сильно влияет на срок службы реле, поэтому вам необходимо изучить пусковой ток, который возникает в цепи реле, несущей фактическую нагрузку (см. Рис. 2).

2.Механический срок службы

Механический срок службы реле, как упоминалось выше, относится к сроку службы реле, определяемому испытанием без нагрузки.
Поскольку реле представляет собой компонент, состоящий из механизма, реле изнашивается и изнашивается каждый раз, когда оно открывается и закрывается. Его срок службы может быстро ухудшиться, если он используется в неблагоприятных условиях эксплуатации, когда температура окружающей среды является неподходящей или на катушку подается напряжение, превышающее номинальное. Вы должны быть осторожны с условиями, в которых используется реле (см. Рис.3).

В этой статье мы обсудили разницу между электрическим и механическим сроком службы. Надеемся, статья поможет вам в выполнении ваших схемотехнических работ.

Ключевые слова

• Контакт:
  Под контактом понимается точка контакта в электрической цепи, где отдельные части соприкасаются друг с другом, создавая токопроводящую дорожку.
• Катушка:
  Проволока намотана в катушку, которая при подаче тока вызывает электромагнитную индукцию.Механическое реле работает, используя эту характеристику катушки.
• Срок службы:
  Срок службы реле определяется как общее количество раз, когда реле размыкается и закрывается без каких-либо проблем.
• Нагрузка:
  Нагрузка в релейной цепи — это элемент, которым нужно управлять на выходной стороне (контактной стороне) цепи.
• Номинальное напряжение катушки:
  Это рекомендуемое опорное напряжение, которое прикладывается к катушке для нормальной работы реле.
• Номинальное напряжение:
  Это определенное напряжение, приложенное к контакту.
• Контактный ток:
  Контактный ток — это ток, протекающий через контакт.

Электрическое реле — (Типы + Работа + Использование + Факты)

Электрические реле — одно из важных электрических устройств, которые используются во многих тяжелых машинах, таких как кондиционеры. Эти устройства могут быть менее известны обычным людям, но любой человек, обладающий некоторыми техническими знаниями, вероятно, знает об этом. Давайте разберемся с этими устройствами и их использованием более подробно.

Что такое реле?

Реле — это электрические переключатели, похожие на кнопки на вашей электрической плате, для включения и выключения определенного устройства. Основное назначение реле аналогично переключателю, но они немного отличаются. Реле можно включать и выключать электрическим током, в отличие от кнопки, которую необходимо физически включать и выключать. Например, если вы хотите включить реле, которое обычно выключено, вы должны подать электрический ток на его чувствительный элемент. Это свойство реле включаться и выключаться электрически без необходимости ручного вмешательства очень полезно, о чем вы узнаете, когда прочтете статью дальше.

Типы реле

Все реле можно разделить на две большие категории; электромеханическое реле и твердотельное реле.

• Электромагнитные реле — Эти реле используют для работы электромагнит и некоторые движущиеся части.
• Твердотельные реле — Эти реле не имеют движущихся частей и более эффективны и надежны, чем электромеханические реле.

Как работают реле?

Простое электромагнитное реле состоит из электромагнита, движущихся частей и контактов.Электромагнит используется как чувствительный элемент, который при получении электрического тока замыкает или размыкает контакты реле — в зависимости от типа реле — для включения или выключения нагрузки, например компрессор кондиционера и электроснабжение дома. Нагрузкой может быть любое электрическое устройство, которое вы хотите переключить с помощью реле. Подача электричества на нагрузку происходит от контактов реле, которые размыкаются и замыкаются электромагнитом, когда они получают электрический сигнал на своем чувствительном элементе.

Полупроводниковое реле работает иначе, чем электромеханическое реле; у них нет движущихся частей. Они полагаются на свойства полупроводника для функционирования. Эти реле очень надежны, долговечны и быстродействуют по сравнению с электромеханическими реле, но они очень дороги.

Использование реле

Если мы можем переключать нагрузку с помощью кнопки на электрическом щите, тогда зачем нужны реле? Как я упоминал ранее, реле обладают тем свойством, что их можно включать в электрическую цепь без необходимости нашего физического вмешательства.Например, если вы хотите, чтобы водяной насос автоматически отключался, когда резервуар для воды в вашем доме полностью заполняется. Затем вы будете использовать реле и своего рода датчик для отправки электрического сигнала на реле, когда резервуар полностью заполнится. После получения сигнала реле размыкает свои контакты, чтобы выключить водяной насос.

Вот еще несколько вариантов использования реле:

• Включение тяжелых нагрузок, таких как кондиционеры или тяжелые двигатели, с помощью очень небольшого электрического тока.