Электромагнитное реле принцип работы: Электромагнитное реле — устройство, принцип действия и область применения

Содержание

принцип работы, управление и устройство

Электромагнитное реле

Благодаря своей простоте, невысокой цене и относительной надежности электромагнитные реле получили максимальное распространение. Работа данного типа реле основана на использовании электромагнитных сил, возникающих в металлическом сердечнике при прохождении тока по виткам его катушки. Над сердечником установлена подвижная пластина (якорь) с контактом. Напротив контакта установлены соответствующие парные неподвижные контакты.

Схема работы простейшего электромагнитного реле

В начальном положении якорь удерживается пружиной. При подаче управляющего напряжения на катушку якорь притягивается к сердечнику, преодолевая усилие пружины, и замыкает контакты. После отключения напряжения пружину ничто не сдерживает, и она возвращает якорь в исходное положение.

Электромагнитное реле чаще всего используется в схемах защиты электроустановок и в системах автоматики.

Достоинства электромагнитных реле

  • Низкая цена.
  • Способность коммутации (переключения) нагрузок мощностью до 4 кВт при достаточно малых размерах менее 10 см³.
  • Устойчивость к импульсным перенапряжениям.
  • Малое выделение тепла.
  • Максимальная электрическая изоляция.

Недостатки электромагнитных реле

  • Большая задержка с момента поступления управляющего напряжения до контакта.
  • Ограниченный механический ресурс.
  • Создание радиопомех при срабатывании.
  • Громкий щелчок при размыкании, замыкании контактов.
  • Необходимость хоть и редкого, но регулярного технического обслуживания.
  • Большое потребление электрического тока.

На наших объектах мы часто используем реле Finder. Их многие видели и знают.

Так выглядит реле Finder

Электромагнитные реле в системах автоматики

Электромагнитные реле работают, делают цепь замкнутой, только в течение того времени, пока на него подается напряжение. Этот момент является определяющим в управлении электроснабжением потребителей.

Именно поэтому электромагнитное реле не может работать с кнопками, так как кнопка — это не выключатель с фиксацией, который «запоминает» внешнее воздействие (сигнал) человека. Кнопка подает только кратковременный сигнал для включения, выключения. А вот если нажать клавишу выключателя в положение «включено», электрическая цепь будет замкнута до тех пор (и напряжение на реле будет подаваться, соответственно), пока кто-либо не изменит положение выключателя. Поэтому с фиксируемым выключателем электромагнитное реле работает, а с кнопкой — нет.

  • Это раз, так как среди предлагаемой производителями электротехнической продукции и фурнитуры — огромное множество различных коммутирующих устройств, но не все они будут работать с этими реле.

Однако если подключить кнопки к контроллеру, а от контроллера — к реле, то все будет работать нормально. Контроллер будет подавать управляющее, удерживающее напряжение на реле, и цепь будет замкнута до тех пор, пока с кнопки на вход контроллера не поступит следующий, отключающий напряжение сигнал.

Если говорить о реле в общем, в контексте систем управления и автоматизации, то все реле, к примеру, для автоматизации систем освещения в проходных зонах, применяются только с контроллерами. Именно контроллер в данном случае является этим «запоминателем» состояния включения света. Причем в проходной зоне с 3–4-мя входами-выходами, в которой включением света управляют, к примеру, 3–4 выключателя (и более), расположенные у каждой двери (а еще и датчики), только контроллер может знать, что делать с включением, выключением света, если от одного из выключателей поступил управляющий сигнал.

Шум есть, но не критичный. Возможен монтаж реле на этаже

Шум от работы этих реле присутствует, но его величина не особенно критична, поэтому монтаж электромагнитных реле может производиться на этажах, то есть в данном случае возможна поэтажная разводка электропроводки.

Виды реле

Описываемые устройства классифицируют по нескольким параметрам. Например, исходя из вида напряжения, выделяют реле переменного тока либо постоянного. Конструктивно такие приборы отличаются друг от друга только типом сердечника, а точнее, его материалом. Для постоянных реле характерен сердечник из стали электротехнической, и бывают они двух типов:

  1. Нейтральные.
  2. Поляризованные.

Первые отличаются от вторых тем, что могут функционировать при любом направлении тока, проходящего через реле.

Если же рассматривать род управляющего сигнала и соответствующую конструкцию устройства, то последние делятся на:

  • Электромагнитные, в составе которых содержится электрический магнит, переключающий контакты.
  • Твердотельные. Схема коммутации собрана на тиристорах.
  • Термореле, работающие на основе термостата.
  • Реле задержки 220В.
  • Оптические, где управляющим сигналом является световой поток.

Виды электромагнитных реле

Первая классификация — по питанию. Есть электромагнитные реле постоянного и переменного тока. Реле постоянного тока могут быть нейтральными или поляризованными. Нейтральные срабатывают при подаче питания любой полярности, поляризованные реагируют только на положительное или на отрицательное (зависят от направления тока).

Виды электромагнитных реле по типу питающего напряжения и внешний вид одной из моделей

По электрическим параметрам

Еще делят электромагнитные реле по чувствительности:

  • Мощность для сработки 0,01 Вт и меньше — высокочувствительные.
  • Потребляемая обмоткой мощность при срабатывании — от 0,01 Вт до 0,05 Вт — чувствительные.
  • Остальные — нормальные.

В первую очередь стоит определиться с электрическими параметрами

Первые две группы (высокочувствительные и чувствительные) могут управляться от микросхем. Они вполне могут выдавать требуемый уровень напряжения, так что промежуточное усиление не требуется.

По уровню коммутируемой нагрузки есть такое деление:

  • Не больше 120 Вт переменного и 60 Вт постоянного тока — слаботочные.
  • 500 Вт переменного и 150 Вт постоянного — повышенной  мощности;
  • Более 500 Вт переменного тока — контакторы. Применяются в силовых цепях.

Есть еще деление по времени срабатывания. Если контакты замыкаются не более чем после 50 мс (миллисекунд) после подачи питания на катушку — это быстродействующее. Если проходит от 50 мс до 150 мс — это нормальная скорость, а все которые требуют для сработки контактов больше 150 мс — замедленные.

По исполнению

Есть еще электромагнитные реле с различной степенью герметичности.

  • Открытые электромагнитные реле. Это те, у которых все части «на виду».
  • Герметичные. Они запаяны или заварены в металлический или пластиковый корпус, внутри которого воздух или инертный газ. Доступа к контактам и катушке нет, доступны только выводы для подачи питания и подключения цепей.
  • Зачехленные. Есть чехол, но он не припаян, а соединяется с корпусом при помощи защелок. Иногда присутствует накидная проволочная петля, которая удерживает крышку.

По массе и размерам отличия могут быть очень существенными

И еще один принцип деления — по размерам. Есть микроминиатюрные — они весят менее 6 граммов, миниатюрные — от 6 до 16 граммов, малогабаритные имеют массу от 16 гр до 40 гр, а остальные — нормальные.

Что такое реле электрическое

В электрическом реле один электросигнал управляет другим электрическим сигналом. При этом нет места изменению параметров последнего, а только его коммутация

Сигналы могут быть совершенно разными по виду, форме и мощности, но важно одно — как только в цепи управления начинает течь ток, цепь коммутации срабатывает, соединяя либо отключая нагрузку. При исчезновении управляющего тока система возвращается в исходное состояние

Электрическое реле — своего рода усилитель, если, например, слабый сигнал коммутирует сильный, и при этом они сходны по форме и виду напряжения. Также можно считать такое устройство преобразователем, если сигналы отличаются друг от друга формой напряжения.

Как проверить электромагнитное реле

Работоспособность электромагнитного реле зависит от катушки. Поэтому в первую очередь проверяем обмотку. Ее прозванивают мультиметром. Сопротивление обмотки может быть как 20-40 Ом, так и несколько кОм. При измерении просто выбираем подходящий диапазон. Если есть данные о том, какая величина сопротивления должна быть — сравниваем. В противном случае довольствуемся тем, что нет короткого замыкания или обрыва (сопротивление стремится к бесконечности).

Проверить электромагнитное реле можно при помощи тестера/мультиметра

Второй момент — переключаются или нет контакты и насколько хорошо прилегают контактные площадки. Проверить это немного сложнее. К выводу одного из контактов можно подключить источник питания. Например — простую батарейку. При срабатывании реле потенциал должен появиться на другом контакте или исчезнуть. Это зависит от типа проверяемой контактной группы. Контролировать наличие питания также можно при помощи мультиметра, но его надо будет перевести в соответствующий режим (контроль напряжения проще).

Если мультиметра нет

Не всегда под рукой есть мультиметр, но батарейки есть почти всегда. Давайте рассмотрим пример. Есть какое-то реле в герметичном корпусе. Если знаете или нашли его тип, можно посмотреть характеристики по названию. Если данные не нашли или нет названия реле, смотрим на корпус. Обычно тут указывается вся важная информация. Напряжение питания и коммутируемые токи/напряжения есть обязательно.

Проверка обмотки электромагнитного реле

В данном случае имеем реле, которое работает от 12 V постоянного тока. Хорошо если есть такой источник питания, тогда используем его. Если нет, собираем несколько батареек (последовательно, то есть одну за одной), чтобы суммарно получить требуемое напряжение.

При последовательном соединении батареек их напряжение суммируем

Получив источник питания нужного номинала, подключаем его к выводам катушки. Как определить где выводы катушки? Обычно они подписаны. Во всяком случае, есть обозначения  «+» и «-» для подключения источников постоянного питания и знаки для переменного  типа таких «≈».  На соответствующие контакты подаем питание. Что происходит? Если катушка реле рабочая, слышен щелчок — это притянулся якорь. При снятии напряжения он слышен снова.

Проверяем контакты

Но щелчки — это одно. Это значит, что катушка работает, но надо еще контакты проверить. Возможно они окислились, цепь замыкается, но сильно падает напряжение. Может они стерлись и контакт плохой, может, наоборот, закипели и не размыкаются. В общем, для полноценной проверки электромагнитного реле необходимо еще проверить работоспособность контактных групп.

Проще всего объяснить на примере реле с одной группой. Они обычно стоят в автомобилях. Автолюбители называют их по числу выводов: 4 контактные или 5 контактные. В обоих случаях там всего одна группа. Просто четырех контактное реле содержит нормально замкнутый или нормально разомкнутый контакт, а пятиконтактное — переключающую группу (перекидные контакты).

Электромагнитное реле 4 и 5 контактное: расположение контактов, схема подключения

Как видите, питание подается в любом случае на выводы, которые подписаны 85 и 86. А к остальным подключается нагрузка. Для проверки 4-контактного реле можно собрать простейшую связку из маленькой лампочки и батарейки нужного номинала. Концы этой связки прикрутить к выводам контактов. В 4-контактном реле это выводы 30 и 87. Что получится? Если контакт на замыкание (нормально разомкнутый), при сработке реле лампочка должна загореться. Если группа на размыкание (нормально замкнутый) должна потухнуть.

В случае с 5-контактным реле схема будет чуть сложнее. Тут потребуется две связки из лампочки и батарейки. Используйте лампы разного формата, цвета или каким-то образом их разделите. При отсутствии питания на катушке у вас должна гореть одна лампочка. При срабатывании реле она гаснет, загорается другая.

Условия получения высокого коэффициента возврата

Если выбрать достаточно большое значение бк и малый рабочий ход якоря, то характеристика противодействующей пружины достаточно близко подойдет к тяговой и коэффициент возврата может быть получен примерно 0,7—0,8. Большими возможностями согласования характеристик обладает электромагнитная система с поворотным движением якоря (рис. 9.5). Якорь 3 Г-образной формы выполнен из тонкой электротехнической стали. При малом рабочем зазоре он насыщается, благодаря чему значение Ризб уменьшается и kB возрастает. Изменяя форму якоря и полюсов, можно получить практически любую тяговую   характеристику. Помимо указанных факторов на коэффициент возврата реле оказывают влияние трение перемещающихся деталей электромагнита и гистерезис материала магнитопровода.

Трение является дополнительным усилием сопротивления и вызывает увеличение тока трогания. Трение препятствует и отпусканию. Усилие возвратной пружины уменьшается, что вызывает уменьшение тока отпускания. В результате коэффициент возврата уменьшается. Для того чтобы трение меньше сказывалось на коэффициенте возврата, усилие противодействующей пружины должно значительно превышать силу трения. В ряде случаев необходимо контролировать уменьшение входного параметра. Эта задача решается с помощью минимальных реле. Так, например, контакты минимального реле напряжения отключают установку при снижении напряжения сети ниже допустимого.

Электромагнитное реле.

Разновидности

Поляризованные реле по величине коммутируемого тока являются слаботочными устройствами, предельно допустимый ток через его контакты — менее нескольких десятков мА. Также в этих реле редко выполняется многоконтактная коммутирующая система — практически во всех типах имеется один «перекидной» контакт. Тип в основном определяется конструкцией пружинной системы якоря.

По способу коммутации реле делятся на два основных типа:

  • с запоминанием состояния коммутации контактов после снятия управляющего тока обмоток;
  • с размыканием контактов после снятия управляющего тока обмоток. Якорь этого реле может занимать три положения.

В авиации для защиты источников постоянного тока применяется силовое поляризованное реле особой конструкции — .

Также существуют бесконтактные поляризованные реле — электронные устройства, функционально эквивалентные электромагнитным поляризованным реле, но построенные совершенно на иных принципах — это электронные полупроводниковые устройства или построенные по принципам магнитных усилителей. Такие устройства устойчиво работают в условиях сильных вибраций и ударов. Реле, построенные в виде магнитных усилителей, имеют магнитную систему с несколькими обмотками и работают на переменном токе: при подмагничивании сердечника постоянным током того или иного направления меняется реактивное сопротивление вторичной обмотки положительным или отрицательным полуволнам переменного тока. Изменение вторичного тока усиливается другим элементом, как правило, обычным неполяризованным реле.

Четыре таких реле типа 6С4.579-00-1 являются главными элементами блока усиления и коммутации 6Ц254, работающего в системах перемещения закрылков и крыла СПЗ-1А и СПК-2 самолётов Ту-22М, Ту-154 и других. Работают эти реле на переменном напряжении 36 В частотой 400 Гц, сравнивают постоянные напряжения потенциометров до 27 В с порогом срабатывания до 0,65 В.

Конструкция

Обычно поляризованное реле состоит из ферромагнитного магнитомягкого сердечника (ярма) с двумя намагничивающими обмотками, подвижного ферромагнитного якоря и контактной системой. Якорь связан с контактной системой, как правило, состоящей из одного переключаемого контакта. Начальный постоянный магнитный поток в ярме создаётся с помощью постоянного магнита — элемента ярма.

Обычно ярмо имеет Ш-образную форму, с двумя или одной обмотками, расположенными на крайних стержнях ярма. Постоянный магнит, расположенный в разрыве среднего стержня магнитопровода ярма, порождает в отсутствие тока обмоток симметричный поток магнитного поля в крайних стержнях. Между полюсными наконечниками крайних стержней находится якорь, который может быть притянут к «левому» или «правому» стержню ярма. При подаче тока в эти две обмотки якорь, в зависимости от полярности тока, перемещается к одному из стержней, а именно к тому, где напряжённость магнитного поля в немагнитном (воздушном) зазоре больше, так как взаимодействие магнитных потоков усиливает поле в одном из зазоров и ослабляет его в другом.

Электромагнитные реле на схемах: обмотки, контактные группы

Особенность реле в том, что оно состоит из двух частей — обмотки и контактов. Обмотка и контакты имеют различное обозначение. Обмотка графически выглядит как прямоугольник, контакты разного таки имеют каждый свое обозначение. Оно отражает их название/назначения, так что проблем с идентификацией обычно не возникает.

Типы контактов электромагнитных реле и их обозначение на схемах

Иногда рядом с графическим изображением ставят обозначение типа — НЗ (нормально замкнутый)  или НО (нормально открытый). Но чаще прописывают принадлежность к реле и номер контактной группы, а тип контакта понятен по графическому изображению.

Вообще, искать контакты реле надо по всей схеме. Ведь физически оно находится в одном месте, а разные его контакты являются частью разных цепей. Это и отображается на схемах. Обмотка в одном месте — в цепи подачи питания. Контакты разбросаны в разных местах — в цепях, в которых они работают.

Пример схемы на электромагнитных реле: контакты находятся в соответствующих цепях (см. цветовую маркировку)

Для примера посмотрите на схему с реле. Реле КА, КV1 и КМ имеют одну контактную группу, КV3 — две, KV2 — три. Но три — это далеко не предел. Контактных групп в каждом реле может быть и десять-двенадцать и больше. И схема на рисунке простая. А если она занимает пару листов формата А2 и в ней масса элементов…

Особенности устройства и функционирования

Изложенный ниже материал должен помочь инженерам более полно представить особенности функционирования слаботочные электромагнитные реле (СЭМР), которые не являются ни «черным ящиком», ни, что еще хуже, «гвоздем с проволокой».

Типичное электромагнитное реле (ЭМР) состоит из обмотки, воспринимающей и преобразующей поступающий на нее управляющий электрический ток в магнитный поток магнитопровода, который содержит неподвижную часть (разомкнутый контур) и подвижную часть – якорь. Подвижный якорь, перекрывая воздушный зазор, замыкает цепь магнитопровода и передает энергию электромагнита в виде усилия на гальванически не связанные с ним подвижные контакты, которые могут размещаться непосредственно на якоре или на выводах цоколя реле, составляя с неподвижными контактами контактные группы, замыкающие, размыкающие или переключающие внешние электрические цепи, подключенные к реле.

ЭМР могут быть поляризованными и неполяризованными (нейтральными) в зависимости от использования или не использования в составе их конструкции постоянного магнита, дополнительно поляризующего поток магнитопровода. Поляризованные реле более чувствительны, а поляризованные двустабильные реле не потребляют энергию после срабатывания.

Предприятием разрабатываются и выпускаются преимущественно миниатюрные и сверхминиатюрные слаботочные (до 10?25 А) ЭМР, управляемые постоянным током, для коммутации низкочастотных (типы РПК, РПС, РЭК, РЭС) и высокочастотных (типы РПА, РЭА) электрических цепей аппаратуры различных отраслей промышленности и техники.

Низкочастотные реле предназначены для коммутации электрических цепей при нагрузке на одну контактную группу не превышающей: на постоянном токе 25 А, 300 В, 750 Вт, а на переменном токе частотой до 20 кГц — 25 А, 380 В эфф, 3000 ВА. Низкочастотные реле при соответствующем уменьшении мощности нагрузки могут коммутировать электрические сигналы с частотами до 300 МГц.

Конкретный тип реле, как правило, имеет несколько видов исполнения, отличающихся напряжением обмотки и другими электрическими параметрами, а также установочными и присоединительными размерами, расположением выводов, климатическим оформлением и степенью защищенности внутреннего объема реле. Все производимые предприятием ЭМР в металлических корпусах герметичны и могут поставляться с требуемой потребителю степенью герметичности.

Электромагнитные реле, представляя собой электромеханические газоразрядные коммутационные устройства, являются широко применяемыми и наиболее надежными элементами аппаратуры. Ресурс (срок службы) реле ЭМР определяется наименьшим ресурсом обмотки или контактов и оценивается раздельно. Срок службы обмотки ограничивается старением её изоляции, которое тем интенсивнее, чем больше её температура. Ресурс контактов определяется их естественным износом в процессе коммутаций и измеряется допустимым количеством коммутаций в том или ином режиме. Снижение ресурса реле, сбой или отказ в его работе в большинстве случаев вызваны неправильным выбором коммутируемой нагрузки или недопустимым внешним воздействием на реле.

Реле задержки времени 220В

Прибор, смысл функционирования которого заключен в создании условий, где устройства электрической цепи работают в режиме определенной последовательности, называется реле времени. К примеру, если нужно создать режим включения нагрузки не мгновенно по приходе управляющего сигнала, а через установленный период, применяют определенную систему. Различают следующие виды названного оборудования:

  • Реле времени 220В электронного типа. Они могут обеспечить временную выдержку в пределах долей секунд и вплоть нескольких тысяч часов. Их можно программировать. Потребление энергии такими устройствами незначительно, а габариты малы.
  • С временем замедления на электромагните для питающих цепей постоянного тока. Схема основана на двух электромагнитных катушках, в которых одновременно возникают магнитные потоки, направленные в противоположную сторону и таким образом ослабляющие друг друга на время задержки срабатывания.
  • Устройства, где время срабатывания замедляется при помощи пневматического процесса. Выдержка может быть в пределах 0.40-180.00 секунд. Задержка срабатывания демпфера пневматического осуществляется регулировкой воздухозаборника.
  • Приборы на анкерном механизме либо часовой схеме.

Фазочувствительное реле

Электромеханическое фазочувствительное реле, как правило, работает на индукционном принципе, то есть по конструкции схоже с или двухфазным двигателем. Якорь его выполнен в виде алюминиевого диска, возле которого расположены две обмотки. Якорь удерживается в нейтральном положении пружиной и связан с контактной группой. Если фазы токов обеих обмоток совпадают, то якорь отклоняется вверх, если фазы противоположны — то вниз.

Подобные реле широко применяются в устройствах железнодорожной автоматики как путевые реле: одна обмотка запитана напрямую от источника питания, вторая включена в рельсовую цепь. Если РЦ свободна, то диск поднимается вверх и замыкает контакты, сообщающие о свободности пути, если путь занят, то якорь занимает нейтральное положение, а отклонение диска вниз означает пробой изолирующих стыков и ложное питание от соседней РЦ — смежные рельсовые цепи запитываются напряжениями противоположных фаз.

Реле контроля напряжения

Для контроля электрических сетей, а точнее, параметров напряжения, разработаны реле 220В. Они предназначены для защиты бытовых электроприборов от резких скачков напряжения. Основой таких устройств является специальный микроконтроллер быстрого реагирования. Он отслеживает уровень напряжения в сети. Если по каким-либо причинам есть отклонения напряжения в большую или меньшую сторону от предела допустимого, то подается сигнал управления на прибор, который отключает сеть от потребителей.

Порог срабатывания реле 220В лежит в пределах 170-250 Вольт. Это общепринятый стандарт. И когда произведено отключение сети, контроль уровня напряжения в ней продолжается. По возвращении напряжения в допустимые пределы, срабатывает система задержки времени, после чего на приборы вновь подается питание.

Такие устройства обычно устанавливают на входе цепи после электросчетчика и автоматического защитного выключателя. Мощность аппарата должна быть с запасом для выдерживания бросков напряжения при разрыве цепи нагрузки.

Разновидности

Поляризованные реле по величине коммутируемого тока являются слаботочными устройствами, предельно допустимый ток через его контакты — менее нескольких десятков мА. Также в этих реле редко выполняется многоконтактная коммутирующая система — практически во всех типах имеется один «перекидной» контакт. Тип в основном определяется конструкцией пружинной системы якоря.

По способу коммутации реле делятся на два основных типа:

  • с запоминанием состояния коммутации контактов после снятия управляющего тока обмоток;
  • с размыканием контактов после снятия управляющего тока обмоток. Якорь этого реле может занимать три положения.

В авиации для защиты источников постоянного тока применяется силовое поляризованное реле особой конструкции — .

Также существуют бесконтактные поляризованные реле — электронные устройства, функционально эквивалентные электромагнитным поляризованным реле, но построенные совершенно на иных принципах — это электронные полупроводниковые устройства или построенные по принципам магнитных усилителей. Такие устройства устойчиво работают в условиях сильных вибраций и ударов. Реле, построенные в виде магнитных усилителей, имеют магнитную систему с несколькими обмотками и работают на переменном токе: при подмагничивании сердечника постоянным током того или иного направления меняется реактивное сопротивление вторичной обмотки положительным или отрицательным полуволнам переменного тока. Изменение вторичного тока усиливается другим элементом, как правило, обычным неполяризованным реле.

Четыре таких реле типа 6С4.579-00-1 являются главными элементами блока усиления и коммутации 6Ц254, работающего в системах перемещения закрылков и крыла СПЗ-1А и СПК-2 самолётов Ту-22М, Ту-154 и других. Работают эти реле на переменном напряжении 36 В частотой 400 Гц, сравнивают постоянные напряжения потенциометров до 27 В с порогом срабатывания до 0,65 В.

Промежуточное реле 220В

Такой прибор считается вспомогательным устройством и применяется в различных автоматических схемах, а также в управлении. Назначением реле промежуточного является функция разъединения в цепях контактов отдельных групп. Также оно может производить одновременное включение одной цепи и выключение другой.

Схемы включения реле 220В промежуточного бывают двух видов:

  1. По принципу шунта. В этом случае все питающее напряжение подается на обмотку реле.
  2. По серийному типу. Здесь обмотку механизма с катушкой выключателя соединяют последовательно.

В схеме реле, в зависимости от его конструктивного исполнения, могут присутствовать до трех обмоток на катушках.

Конструкция

Обычно поляризованное реле состоит из ферромагнитного магнитомягкого сердечника (ярма) с двумя намагничивающими обмотками, подвижного ферромагнитного якоря и контактной системой. Якорь связан с контактной системой, как правило, состоящей из одного переключаемого контакта. Начальный постоянный магнитный поток в ярме создаётся с помощью постоянного магнита — элемента ярма.

Обычно ярмо имеет Ш-образную форму, с двумя или одной обмотками, расположенными на крайних стержнях ярма. Постоянный магнит, расположенный в разрыве среднего стержня магнитопровода ярма, порождает в отсутствие тока обмоток симметричный поток магнитного поля в крайних стержнях. Между полюсными наконечниками крайних стержней находится якорь, который может быть притянут к «левому» или «правому» стержню ярма. При подаче тока в эти две обмотки якорь, в зависимости от полярности тока, перемещается к одному из стержней, а именно к тому, где напряжённость магнитного поля в немагнитном (воздушном) зазоре больше, так как взаимодействие магнитных потоков усиливает поле в одном из зазоров и ослабляет его в другом.

Фазочувствительное реле

Электромеханическое фазочувствительное реле, как правило, работает на индукционном принципе, то есть по конструкции схоже с или двухфазным двигателем. Якорь его выполнен в виде алюминиевого диска, возле которого расположены две обмотки. Якорь удерживается в нейтральном положении пружиной и связан с контактной группой. Если фазы токов обеих обмоток совпадают, то якорь отклоняется вверх, если фазы противоположны — то вниз.

Подобные реле широко применяются в устройствах железнодорожной автоматики как путевые реле: одна обмотка запитана напрямую от источника питания, вторая включена в рельсовую цепь. Если РЦ свободна, то диск поднимается вверх и замыкает контакты, сообщающие о свободности пути, если путь занят, то якорь занимает нейтральное положение, а отклонение диска вниз означает пробой изолирующих стыков и ложное питание от соседней РЦ — смежные рельсовые цепи запитываются напряжениями противоположных фаз.

Фазочувствительное реле

Электромеханическое фазочувствительное реле, как правило, работает на индукционном принципе, то есть по конструкции схоже с или двухфазным двигателем. Якорь его выполнен в виде алюминиевого диска, возле которого расположены две обмотки. Якорь удерживается в нейтральном положении пружиной и связан с контактной группой. Если фазы токов обеих обмоток совпадают, то якорь отклоняется вверх, если фазы противоположны — то вниз.

Подобные реле широко применяются в устройствах железнодорожной автоматики как путевые реле: одна обмотка запитана напрямую от источника питания, вторая включена в рельсовую цепь. Если РЦ свободна, то диск поднимается вверх и замыкает контакты, сообщающие о свободности пути, если путь занят, то якорь занимает нейтральное положение, а отклонение диска вниз означает пробой изолирующих стыков и ложное питание от соседней РЦ — смежные рельсовые цепи запитываются напряжениями противоположных фаз.

Оцените статью:

Электромагнитное реле | Электрика в квартире, ремонт бытовых электроприборов

Просмотров 402 Опубликовано Обновлено

Электромагнитное реле — это коммутирующее устройство, работа которого основана на воздействии магнитного поля неподвижной обмотки на подвижный ферромагнитный стержень.

Электромагнитные реле, благодаря простому принципу работы и высокой надёжности, получили широкое применение в системах автоматики и в схемах защиты электроустановок.





Электромагнитные реле делятся на реле постоянного и переменного тока. Реле постоянного тока, в свою очередь, делятся на реле нейтральные и поляризованные. Нейтральные реле реагируют в равной степени на постоянный ток обоих направлений, протекающий по обмотке катушки. А поляризованные реле реагируют на полярность управляющего сигнала.

Устройство электромагнитного реле

Электромагнитное реле состоит из: катушки, ферромагнитного стержня (сердечника), подвижного якоря (пластины), одного или нескольких неподвижных контактов, пружины, основания и крышки.

Принцип действия электромагнитного реле

Работа электромагнитного реле основана на использовании электромагнитных сил, которые возникают в сердечнике при прохождении тока по виткам обмотки катушки реле.

В исходном положении подвижный якорь удерживается пружиной. При подаче напряжения на катушку реле, электромагнит (катушка + ферромагнитный стержень) притягивает якорь (пластину), преодолевая усилие пружины, который замыкает или размыкает контакты (в зависимости от конструкции реле и количества контактов). После отключения напряжения пружина возвращает якорь в исходное положение.

Контакты реле, которые до подачи напряжения на катушку были разомкнуты, называются нормально разомкнутыми, а контакты, которые были замкнуты — нормально замкнутыми. Также существуют переключающие контакты, у которых одна половина — нормально замкнутый контакт, а другая — нормально разомкнутый контакт.

Плюсы электромагнитных реле

  • Способность коммутации нагрузок мощностью до 4 КВт.
  • Устойчивость к импульсным перенапряжениям и помехам, которые появляются при разрядах молнии и в результате коммутационных процессов в высоковольтной электротехнике.
  • Электрическая изоляция между управляющей цепью катушкой и контактной группой.
  • Малое падение напряжения на замкнутых контактах, что сказывается на малом количестве выделяемого тепла.
  • Низкая цена по сравнению с другими реле (например, полупроводниковыми).

Минусы электромагнитных реле

  • Малая скорость работы.
  • Проблемы при коммутации индуктивных нагрузок и высоковольтных нагрузок при постоянном токе.
  • Радиопомехи при размыкании и замыкании контактов.
  • Ограниченный электрический и механический ресурс.

Несмотря на то, что электромагнитное реле представляет собой относительно простое устройство, технология производства реле сложна, а правильное применение реле (обеспечивающее желаемые технические характеристики и надёжность) требует специальных знаний.

что это, как работает, виды, проверка


Что такое электромагнитное реле, устройство, назначение

Электромагнитное реле — коммутирующее устройство, которое для работы использует электромагнитное поле. Состоит оно из электромагнитной катушки и подвижного якоря, подвижных и неподвижных контактов. Якорь и катушка закреплены на основании. Якорь подпружинен и расположен так, чтобы неподвижные контакты с неподвижными имели точки соприкосновения.

Устройство электромагнитного реле

Как работает электромагнитное реле? При подаче напряжения на обмотку в ней возникает электромагнитное поле. Закрепленный подвижно якорь притягивается к сердечнику катушки, контакты переключаются (смыкаются/размыкаются). В этом и состоит работа реле — перекидывать контакты. К ним подключена разная нагрузка и, в результате срабатывания, изменяется цепи, по которым протекает электрический ток.

При снятии питания электромагнитное поле исчезает, якорь под действием пружины возвращается в исходное состояние. Соответственно и схема возвращается в исходное состояние. По принципу действия очень похоже на работу обычного выключателя. С той лишь разницей, что кнопки нет и «управляются» контакты автоматически, а вместо лампочки может быть участок цепи или какое-то устройство.

Для чего нужно реле в электросхемах

На рисунке выше представлена простейшая схема с электромагнитным реле. Есть кнопка, при помощи которой подается питание на катушку. К контактам подключен исполнительный орган, например, электрическая лампа. При нажатии кнопки питание подается на катушку, якорь притягивается к сердечнику катушки, и давит на контакты. Они замыкаются, на лампочку поступает напряжение и она загорается. При снятии питания с катушки, пружина оттягивает якорь в исходное положение, цепь питания лампочки разрывается и она тухнет. Этот пример показывает, для чего и как используют электромагнитные реле.

Электрические параметры реле

• Чувствительность реле — способность срабатывать при определённом значении мощности, подаваемой на обмотку реле. Определяется магнитодвижущей силой (МДС) срабатывания. Если сравнивать между собой разные реле, то наиболее чувствительное будет то, у которое срабатывает при меньшей МДС. При этом якорь реле должен чётко притягиваться и контакты всех групп должны замкнуться/разомкнуться.

В справочниках обычно такой параметр как чувствительность не приводится. Он вычисляется из сопротивления обмотки и тока срабатывания.

• Рабочее напряжение (ток). Техническими условиями для конкретных типов реле устанавливается рабочее напряжение (ток), при питании которым обеспечивается нормальное функционирование реле. В технической документации на конкретное исполнение реле указывается его значение с допусками. При подаче на обмотку реле напряжения (тока) в указанных пределах, оно должно нормально функционировать.

• Напряжение (ток) срабатывания. Это один из параметров реле, определяющий его чувствительность. Это минимальное напряжение (ток) при котором реле должно нормально сработать, т.е. переключить все свои контакты. А уже для дальнейшего удерживания якоря на обмотку реле надо подавать рабочее напряжение (ток), описанное в предыдущем пункте.

В технической документации данный параметр обязательно приводится для каждого исполнения реле.

Данный параметр является контрольным. Он характеризует устойчивость всех элементов конструкции и стабильность регулировки реле.

• Напряжение (ток) отпускания. Обязательно приводится в технической документации на каждое исполнение реле как для нормальных условий эксплуатации, так и для условий, когда воздействуют различные факторы.

Отпускание реле — это не что иное, как возвращение контактов в исходное состояние. Происходит оно при снижении напряжения (тока) в обмотке реле до уровня, при котором якорь больше не может удерживаться в сработанном положении и возвращается в исходное состояние выключенного реле. Все контакты также переключаются в исходное состояние. Нормально замкнутые становятся замкнутыми, нормально разомкнутые — разомкнутыми.

Существует такой показатель, как коэффициент возврата. Это отношение тока отпускания к току срабатывания. Значение этого коэффициента у разных реле колеблется в очень больших пределах — от 0.1 до 0.98. Улучшение коэффициента возврата достигается путём сближения характеристик изменения электромагнитной силы, создающей магнитный поток, и силы пружины, противодействующей этому потоку. Также улучшения коэффициента возврата можно достичь путём уменьшения хода подвижной системы и снижения трения в её осях.

• Сопротивление обмотки. Сопротивление обмотки — это активное сопротивление обмотки реле с допусками, измеренное на постоянном токе. Обязательно приводится в технической документации и справедливо для нормальной температуры окружающей среды.

• Сопротивление контактов электрической цепи. Оно складывается из сопротивления элементов цепи контактов и сопротивления контактирующих поверхностей. Измерить сопротивление контактирующих поверхностей в реле очень сложно. Поэтому оно оценивается по сопротивлению всей цепи контактов.

Данный параметр может сильно изменяться как в процессе эксплуатации реле, так и в период доставки/транспортировки, т.к. зависит от многих факторов.

Попадание грязи на контакты реле влечёт за собой увеличение падения напряжения на контактах. Как следствие этого — повышенный нагрев контактов, который способен вообще вывести контактную пару из строя. Поэтому в технической документации как правило указывают сопротивление контактов на период поставки.

• Коммутационная способность контактов реле. Определяется значением мощности, коммутируемой контактами реле, выполняющими определённое количество коммутаций.

Важно понимать, что существует такая вещь, как коррозия контактов. И она сильно зависит от коммутируемой мощности. Но проявляется она при токах в 100 мА и более. При меньших токах основное влияние на работоспособность реле оказывает механический износ подвижной системы и контактов.

В тех. документации как правило указан диапазон коммутируемых напряжений и токов, при которых гарантируется конкретное число коммутаций.

Максимальная мощность, которую способно коммутировать реле, ограничивается температурой нагрева контактов, при которой снижается механическая прочность материала контактов.

• Электрическая изоляция. Характеризует электроизоляционные свойства реле. Это способность изоляции реле выдерживать перенапряжения (кратковременно и длительно), неизбежно возникающие в процессе эксплуатации аппаратуры. Изоляция реле определяется электрической прочностью промежутков — воздушных (межконтактных) зазоров и по поверхности диэлектрика платы реле. По этим промежуткам судят о токах утечки реле.

Виды электромагнитных реле

Первая классификация — по питанию. Есть электромагнитные реле постоянного и переменного тока. Реле постоянного тока могут быть нейтральными или поляризованными. Нейтральные срабатывают при подаче питания любой полярности, поляризованные реагируют только на положительное или на отрицательное (зависят от направления тока).

Виды электромагнитных реле по типу питающего напряжения и внешний вид одной из моделей

По электрическим параметрам

Еще делят электромагнитные реле по чувствительности:

  • Мощность для сработки 0,01 Вт и меньше — высокочувствительные.
  • Потребляемая обмоткой мощность при срабатывании — от 0,01 Вт до 0,05 Вт — чувствительные.
  • Остальные — нормальные.

В первую очередь стоит определиться с электрическими параметрами

Первые две группы (высокочувствительные и чувствительные) могут управляться от микросхем. Они вполне могут выдавать требуемый уровень напряжения, так что промежуточное усиление не требуется.

По уровню коммутируемой нагрузки есть такое деление:

  • Не больше 120 Вт переменного и 60 Вт постоянного тока — слаботочные.
  • 500 Вт переменного и 150 Вт постоянного — повышенной мощности;
  • Более 500 Вт переменного тока — контакторы. Применяются в силовых цепях.

Есть еще деление по времени срабатывания. Если контакты замыкаются не более чем после 50 мс (миллисекунд) после подачи питания на катушку — это быстродействующее. Если проходит от 50 мс до 150 мс — это нормальная скорость, а все которые требуют для сработки контактов больше 150 мс — замедленные.

По исполнению

Есть еще электромагнитные реле с различной степенью герметичности.

  • Открытые электромагнитные реле. Это те, у которых все части «на виду».
  • Герметичные. Они запаяны или заварены в металлический или пластиковый корпус, внутри которого воздух или инертный газ. Доступа к контактам и катушке нет, доступны только выводы для подачи питания и подключения цепей.
  • Зачехленные. Есть чехол, но он не припаян, а соединяется с корпусом при помощи защелок. Иногда присутствует накидная проволочная петля, которая удерживает крышку.

По массе и размерам отличия могут быть очень существенными

И еще один принцип деления — по размерам. Есть микроминиатюрные — они весят менее 6 граммов, миниатюрные — от 6 до 16 граммов, малогабаритные имеют массу от 16 гр до 40 гр, а остальные — нормальные.

Электромагнитные реле тока и напряжения

«Воспринимающим элементом» электромагнитного реле служит электромагнитный механизм (ЭММ), преобразующий входной электрический сигнал в перемещение якоря (см. [1] п.4). «Исполнительный элемент» — коммутирующий контакт (см. [1] п.2), на который воздействует якорь ЭММ с помощью механической передачи (см. [1] п.3), замыкая или размыкая контакт.

Электромагнитное реле (РЭМ) является элементом канала связи электрических цепей. Оно может быть представлено структурной схемой, как показано на рис. 4.1.

Действие составных частей и в целом нейтрального реле

аналогично действию магнитного контактора с самовозвратом (см. п. 2.1). Работа нейтрального реле не зависит от направления тока в обмотке катушки электромагнитного механизма (ЭММ). Контактная система может содержать от одного до 12 коммутирующих контактов (КК), рассчитанных на длительные постоянные или переменные токи до 16 А.. В механической передаче (МП) предусматривается возвратная пружина. Поэтому нейтральное реле – аппарат с самовозвратом. Характеристика управления может быть представлена по табл. 4.1 нелинейностью 2 (при
kB
=1) или нелинейностью 3.

Особенности магнитопроводов ЭММ нейтральных реле постоянного тока и реле переменного тока такие же, как у контакторов постоянного тока и контакторов переменного тока соответственно (см. п. 2.3).

Реле тока применяют для контроля силы тока в электрической цепи (ЭЦ1) и передачи информации о контролируемой величине типа «больше» или «меньше» в другую цепь (ЭЦ2). Входной переменной х

(
t
)=
i
(
t
) реле тока РТ является ток
i
, протекающий по контролируемой электрической цепи ЭЦ1. Выходная переменная
d
(
t
)=

(
t
) – сопротивление

, вносимое реле в электрическую цепь ЭЦ2 своим коммутирующим контактом.

Реле напряжения применяют для контроля уровня напряжения (х

(
t
)=
U
(
t
)) в электрической цепи и передачи информации о контролируемой величине в другую цепь с помощью коммутирующего контакта.

Реле тока и реле напряжения имеют одинаковую структуру (рис. 4.1), но функциональные части реле имеют конструктивные отличия. Существенно отличие в исполнении электромагнитной (втягивающей) катушки электромагнитного механизма реле. У реле тока обмотка катушки выполнена толстым проводом и имеет небольшое количество витков, что обеспечивает малое сопротивление протекающему по ней току. Сопротивление обмотка катушки реле напряжения большое. Оно создается большим количеством витков тонкого провода. Обмотку обычно включают на полное напряжение сети.

В поляризованном реле

(это реле постоянного тока) установлен поляризованный электромагнитный механизм (см. [1] п.4.9). При одном направлении тока в катушке якорь притягивается к соответствующему полюсу сердечника ЭММ и при этом срабатывают контакты одной группы, при другом направлении тока якорь перемещается к другому полюсу и срабатывают контакты другой группы. Характеристика управления поляризованного реле без самовозврата может быть представлена нелинейностью 5 по табл. 4.1.

Электромагнитные реле характеризуются следующими основными параметрами.

Напряжение

(
ток
)
срабатывания реле
(
хср
) – наименьшее значение напряжения на клеммах катушки ЭММ или наименьшее значение тока в ней, при которых якорь надежно притягивается к сердечнику, а замыкающие контакты переходят из разомкнутого состояния в замкнутое. В паспорте реле указано номинальное напряжение, на которое рассчитано включение ЭММ, несколько превышающее напряжение срабатывания. Этим обеспечивается надежность срабатывания реле.

Напряжение

(
ток
)
отпускания реле
(
хот
) – наибольшее напряжение на клеммах катушки ЭММ или наибольший ток в ней, при которых тяговое усилие, действующее на якорь ЭММ, уменьшается до значения, необходимого для надежного отпадания якоря от сердечника, а замыкающие контакты переходят из замкнутого состояния в разомкнутое состояние.

Коэффициент возврата реле

– отношение напряжения (тока) отпускания к напряжению (току) срабатывания.

Время срабатывания реле

(
τср
)– промежуток времени с момента подачи напряжения срабатывания на катушку реле до момента переключения его контактов.

Время отпускания реле

(
τот
) – промежуток времени с момента снятия напряжения с катушки до момента возвращения контактов в исходное положение.

Уставка реле

– величина напряжения или тока, на которую настроено реле и при которой оно срабатывает или отпускает.

Реле максимального тока

настраивают по току срабатывания (
хср
=
Iср
). Например, катушки реле максимального тока серии РЭВ выполняют на номинальные токи от 2,5 до 600 А. Уставка по току срабатывания ограничивается пределами
Iср
=(1,1…7)
Iном.р
относительно номинального тока катушки реле
Iном.р
. Коэффициент возврата
kB
=0,2…0,4. Реле выполняются с самовозвратом и с ручным возвратом. В последнем случае используют механическую передачу с защелкой (см. [1] п. 4.2).

Реле минимального напряжения

настраивают на напряжение отпускания (
хот
=
Uот
). Например, реле минимального напряжения серии РЭМ в зависимости от исполнения рассчитаны на напряжения втягивающей катушки 24, 55, 110, 220 В постоянного тока. Напряжение отпускания у реле напряжения составляет 15…45% от номинального значения напряжения катушки. Коэффициент возврата от 0,3 до 0,8.

Реле минимального напряжения остается включенным, пока контролируемое им напряжение не окажется ниже минимального допустимого значения. Поэтому уставка реле минимального напряжения несколько ниже этого значения. Когда напряжение упадет до значения уставки реле на отпускание, оно отключится и тем самым вызовет отключение нагрузки (например, электродвигателя).

Реле максимального напряжения

срабатывает и отключает контролируемое устройство, если напряжение в цепи превысит допустимое значение. Уставка на срабатывание (включение) реле несколько выше предельно допустимого значения напряжения, и пока напряжение в цепи не превысит это значение, реле остается в отключенном состоянии. Если же напряжение в цепи достигнет значения уставки реле на срабатывание, то реле максимального напряжения включится и вызовет этим отключение нагрузки (двигателя в электроприводе).

Коммутирующие контакты максимальных и минимальных реле в электроприводе обычно включают в цепи катушек контакторов, с помощью которых отключают электродвигатели от питания.

Промежуточные реле

, например типов РП-41, РП-42, ЭП-41, применяют для размножения сигналов управления, то есть для увеличения числа коммутирующих контактов, если количество контактов какого-либо реле или вспомогательных контактов контактора в схеме управления недостаточно или допустимый ток на контактах слишком мал.

Герконовые реле в своей конструкции совмещают магнитопровод ЭММ, механическую передачу (МП) и коммутирующий контакт (КК), выполненный в виде плоских пружинящих пластин из сплава пермаллой с высокой магнитной проницаемостью. Пластины помещают в стеклянный баллон, заполняют его инертным газом и герметизируют. Если такой герметизированный контакт (геркон) поместить внутрь катушки (рис. 4.2а) и по обмотке w

катушки пропустить ток

, то возникший магнитный поток, проходя по пластинам контакта, вызовет появление электромагнитной силы и смыкание контактных пластин. После того, как обмотка будет обесточена (

=0), контакт разомкнется, благодаря упругости контактных пластин.

Аналогичным образом реагирует геркон на магнитное поле, созданное постоянным магнитом N-S (рис. 4.2б). Приближение (х

у) магнита к геркону приводит к замыканию контакта, удаление – к размыканию. Такой способ управления герконом используется в слаботочных аппаратах управления (тумблеры, переключатели, кнопки и др. командоаппараты) и контрольно-измерительной аппаратуре (сигнализаторы положения, конечные выключатели, датчики).

Пример герконового реле с тремя коммутирующими контактами приведен на рис. 4.2в. Герконы охвачены общей для них включающей катушкой. Количество герконов в одном реле может достигать 12 и более.

Конструкция герконового реле, показанная на рис. 4.2, имеет разомкнутую магнитную цепь. По этой причине большая доля магнитодвижущей силы I

у
w
(МДС) катушки расходуется на проведение магнитного потока по воздуху. Кроме того, такая конструкция подвержена воздействию внешних магнитных полей. Для устранения этого недостатка магнитная система герконового реле (рис. 4.2а и рис. 4.2б) заключается в кожух (экран) из магнитомягкого материала. При этом увеличивается магнитная проводимость и уменьшается МДС срабатывания.

Разработаны конструкции герконовых реле с памятью.

Помимо герконовых реле с замыкающими контактами существуют герконовые реле с размыкающими контактами (в конструкцию добавлен постоянный магнит). Существуют также поляризованные герконовые реле.

По сравнению с обычными электромагнитными реле герконовые реле имеют высокое быстродействие (время срабатывания и отпускания до 3 мс), что позволяет использовать герконы при частоте коммутаций до 1000 в секунду. Герконы выдерживают до 108 и более циклов коммутаций. Возможность работы от кратковременных импульсов I

у (десятки микросекунд) и малая энергия, потребляемая при таком управлении, позволяют широко использовать герконы как выходные (усилительные) элементы в серии полупроводниковых элементов «Логика И».

Основной недостаток герконовых реле – малая допустимая токовая нагрузка (I

) на контакты (максимальная нагрузка у герсиконов, например,
I
ном=6,3 А у герсикона типа КМГ-12). Другой существенный недостаток – «дребезг» контактов при срабатывании реле, т.е. вибрация контактных пластин, вызванная их упругостью (продолжительность вибрации может достигать половины времени срабатывания).

Обычные герконы типа КЭМ, МК, МУК и др., применяемые в реле, изготовляют на ток до 3 А напряжением до 300 В. Время срабатывания от 3 до 10 мс. Ресурс коммутационных циклов составляет 107…109.

Герконы применяют в реле напряжения, например, РЭС42, РЭС43, РЭС44, в реле тока и др. Реле промежуточные герконовые серии РПГ применяются в схемах автоматики и управления с источниками питания (в зависимости от марки реле) на напряжения 12, 15, 24, 48, 60, 110 и 220 В постоянного тока или выпрямленного трехфазного тока. Реле пригодны для работы в системах управления на базе микропроцессорной техники.

По времени срабатывания τср

или времени отпускания
τот
все реле тока и напряжения подразделяют на быстродействующие (
τср
<50 мс) и нормальные (
τср
=50…250 мс). Для получения времени срабатывания или отпускания больше 250 мс применяют специальные реле, называемые
реле времени
.

Виды контактных групп

Электромагнитные реле делят по способу работы контактов. Они могут быть:

  • Нормально замкнутыми (закрытыми, размыкающими). Сокращенно обозначаются НЗ, на импортных схемах NC.
  • Нормально разомкнутыми (открытыми, замыкающими). Обозначение — НО на наших — и NO на зарубежных.
  • Перекидными (переключающими). Перекидные отличаются внешне, так как имеют три пластины с контактами. У них обычно обознается только общий контакт — пишут «общ» или comon.

В общем-то, по названиям контактов ясно, как они работают. Нормально замкнутые контакты в исходном состоянии замкнуты, через них протекает ток. При сработке реле контакты размыкаются, цепь питания обрывается.

Нормально закрытый (замкнутый) контакт: что значит и принцип работы

Нормально открытые (понятнее — нормально разомкнутые) контакты, наоборот, в обычном состоянии разомкнуты. Когда реле срабатывает, контакт замыкается, в цепи возникает ток.

Электромагнитное реле с нормально открытым (разомкнутым) контактом

Наверное, уже понятно как работают переключающий контакт. В отличие от первых двух, переключающий состоит из трех пластин. По краям две неподвижные и подвижная в центре. Подвижный контакт часто называют общим. В нормальном положении подвижная пластина касается одного из контактов, ток протекает по этому пути (на рисунке снизу справа).

Принцип работы электромагнитного реле с переключающими контактами

При срабатывании реле, подвижный контакт изменяет положение благодаря упорной рамке (на рисунке это просто штырь, припаянный к подвижной пластине). А рамка прикреплена к якорю. После срабатывания реле, в первой цепи появляется разрыв, во второй начинает протекать ток.

Это все типы контактов — вроде не так много. Но в одном реле могут быть собраны все три вида, и количество групп каждого виды бывает разным. Их выбирают в зависимости от необходимости.

Коэффициент запаса при расчете освещения

В процессе эксплуатации осветительной установки возможен спад создаваемой ею освещенности. Для компенсации этого спада при проектировании ОУ вводится коэффициент запаса (КЗ). Нормированные значения освещенности должны быть обеспечены в течение всего времени эксплуатации осветительной установки. Однако, в связи с тем, что период эксплуатации имеет место постоянное уменьшение освещенности, начальная освещенность должна быть принята больше нормированной, а именно, равна последней, умноженной на коэффициент запаса, значения которого регламентированы нормами. Этот коэффициент учитывает снижение светового потока источников света к концу срока службы, запыление светильников, старение последних, т.е. ухудшение характеристик, не восстанавливаемых очисткой, и снижение коэффициентов отражения стен и потолка помещения.

Необходимый коэффициент запаса зависит от количества и характера пыли в воздухе, степени старения данного типа источников света (в связи с чем для газоразрядных ламп коэффициент запаса повышается), типа светильников, и, конечно периодичности очистки последних. В зависимости от указанных обстоятельств значение коэффициента запаса может находиться в пределах 1-2.

Электромагнитные реле на схемах: обмотки, контактные группы

Особенность реле в том, что оно состоит из двух частей — обмотки и контактов. Обмотка и контакты имеют различное обозначение. Обмотка графически выглядит как прямоугольник, контакты разного таки имеют каждый свое обозначение. Оно отражает их название/назначения, так что проблем с идентификацией обычно не возникает.

Типы контактов электромагнитных реле и их обозначение на схемах

Иногда рядом с графическим изображением ставят обозначение типа — НЗ (нормально замкнутый) или НО (нормально открытый). Но чаще прописывают принадлежность к реле и номер контактной группы, а тип контакта понятен по графическому изображению.

Вообще, искать контакты реле надо по всей схеме. Ведь физически оно находится в одном месте, а разные его контакты являются частью разных цепей. Это и отображается на схемах. Обмотка в одном месте — в цепи подачи питания. Контакты разбросаны в разных местах — в цепях, в которых они работают.

Пример схемы на электромагнитных реле: контакты находятся в соответствующих цепях (см. цветовую маркировку)

Для примера посмотрите на схему с реле. Реле КА, КV1 и КМ имеют одну контактную группу, КV3 — две, KV2 — три. Но три — это далеко не предел. Контактных групп в каждом реле может быть и десять-двенадцать и больше. И схема на рисунке простая. А если она занимает пару листов формата А2 и в ней масса элементов…

Основные технические характеристики, плюсы и минусы, область применения

Как любые электротехнические детали, электромагнитное реле подбирают по параметрам. Сначала определяются с составом контактных групп, затем — с питанием. Затем наступает пора выбора характеристик.

  • Ток или напряжение срабатывания. Самое низкое значение тока или напряжения, при котором контакты уверенно переключаются.
  • Ток или напряжение отпускания. Максимальное значение параметров, при которых пружина оторвет якорь от катушки.
  • Чувствительность. Минимальный уровень мощности, при котором реле срабатывает.
  • Сопротивление обмотки. Измеряется при температуре +20°C.
  • Рабочий ток или напряжение. Это диапазон значений, при которых реле точно сработает в эксплуатационных условиях.
  • Время срабатывания. Промежуток от момента подачи питания на обмотку до переключения первого контакта.
  • Время отпускания. Через какой промежуток времени после снятия питания «отлипнет» якорь.
  • Частота коммутации. Сколько раз может сработать реле за определенный промежуток времени.

Характеристики электромагнитного реле. Один из видов

Электромеханические реле имеют большой рабочий ресурс, невысокую цену. Еще один плюс — малое падение мощности при переключении. Но они создают помехи при работе, возможен дребезг контактов, скорость срабатывания совсем невысокая, есть проблемы с индуктивными нагрузками.

Все эти свойства определяют область применения. Обычно это коммутация питания приборов, работающих от 220 В переменного тока или 12 В и 24 В постоянного. Чаще всего нагрузкой являются электродвигатели невысокой мощности, еще подключают освещение, другую индуктивную и активную нагрузку. Мощность коммутируемой нагрузки от 1 Вт до 2-3 кВт.

Принцип работы твердотельного реле

Рис. №3. Схема работы с использованием твердотельного реле. В положении выключено, когда на входе наблюдается 0 В, твердотельное реле не дает пройти току через нагрузку. В положение включено, на входе есть напряжение, ток идет через нагрузку.

Основные элементы регулируемой входной цепи переменного напряжения.

  1. Регулятор тока служит для поддержки неизменного значения тока.
  2. Двухполупериодный мост и конденсаторы на входе в устройство служат для преобразования сигнала переменного тока в постоянный.
  3. Встроенный оптрон оптической развязки, на него подается питающее напряжение и через него протекает входной ток.
  4. Тригерная цепь служит для управления эмиссией света встроенного оптрона, в случае прекращения подачи входного сигнала ток прекратит свое протекание через выход.
  5. Резисторы, расположенные в схеме последовательно.

В твердотельных реле используется два распространенных типа оптических развязок – семистор и транзистор.

Симистор обладает следующими преимуществами: включение в состав развязки тригерной цепи и ее защищенность от помех. К недостаткам следует отнести дороговизну и необходимость больших величин тока на входе в устройство, необходимого для переключения выхода.

Рис. №4. Схема реле с семистором.

Тиристор — не нуждается в наличии большого значения тока для переключения выхода. Недостаток – нахождение триггерной цепи вне развязки, а значит большее число элементов и слабая защита от помех.

Рис. №5. Схема реле с тиристором.

Рис. №6. Внешний вид и расположение элементов в конструкции твердотельного реле с транзисторным управлением.

Принцип работы твердотельного реле типа SCR полупериодного управления

При прохождении тока через реле исключительно в одном направлении величина мощности снижается почти на 50%. Для предотвращения этого явления используют два параллельно подключенных SCR, расположенные на выходе (катод соединяется анодом другого).

Рис. №7. Схема принципа работы полупериодного управления SCR

Типы коммутирования твердотельных реле

  1. Управление коммутационными действиями при переходе тока через ноль.

Рис. №8. Коммутация реле при переходе тока через ноль.

Преимущество способа – отсутствие помех при включении.

Недостатки – прерывание выходного сигнала, отсутствие возможности применения с нагрузками, обладающими высокой индуктивностью.

Используется для резистивной нагрузки в системах управления и контролирования нагревательных устройств. Использование в слабоиндуктивных и емкостных нагрузках.

  1. Фазовое управление твердотельным реле

Рис.№9. Схема фазного управления.

Преимущество: непрерывность и плавная регулировка, возможность изменять значение выходного напряжения.

Недостатки: присутствуют помехи при производстве переключений.Область использования: управление систем нагрева, индуктивные нагрузки (трансформаторы), инфракрасные выключатели (резистивная нагрузка).

Основные показатели для выбора твердотельных реле

  • Ток: нагрузки, пусковой, номинальный.
  • Тип нагрузки: индуктивность, емкость или резистивная нагрузка.
  • Тип напряжения цепи: переменное или постоянное.
  • Тип сигнала управления.
Рекомендации по подбору реле и эксплуатационные нюансы

Токовая нагрузка и ее характер служат главным фактором, определяющим выбор. Реле выбирается с запасом по току, в который входит учет пускового тока (он должен выдержать 10-кратное превышение тока и перегруз на 10 мс). При работе с обогревателем номинальный ток превышает номинальный ток нагрузки не менее чем на 40%. При работе с электродвигателем запас по току рекомендован быть больше номинала не менее чем в 10 раз.

Ориентировочные примеры выбора реле при превышении тока
  1. Нагрузка активной мощности, например, ТЭН – запас 30-40%.
  2. Электродвигатель асинхронного типа, 10 кратный запас по току.
  3. Освещение с лампами накаливания – 12 кратный запас.
  4. Электромагнитные реле, катушки – от 4 до 10 кратного запаса.

Рис. №10. Примеры выбора реле при активной нагрузке по току.

Такой электронный компонент электрических цепей как твердотельное реле становиться обязательным интерфейсом в современных схемах и обеспечивает надежную электрическую изоляцию между всеми задействованными электроцепями.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Как проверить электромагнитное реле

Работоспособность электромагнитного реле зависит от катушки. Поэтому в первую очередь проверяем обмотку. Ее прозванивают мультиметром. Сопротивление обмотки может быть как 20-40 Ом, так и несколько кОм. При измерении просто выбираем подходящий диапазон. Если есть данные о том, какая величина сопротивления должна быть — сравниваем. В противном случае довольствуемся тем, что нет короткого замыкания или обрыва (сопротивление стремится к бесконечности).

Проверить электромагнитное реле можно при помощи тестера/мультиметра

Второй момент — переключаются или нет контакты и насколько хорошо прилегают контактные площадки. Проверить это немного сложнее. К выводу одного из контактов можно подключить источник питания. Например — простую батарейку. При срабатывании реле потенциал должен появиться на другом контакте или исчезнуть. Это зависит от типа проверяемой контактной группы. Контролировать наличие питания также можно при помощи мультиметра, но его надо будет перевести в соответствующий режим (контроль напряжения проще).

Если мультиметра нет

Не всегда под рукой есть мультиметр, но батарейки есть почти всегда. Давайте рассмотрим пример. Есть какое-то реле в герметичном корпусе. Если знаете или нашли его тип, можно посмотреть характеристики по названию. Если данные не нашли или нет названия реле, смотрим на корпус. Обычно тут указывается вся важная информация. Напряжение питания и коммутируемые токи/напряжения есть обязательно.

Проверка обмотки электромагнитного реле

В данном случае имеем реле, которое работает от 12 V постоянного тока. Хорошо если есть такой источник питания, тогда используем его. Если нет, собираем несколько батареек (последовательно, то есть одну за одной), чтобы суммарно получить требуемое напряжение.

При последовательном соединении батареек их напряжение суммируем

Получив источник питания нужного номинала, подключаем его к выводам катушки. Как определить где выводы катушки? Обычно они подписаны. Во всяком случае, есть обозначения «+» и «-» для подключения источников постоянного питания и знаки для переменного типа таких «≈». На соответствующие контакты подаем питание. Что происходит? Если катушка реле рабочая, слышен щелчок — это притянулся якорь. При снятии напряжения он слышен снова.

Проверяем контакты

Но щелчки — это одно. Это значит, что катушка работает, но надо еще контакты проверить. Возможно они окислились, цепь замыкается, но сильно падает напряжение. Может они стерлись и контакт плохой, может, наоборот, закипели и не размыкаются. В общем, для полноценной проверки электромагнитного реле необходимо еще проверить работоспособность контактных групп.

Проще всего объяснить на примере реле с одной группой. Они обычно стоят в автомобилях. Автолюбители называют их по числу выводов: 4 контактные или 5 контактные. В обоих случаях там всего одна группа. Просто четырех контактное реле содержит нормально замкнутый или нормально разомкнутый контакт, а пятиконтактное — переключающую группу (перекидные контакты).

Электромагнитное реле 4 и 5 контактное: расположение контактов, схема подключения

Как видите, питание подается в любом случае на выводы, которые подписаны 85 и 86. А к остальным подключается нагрузка. Для проверки 4-контактного реле можно собрать простейшую связку из маленькой лампочки и батарейки нужного номинала. Концы этой связки прикрутить к выводам контактов. В 4-контактном реле это выводы 30 и 87. Что получится? Если контакт на замыкание (нормально разомкнутый), при сработке реле лампочка должна загореться. Если группа на размыкание (нормально замкнутый) должна потухнуть.

В случае с 5-контактным реле схема будет чуть сложнее. Тут потребуется две связки из лампочки и батарейки. Используйте лампы разного формата, цвета или каким-то образом их разделите. При отсутствии питания на катушке у вас должна гореть одна лампочка. При срабатывании реле она гаснет, загорается другая.

принцип работы, управление и устройство

Реле электромагнитное – самый распространенный тип реле, используемое во всех сферах электрики. Функционирование этого типа основано на электромагнитном поле, которое возникает в сердечнике при прохождении тока по обмоткам катушки. При подаче электричества на катушку, якорь реле из ферромагнита соприкасается с сердечником. Он преодолевает силу пружины, тем самым замыкаются его контакты.

При отключении тока, якорь переходит в свое исходное состояние. Таким образом происходит управление подачи электричества в цепь, или ее отдельных элементов. Восприимчивым элементом в устройстве является его обмотка.  Это самый распространенный тип реле, применяемый в современной электромеханике. Статья содержит полезный видеоматериал об устройстве, а в конце читатель найдет дополнительный материал, посвященный особенностям устройства, области его применения и правилам эксплуатации.

Особенности электромагнитного реле

Согласование тяговых и противодействующих характеристик

Электромагнитные реле благодаря простоте конструкции и надежности широко распространены в схемах электропривода и в схемах защиты энергосистем. Электромагнитные реле приводятся в действие с помощью электромагнитов   постоянного  или переменного тока. Рассмотрим работу максимального реле постоянного тока с простейшей магнитной системой клапанного типа. Противодействующие усилия создаются возвратной Pi и контактными Р2 пружинами. Усилие контактных пружин создает предварительное нажатие в момент соприкосновения контактов.

В результате уменьшается вибрация контактов при срабатывании и обеспечивается необходимое контактное нажатие. С учетом линейной зависимости силы пружины от ее деформации и относительно небольшого перемещения якоря противодействующее усилие пружин, приведенное к якорю, меняется линейно с изменением зазора. Для срабатывания реле необходимо, чтобы тяговая характеристика Рэ\ во всех точках хода якоря шла выше суммарной противодействующей характеристики Ра = Р\-\-Р2. Для токового реле при данном начальном зазоре бн положение Pai зависит от тока.   При ненасыщенной   магнитной системе тяговая сила пропорциональна квадрату тока.

Схема электромагнитного реле.

Наименьшее значение тока, при котором кривая P3i начинает проходить выше зависимости Рш определяет ток трогания /Тр реле. Срабатывание реле определяется точкой в (зазор б = бн), при которой Рэ] идет выше Рп. Для надежного включения в обмотку реле обычно подается ток /раб>/тр. Коэффициент запаса при этом £3 = /раб//ср и обычно составляет k3 — l,4. С ростом ki тяговая характеристика поднимается, увеличивается тяговое электромагнитное усилие, действующее на якорь, увеличивается ускорение якоря, сокращается полное время включения. Однако при этом возрастают удары в механизме и вибрация контактов. Для того чтобы устранить залипание якоря, в магнитной системе всегда создается конечный зазор бк. При этом . зазоре тяговое усилие значительно превышает противодействующее.

Материал по теме: Что такое реле времени

Для отключения реле тяговая характеристика Рт во . всех точках должна быть ниже характеристики Рп. При этом усилие, развиваемое противодействующими пружинами, больше электромагнитного усилия и якорь возвратится в начальное положение. Ток при таком положении характеристики называется током отпускания или током возврата. При отпускании реле определяющей точкой является точка б, в которой характеристика Ра идет ниже характеристики Рп. Для реле защиты энергосистем и электропривода, контролирующих значение тока в узких пределах, коэффициент возврата йв = /0тп//Ср должен быть возможно ближе к единице.

Электромагнитное реле.

Допустим, требуется реле, которое срабатывает при токе 100 А и отпускает при токе 99 А, т. е. £в = 0,99. В электромагнитных реле такой k5 получить трудно, и в этих случаях применяются электронные реле. Если реле применяется для защиты установки от чрезмерного понижения напряжения сети, то оно также должно иметь высокий kB. Например, если установка должна отключаться от сети при напряжении, равном 70 % Uhqm, то необходимо применить реле с kB = Q,7. Такой kB можно легко получить в электромагнитном реле переменного тока. Рассмотренное реле срабатывает при любом направлении тока в обмотке. Такие реле называются нейтральными.

Строение электромагнитного реле.

Поскольку всегда РПЗб>0, коэффициент возврата максимального реле kB<\. Для увеличения kB необходимо максимально сблизить тяговую и противодействующую характеристики с целью уменьшения РИЗб- В реле, как правило, основное противодействующее усилие создается возвратной пружиной. Усилие контактной пружины невелико, и при рассмотрении коэффициента возврата им можно пренебречь. Для получения высокого kB противодействующая характеристика должна быть такой же нелинейной, как и тяговая.

Для  максимального сближения тяговой и противодействующей характеристик последней можно придать нелинейный характер. Добиться этого удается ценой сложных конструктивных решений, снижающих надежность реле .(противодействующее усилие создается несколькими пружинами). Такие решения применяются редко. В простейшем случае и при одной пружине рекомендуется выбирать ее с наибольшей возможной жесткостью, чтобы   противодействующая   характеристика   совпадала с касательной, проведенной к тяговой характеристике при б = бн. В этом случае значение РИзб будет минимальным, а kB максимальным.

Условия получения высокого коэффициента возврата

Если выбрать достаточно большое значение бк и малый рабочий ход якоря, то характеристика противодействующей пружины достаточно близко подойдет к тяговой и коэффициент возврата может быть получен примерно 0,7—0,8. Большими возможностями согласования характеристик обладает электромагнитная система с поворотным движением якоря (рис. 9.5). Якорь 3 Г-образной формы выполнен из тонкой электротехнической стали. При малом рабочем зазоре он насыщается, благодаря чему значение Ризб уменьшается и kB возрастает. Изменяя форму якоря и полюсов, можно получить практически любую тяговую   характеристику. Помимо указанных факторов на коэффициент возврата реле оказывают влияние трение перемещающихся деталей электромагнита и гистерезис материала магнитопровода.

Трение является дополнительным усилием сопротивления и вызывает увеличение тока трогания. Трение препятствует и отпусканию. Усилие возвратной пружины уменьшается, что вызывает уменьшение тока отпускания. В результате коэффициент возврата уменьшается. Для того чтобы трение меньше сказывалось на коэффициенте возврата, усилие противодействующей пружины должно значительно превышать силу трения. В ряде случаев необходимо контролировать уменьшение входного параметра. Эта задача решается с помощью минимальных реле. Так, например, контакты минимального реле напряжения отключают установку при снижении напряжения сети ниже допустимого.

Электромагнитное реле.

Электромагнитные реле в системах автоматики

Электромагнитные реле работают, делают цепь замкнутой, только в течение того времени, пока на него подается напряжение. Этот момент является определяющим в управлении электроснабжением потребителей. Именно поэтому электромагнитное реле не может работать с кнопками, так как кнопка — это не выключатель с фиксацией, который «запоминает» внешнее воздействие (сигнал) человека. Кнопка подает только кратковременный сигнал для включения, выключения. А вот если нажать клавишу выключателя в положение «включено», электрическая цепь будет замкнута до тех пор (и напряжение на реле будет подаваться, соответственно), пока кто-либо не изменит положение выключателя.

Поэтому с фиксируемым выключателем электромагнитное реле работает, а с кнопкой — нет. Это раз, так как среди предлагаемой производителями электротехнической продукции и фурнитуры — огромное множество различных коммутирующих устройств, но не все они будут работать с этими реле. Во всех примерах здесь мы не рассматриваем простейшие ручные схемы управления освещением, когда нажал на фиксируемый выключатель, реле им удерживается, и свет включается, пока не нажать на клавишу фиксируемого выключателя в положение «выключено».

В системах управления освещения с автоматикой всегда применяются кнопки, а не фиксированные выключатели, поэтому на работу всех реле будем смотреть, принимая во внимание их взаимодействие с кнопками (или выключателями без фиксации). Однако если подключить кнопки к контроллеру, а от контроллера — к реле, то все будет работать нормально. Контроллер будет подавать управляющее, удерживающее напряжение на реле, и цепь будет замкнута до тех пор, пока с кнопки на вход контроллера не поступит следующий, отключающий напряжение сигнал.

Если говорить о реле в общем, в контексте систем управления и автоматизации, то все реле, к примеру, для автоматизации систем освещения в проходных зонах, применяются только с контроллерами. Именно контроллер в данном случае является этим «запоминателем» состояния включения света. Причем в проходной зоне с 3–4-мя входами-выходами, в которой включением света управляют, к примеру, 3–4 выключателя (и более), расположенные у каждой двери (а еще и датчики), только контроллер может знать, что делать с включением, выключением света, если от одного из выключателей поступил управляющий сигнал. Шум от работы этих реле присутствует, но его величина не особенно критична, поэтому монтаж электромагнитных реле может производиться на этажах, то есть в данном случае возможна поэтажная разводка электропроводки.

Схема устройства электромагнитного реле.

Импульсное (поляризованное) реле

Здесь уже поинтереснее. Потребности людей в комфорте, безопасности, скорости срабатывания росли, и на замену электромеханическому реле пришло импульсное или поляризованное реле. Данный тип реле используется в большом количестве отраслей, благодаря своей надежности, относительно высокой скорости срабатывания и возможности управления им малыми токами. Устройство импульсного реле схоже с устройством электромагнитного. Однако, катушка электромагнитного реле, находящегося в рабочем состоянии, должна быть всегда под напряжением, а катушка импульсного реле для устойчивого переключения получает только кратковременные импульсы. Благодаря чему потребляет энергию только в момент импульса и «запоминает», включено оно или нет, даже если напряжение исчезает (обычное реле так «не умеет», работает только при постоянной подаче тока).

Материал в тему: Что такое кондесатор

Наибольшее распространение данный тип реле получил в области управления освещением. Импульсные реле можно разделить на несколько типов:

  • электромагнитные;
  • индукционные;
  • магнитоэлектрические;
  • электродинамические;
  • электронные (будут выделены отдельно).

Принцип работы у всех этих вариаций схож с работой обычного электромагнитного реле. Разница лишь в способе замыкания. Импульсные электромагнитные реле.
Эти реле применяются чаще остальных. У них простой метод работы, основанный на электромагнетизме в ферромагнитном сердечнике. Так же как и у электромагнитного реле, в катушке есть ток, сердечник превращается в магнит и замыкает, размыкает контакт, механизм контакта позволяет ему оставаться в этом положении до следующего импульса. Таким образом, импульсное реле не требует постоянной подачи напряжения и работает благодаря управляющим импульсам.

Старое реле.

Индукционные реле

Индукционные основаны на взаимодействии переменного тока и индуцированного в проводнике тока. Такое взаимодействие создает вращающий момент, который, в свою очередь, приводит в движение или диск, или замыкатель в рамке, или механизм реле со «стаканом». Чем выше ток, тем быстрее срабатывает механизм. Применяется данное реле только в цепях переменного тока, как реле защиты.

Минимальное токовое реле

Магнитоэлектрическое реле

Катушка вращается в поле постоянного магнита. С катушкой связан контакт. При поступлении тока контакт замыкается, при его отсутствии пружины возвращают систему в исходное положение. Практически не используются, ибо время срабатывания долгое — порядка 0,1-0,2 с.

Электродинамические реле

Две катушки. Одна жестко закреплена, другая подвижна. Индукция в рабочем зазоре создается не постоянным магнитом, а закрепленной катушкой на сердечнике. И тяговое усилие воздействует не на якорь, как мы привыкли, а на подвижную катушку.

Достоинства электромеханических импульсных реле

  • Потребляют ток только в момент переключения.
  • Управляются из разных мест, в т. ч. контроллерами.
  • Малое теплообразование.
  • Устойчивы к перенапряжениям цепи.
  • Повышенная помехоустойчивость.

Недостатки

  • Громкий щелчок в момент срабатывания, шумность работы.
  • Низкая функциональность.
  • Много подвижных частей.
  • Возникновение помех при коммутации.
  • Длительное время срабатывания.

Электронные реле

Вынесены отдельно, ибо они являются переходным звеном от механических видов реле к твердотельным. Конструкция у них с одной стороны сложна, а с другой стороны — самая простая из всех выше перечисленных. Данное реле также имеет подвижные механизмы, отличает данный тип только способ управления внутри самого реле. Это блок, в состав которого входит микроконтроллер с полупроводником на печатной плате. И это маленькое новшество дает огромное количество вариантов использования данного реле. Можно программировать реле на включение, выключение при определенных параметрах времени, температуры, освещенности и т. д.

Электронный тип реле.

Плюсы электронных импульсных реле

  • Безопасность (на входе используются малые токи).
  • Низкое тепловыделение.
  • Возможность управления разного рода устройствами (датчики движения и т. п.).
  • Индикация состояния.

Недостатки

  • Высокая чувствительность к перепадам напряжения.
  • Восприимчивость к помехам.
  • Ложные срабатывания.
  • Высокая стоимость (за такую цену проще купить твердотельное реле).

Импульсные электромеханические реле гораздо более надежные и простые, чем электронные. Электронные реле зависимы от стабильности напряжения, постоянного питания, а также они «не любят» помехи в сети. Тем не менее, они более безопасны, чем механические.

Различные типы реле.

О применении импульсных поляризованных реле в автоматике

Импульсное поляризованное реле работает, как триггер. Оно длительно находится в одном из двух устойчивых состояний (включено, выключено) и чередует их под воздействием внешних сигналов. То есть свет включается и выключается этими реле следующим образом:

  • Подал на это реле сигнал управляющей кнопкой всего один раз, реле замкнуло цепь, и свет включился.
  • Нужно выключить свет, еще раз нажимаем на кнопку, на реле идет управляющий сигнал, реле переключается, цепь размыкается, свет гаснет.
  • Подавать управляющее напряжение на это реле постоянно, чтобы оно удерживало включенную электрическую цепь, не требуется.

Этот момент обеспечивает применение импульсных поляризованных реле в системах освещения, подсоединяя кнопку (нефиксируемый переключатель) включения, выключения света напрямую к источнику света через это реле. Принцип работы реле подробно разобран в видеоролике ниже.

Дополнительных контроллеров, которые обеспечивают простейшее управление светом, подающие напряжение, как в случае с обычными электромагнитными реле, чтобы электрическая цепь удерживалась, здесь не требуется. То есть в данном случае с импульсными поляризованными реле можно применять кнопки, которые не имеют функций фиксируемого выключателя. О кнопках и выключателях уже было написано выше, но повторим еще раз:

  • Выключатель с фиксацией «запоминает» внешнее воздействие (сигнал) человека. Если нажать клавишу выключателя в положение «включено», цепь будет замкнута до тех пор, пока кто-либо не изменит положение выключателя.
  • Кнопка таким свойством не обладает. Механическая кнопка самостоятельно возвращается в исходное положение, как только на нее перестают нажимать, или же, как в случае с электронной кнопкой — подает только кратковременный управляющий сигнал в момент нажатия.

Устройство автомобильного реле.

Этот момент запоминания состояния переключения в данном типе реле делает их более универсальными в применении, но портит свойство превосходности их шумность.

Заключение

Более подробно об этом устройстве можно узнать, прочитав статью Электромеханическое реле, типы, особенности конструктивного выполнения. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.forca.com.ua

www.tria-komm.ru

www.dabarov.narod.ru

www.lokomo.ru

Предыдущая

РелеЧто такое твердотельное реле?

Следующая

РелеТоковое реле: что это и для чего используется?

Электромагнитное реле, что это такое, какой принцип действия?

Благодаря открытию электромагнетизма в 18 веке, совсем скоро появилось электромагнитное реле, без которого сегодня не обходится практически не один автоматический электроприбор.

Устройство прочно закрепилось в нашей жизни и нашло применение во многих сферах электротехники, свое широкое примените оно нашло в системах автоматики, различных электроприборах, в защитных системах и во многих других полезных вещах.

Что такое электромагнитное реле

Это электромеханическое коммутационное устройство, основанное на принципе электромагнитной силы. При подаче электричества, внутри него образуется магнитное поле, благодаря которому, с помощью специального механизма происходит замыкание или размыкание коммутируемой электрической цепи.

Проще говоря, это устройство для управления другой электрической цепью, выполняющее управление через замыкание и размыкание контактов. Бывают реле постоянного и переменного тока, постоянного тока подразделяются на поляризованные и нейтральные, каждое из них предназначено для своих целей.

Более подробно обо всем далее.

Конструкция и устройство

Конструкция состоит из трех главных частей, основным элементом которой является электромагнитная медная катушка с закрепленным внутри ферритовым сердечником (соленоидом), выполняющая роль электромагнита, закрепленная на неподвижной площадке – ярмо.

Вторая часть называется якорь, являющая металлической пластиной с контактной площадкой на конце, в разомкнутом положении удерживающейся пружиной. Контактная часть реле является исполнительным изолированным органом, при перемещении которого контакты замыкаются или размыкаются.

Бывают однопарные, двуполярные, многопарные, исходно замкнутые (NC) или разомкнутые (NO).

Три основные элемента:

  1. Первичный или воспринимающий элемент (катушка с сердечником) – воспринимает электричество и преобразует его в магнитное поле.
  2. Промежуточный, подвижный элемент (якорь) – в результате появления магнитного поля возникает ЭДС, изменяющая положение якоря или механического привода механизма, который служит для замыкания контактов.
  3. Исполнительный орган (нормально замкнутый контакт или разомкнутый) – воздействует на другую электрическую схему включая или отключая ее.

Принцип работы

При подаче напряжения на обмотку катушки создается ЭДС, сила магнитного поля притягивает якорь с исходного положения, преодолевая усилие пружины, удерживающей якорь, тем самым замыкая контакт управляющей цепи.

В зависимости от конструкции реле, якорь замыкает или размыкает эклектическую цепь. После прекращения подачи электричества магнитное поле исчезает и якорь возвращается в свое обратное положение обратным сжатием пружины.

Сама катушка соленоид, в зависимости от количества витков проволоки, может срабатывать на разную силу тока, маркировка обычно указана на корпусе.

Примечание. УЗО представляет из себя обычное размыкающееся реле.

Виды реле

Помимо электромагнитных устройств, сегодня существует большое количество видов реле различного назначения и отличного принципа действия, использующихся для управления системами защиты от перепадов напряжения в бесперебойных системах защиты, автоматических приборах, интегральных электросхемах. К таким типам относятся:

  1. Электронные, в качестве ключа используется резистор, не щелкает при переключении
  2. Электротепловые
  3. Герконовые
  4. Времени
  5. Приорита
  6. Твердотельные – отсутствует соленоид, роль якоря выполняет мощный симистор или тиристор
  7. Индукционные
  8. Световые (совместно с датчиком света)

Также

их следует различать по виду входящего сигнала, в зависимости от конструкции включение и выключение может происходить под воздействием:

  1. Напряжения
  2. Частоты электрической цепи
  3. Изменения мощности
  4. Света
  5. Температуры
  6. Давления
  7. Звука
  8. Давления газа

Плюсы и минусы

Как и у любого элемента, у реле есть свои преимущества и недостатки, тем не менее несмотря на минусы, в некоторых случаях без применения эти устройств просто не обойтись.

Плюсы
  1. Простая конструкция
  2. Легко ремонтируется, всегда можно разобрать чтобы подчистить контакты, заменить отдельные элементы
  3. Низкое сопротивление на контактах

Минусы
  1. Ограниченный ресурс, так как используются механические элементы
  2. Контакты иногда обгорают
  3. Низкая скорость при срабатывании в отличие от полупроводниковых элементов, механическое устройство в сто раз медленнее электронного, но при этом скорость срабатывания все равно достаточно велика
  4. Возможно дребезжание контактов при недостаточном напряжении на катушке
  5. Щелчки при переключении

Реле постоянного и переменного тока, чем они отличаются

Существуют реле, способные получать входящий сигнал не только от постоянного тока, но и от переменного. Такое решение позволяет применить его практически во всех видах электросети, не только 5 – 12 вольт, например, в автомобиле, но и в энергетических установках от 220В, 380В, рассчитанных на сотни ампер переменного тока и даже выше.

Реле постоянного тока

Реле работает стандартным способом. Подаваемый ток создает электромагнитное поле внутри соленоида, смещает якорь, тем самым размыкает или замыкает цепь.

Подразделяются на поляризованные и нейтральные. Отличаются они тем, что поляризованные срабатывают в однополярной сети. Нейтральные срабатывают независимо от направления полярности.

Реле переменного тока

Реле данного вида используются в сети переменного тока от 220в и работают немного иначе от постоянного. В сердечнике соленоида есть небольшая прорезь, разделяющая его на две части, одна из которых экранирована. При возникновении магнитного потока, одна его часть проходит через экранированную часть якоря, другая часть проходит на прямую.

Благодаря такому решению один из разделенных магнитных потоков в сердечнике немного отстаёт по фазе от другого, в результате чего не возникает перехода через ноль и дребезжание контакта, соответственно, притягивающее усилие сердечника постоянно и достаточное, чтобы удержать притянутый якорь, в этом и есть основное отличие.

Важно! Независимо от вида элемента, на управляемой цепи может коммутироваться постоянный и переменный ток. Все характеристики обычно указываются на корпусе.

Где используется и как выбрать электромагнитное реле

Сложно в это поверить, но самое простое реле стало причиной быстрого развития компьютеров и компьютерной техники и вот почему: в нем бывает два состояния вкл/выкл, а именно эти два состояния схожи с двоичным кодом транзисторов процессора.

Также это простое устройство нашло широкое применение в промышленности, в транспорте, в бытовом оборудовании, энергетики, космонавтике, медицине и.т.д. С ним мы сталкиваемся ежедневно, но не замечаем этого. Например, в ИБП или стабилизаторе напряжения, мгновенно реагирующим на перепады напряжения.

Справочник по слаботочным электрическим реле 3-е издание – скачать

Как расшифровывается vdc, vac и что означают значения на корпусе реле

Как мы выяснили ранее, реле — это специальное исполнительное устройство коммутирующее различные направления электрической цепи. Обозначение VDC на корпусе означает максимальную нагрузку: DC –постоянный ток, V– вольтаж (12V). VAC на корпусе означает V-вольты, AC – переменный ток. Например 12А/35VAC.

Основными параметрами реле являются:

напряжение питания соленоида, максимально допустимый ток и напряжение через контакты, эти параметры указаны на корпусе.

Более подробнее об электромеханических реле, высокочастотных, для авто и других можете ознакомиться в нашем каталоге – ссылка на каталог

Схемы подключения

Схем подключения реле, как и самих его видов, большое количество. Для общего понимания представляем самые популярные схемы использования в различных устройствах. Задавайте ваши вопросы в комментариях, благодаря вам мы постараемся расширить этот список более подробно.

Рисунок 1 – общая схема подключения

Рисунок 2 – схема подключения реле поворотника в авто

На рисунке 3 показана схема подключения реле ардуино

Как обозначается реле на принципиальной схеме

Электромагнитное реле по сути является электромагнитом с замком и несколькими группами контактов. Соленоид изображается в форме прямоугольника с линиями выводов. Якорь показывается перпендикулярной прерывистой прямой к выводам от узкой стороны прямоугольника.

Контактная группа изображается в форме ключей из прямых линий. Внутри прямоугольника могут быть изображены буквенные или численные значения.

Что такое реле времени, для чего нужно и где используется

Это устройство, предназначенное для включения и выключения электрической цепи в автоматическом режиме, через определенный интервал времени, используется в электротехнике и чаще в быту. По принципу работы разделяются на следующие виды:

  1. Электромагнитные
  2. Пневматические
  3. С часовым механизмом
  4. Моторные
  5. Электронные

В электротехнике также существуют интервальные реле, они используются для создания интервального включения цепи с определенной выдержкой по времени после заданного сигнала, когда необходимо выполнить включение с интервалом после включения или выключения.

Бытовые приборы бывают механические и электронные. Сегодня на рынке чаще можно встретить электронные устройства с большим набором функций. Конструкция представляет из себя простую схему с магнитной катушкой и контактной группой, основным отличием от других устройств, является встроенная интегральная схема, управляющая питанием катушки.

В механических приборах интегральную схему заменяет специальный механизм, напоминающий вращающийся диск. За счет вращения диска и перемещения на нем специальных рисок происходит включение или отключение цепи в определенное время.

Реле времени невероятно полезное устройство, нашедшее свое применение во многих сферах жизни, активно применяется для управления питанием электрических приборов от 220В, управлением духовых шкафов, теплых полов, стиральных машин, отопления и систем кондиционирования.

Например, когда необходимо включить электропитание водяного насоса на даче для набора воды без вашего участия и вовремя отключить, чтобы уберечь его от сухого хода. Или полностью обесточить электросеть в определённые часы с целью сбережения электроэнергии.

Как проверить реле на работоспособность

Проверить на работоспособность достаточно просто, для этого нужно посмотреть на корпусе какое номинальное напряжение для этой модели. Если это 12В, достаточно подключить блок питания к контактам, если при срабатывании появляются характерные щелчки, это свидетельствует об исправном состоянии.

Если щелчков нет, возможно неверно соблюдена полярность или недостаточное напряжение. В замкнутом – неисправном реле щелчков не происходит, в таком случае его можно попробовать восстановить, см. видео ниже.

Ведущие производители

Из самых знаменитых стоит выделить несколько компаний производителей, лидеров отрасли. Российская компания АО НПК «Северная заря». Из зарубежных American Zettler (США), Cosmo (Китай), Finder (Германия).

Где можно купить реле

Еще 20 лет назад найти реле было довольно сложно, ее можно было купить как правило на радио рынках или снять с вышедших из строя приборов. Сегодня его можно приобрести практически в любом магазине радио деталей у дома или заказать в интернете по очень доступной цене даже с доставкой на дом.

Как это работает. Видео

Видео: как проверить на работоспособность?

Как восстановить?

Заключение

Как видите, реле это уникальное и очень простое электромеханическое устройство, применяемое практически во всех сферах жизни, полезность которого трудно переоценить, способное работать даже в космосе. Легко ремонтируется в случае поломки, способно защитить электросеть от опасной ситуации и сберечь время. Спасибо, что прочитали нашу статью, подписывайтесь на нашу группу в контакте, оставляйте комментарии или задавайте вопросы в форме вопрос – ответ, смотрите интересные статьи ниже.

Читать далее – Реле напряжения для квартиры 

Что такое электромагнитное реле?Параметры и принцип работы.

Автор Иван Миров На чтение 12 мин Просмотров 14 Опубликовано

Электромагнитные реле – это электромеханические устройства, работа которых основана на явлениях, известных из экспериментов с электромагнетизмом. Известно, что принцип действия обычных контактных выключателей заключается в том, что металлические элементы контактируют и через них может протекать ток. Когда они открыты, воздух между ними становится непроницаемой преградой для тока. И эти контакты приводятся в движение электромагнитом, управляемым отдельной цепью.

Электромагнит был изобретен 200 лет назад, и с тех пор в его конструкции мало что изменилось. Но теперь есть больше знаний и технологических возможностей для создания миниатюрных электромагнитов с низким энергопотреблением, с возможностью питания переменного или постоянного тока и другими функциями. Электромагнитные реле (или просто реле) – это компоненты, которые часто заключены в прямоугольный корпус с выводами для пайки или установки в разъем. Внутри находится электромагнит, металлический якорь, который перемещает контакты.

Параметры реле

Выбор подходящего реле важен. Часто критерий выбора ограничивается ценой в магазине или наличием в радиолюбительской мастерской. Просто возьмите подходящий ток / напряжение. Но к этому вопросу нужно подойти более профессионально. Давайте обсудим менее популярные метрики и посмотрим на них с другой точки зрения, потому что многие из них часто слишком поверхностны.

Напряжение питания катушки

На корпусе реле написано, например, 12 В, что означает, что для его работы требуется 12 В. Но напряжение редко бывает точно требуемым. Что делать, если напряжение в цепи упадет до 9 В или повысится до 15 В?

При слишком высоком напряжении катушка соленоида, обычно герметично закрытая в небольшом пластиковом корпусе, просто перегревается. Здесь закон Джоуля неумолим. Благо производители предоставляют запас по напряжению. И наоборот, если напряжение слишком низкое, через катушку постоянного сопротивления будет протекать меньший ток, что сделает якорь менее слабым для тяги. А если ток слишком мал, якорь вообще не двинется.

Термин «напряжение питания катушки» неточен, потому что каждый производитель реле должен подавать как минимум два разных напряжения катушки. Первое – это рабочее напряжение, а второе – падение напряжения. Напряжение переключения близко к напряжению, указанному на корпусе.

Это значение, при котором производитель гарантирует замыкание контактов. Его вводят при строго определенной температуре, чаще всего при комнатной температуре и т.п. При более высоких температурах сопротивление провода увеличивается, поэтому подача того же напряжения на катушку вызовет протекание меньшего тока (чего может быть недостаточно для перемещения якоря).

Напряжение отключения (отпускания) сообщает, до какого значения необходимо снизить напряжение питания катушки, чтобы контакты вернулись в исходное положение. Часто это всего лишь 10% от номинального напряжения! Следовательно, реле с указанным на корпусе напряжением питания 5В отключится, когда падение напряжения упадет до 0,5В, что даже ниже прямого напряжения кремниевых pn переходов. Разница в процентах вызвана магнитным гистерезисом ферромагнитного материала, из которого изготовлен сердечник электромагнита. 

Это очень удобно, поскольку может значительно снизить энергопотребление катушки в установившемся режиме. Реле с номинальным напряжением питания 12 В достаточно для подачи напряжения выше 8,4 В с последующим его понижением (например, до 2 В). Значительная экономия энергии для цепей с батарейным питанием будет огромной.

Фактическое напряжение питания катушки может отличаться от указанного на корпусе и в довольно широком диапазоне. Об этом стоит помнить. Затягивая якорь с помощью электромагнита, можно снизить напряжение питания катушки и сэкономить энергию.

Максимальная переключаемая мощность

При поиске реле на сайтах магазинов вы можете найти такие описания, как «максимальная коммутируемая мощность: 4000 ВА». Он соответствует значению, указанному производителями в примечаниях, и указывает продукт между максимальным током и максимальным напряжением, которое может выдерживать данное реле. Для 16 А и 250 В переменного тока это ровно 4000 ВА.

На самом деле это бесполезное число. На это указывает диаграмма зависимости напряжения в коммутируемой обратной цепи от тока (максимальная коммутируемая мощность). В то время как для переменного тока такие параметры, как 16 А и 250 В переменного тока, являются правильными, для постоянного тока они не совсем правильны.

Постоянный ток имеет очень нежелательное свойство для контактных элементов. При их отключении (размыкании) возникает электрическая дуга, которая не гаснет сразу, а продолжается до тех пор, пока расстояние между контактами не станет достаточно большим.

Во время дуги контакты плавятся как сварной шов. Переменный ток имеет более «мягкий» характер, потому что напряжение между контактами упадет до нуля максимум за половину цикла, что составляет всего 10 мс для цепей, работающих с частотой 50 Гц. В результате максимальная переключаемая мощность от того же реле, размещенное в звене постоянного тока, будет значительно ниже «переменных» 4000 Вт. При высоком напряжении 300 В максимальный ток может составлять только 200 мА, поэтому нагрузка будет потреблять только 60 Вт.

Большинство реле средней мощности, представленных на рынке, предназначены для работы от переменного тока (особенно в нижнем ценовом диапазоне). Постоянный ток требует оснащения реле дополнительными элементами, ускоряющими гашение электрической дуги, что увеличивает его стоимость.

Параметр минимального постоянного тока и минимальной коммутируемой мощности часто указывается не напрямую в примечаниях, а в виде комментариев. Например, в характеристиках типичного реле только на третьей странице вы можете найти информацию, написанную строчными буквами, о том, что минимальное коммутируемое напряжение составляет 5 В постоянного тока, а минимальный коммутируемый ток составляет 10 мА (в реле с золотыми контактами). Эти условия должны выполняться одновременно.

Причина этого ограничения кроется в самом характере функционирования контактных элементов. Когда они проводят электричество достаточно высокой интенсивности, искры, возникающие при подключении и отключении, могут очистить их поверхность от оксидов, сульфидов и других примесей. Это называется эффектом самоочистки. Для этого производители реле должны выбрать силу, с которой контакты прижимаются друг к другу, чтобы этот слой мог исчезнуть. 

Если этот процесс не выполняется правильно, контактное сопротивление может медленно увеличиваться, пока не возникнут проблемы с текущей проводимостью. Эффект особенно заметен при использовании реле, предназначенных для переключения нагрузок средней и высокой мощности в местах, где можно отслеживать движущиеся токи, например, в тракте аудиосигнала. 

Это явление можно увидеть еще лучше, когда реле не имеет герметичного корпуса, а атмосфера внутри него содержит загрязняющие вещества из воздуха (главный виновник здесь – сера и ее соединения). Поэтому так называемые реле слабого сигнала должны иметь герметичный корпус. Только тогда можно гарантировать, что они будут исправно работать в течение многих лет в средах с различной степенью загрязнения.

Кроме того, контакты должны быть покрыты подходящим металлом. Чаще всего для гальваники используют золото, но есть и сплавы серебра и палладия, которые отличаются гораздо меньшей прочностью.

Контактный ток передачи

И контакты, и проводящий их металл представляют собой элементы с конечной площадью поперечного сечения. Существует ограничение на количество тока, который может проходить через них, не опасаясь перегрева.

На значение этого параметра влияют форма контактов, контактная поверхность, материал контактов и сила их давления. Как для нормально разомкнутых (NO), так и для нормально замкнутых (NC) контактов идентичность первых трех параметров легко достигается. Достаточно того, что они сделаны из одного материала и имеют одинаковые формы.

Параметр силы нажатия повторить сложнее. Контакты сталкиваются с большой силой и затем удерживаются на месте якорем. Давление на замыкающие контакты обеспечивается только пружиной, которая не должна быть слишком сильной, чтобы электромагнит реле согнул ее. По этой причине ток, который могут проводить замыкающие контакты, может быть больше, чем ток, протекающий через замыкающие контакты. Некоторые производители, однако, оговаривают, что максимальный прямой ток замыкающих контактов доступен при номинальном напряжении питания катушки. Многие производители учитывают это и разрабатывают свою продукцию таким образом, чтобы не было разницы в параметрах между нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми контактами.

Тип релейной нагрузки

Максимальный постоянный ток контактов – это параметр, который может различаться для постоянного и переменного тока. Он также может различать резистивные и реактивные нагрузки. Чаще всего резистивная нагрузка может потреблять больше тока, чем реактивная.

Некоторые производители предоставляют более подробные спецификации в своих примечаниях к реле, например, относительно нагрузки двигателя. Например, несмотря на высокий максимальный прямой ток контактов, который достигает 16 А, максимальная мощность управляемого двигателя может составлять всего 650 Вт. Причина проста: индуктивная нагрузка является проблемой для контактов из-за результирующие перенапряжения и пусковые токи. Поэтому, казалось бы, «сильного» реле может не хватить.

Время переключения

понятно, что реле медленнее полупроводниковых приборов. В некоторых устройствах необходимо ввести соответствующие последовательности переключения. Те же пассивные регуляторы громкости. Быстрое переключение резисторов в резистивном делителе необходимо для достижения плавного ощущения при быстром изменении громкости. Здесь следует помнить, что оставление цепи разомкнутой даже на мгновение, когда одно реле уже выключено, а следующее еще не сработало, может привести к очень неприятным хлопкам из динамиков. Это неприемлемо для высококачественного аудиооборудования и вообще не имеет смысла в студии звукозаписи.

Учитывайте время включения следующего реле до того, как предыдущее перестанет работать. И учтите возможное отклонение питающего напряжения в сторону уменьшения, а также повышение температуры окружающей среды, что увеличивает время переключения. Поэтому лучше предположить, что время вдвое больше, чем указано в таблицах данных реле.

Корпуса электромагнитных реле

Реле с герметичным корпусом становятся все более популярными, но реле все еще доступны в негерметичном корпусе в виде защелкивающейся пластмассовой крышки. При проектировании оборудования для дома или офиса это не имеет значения. Но в загрязненной или влажной среде на это стоит обратить внимание.

Разумеется, в среде с высокой влажностью необходимо размещать только герметичные реле. Но есть и помещения с совершенно другими характеристиками, например, котельные. Воздух внутри них обычно сухой и горячий, но загрязнен угольной пылью и выхлопными газами. Примеси богаты серой, незаменимым спутником всех видов углерода. Если горение в небольших котельных оказывает незначительное влияние на окружающую среду, электроника внутри котельной может сразу это обнаружить. Большинство реле средней мощности имеют контакты из сплава серебра, которые идеально реагируют с серой с образованием сульфида серебра, который нерастворим и не токопроводит. То есть контакты реле сульфатируются за короткое время. 

Такая ситуация возникла в контроллере тонкой печи центрального отопления, где реле использовались без пломб. Два года спустя печь начала «странно работать» и в итоге перестала включать насосы. Причина – сильно сульфатированные контакты реле. Внутри они были липкие от дегтярной пыли. После замены на герметичный кожух печь безупречно работает долгие годы.

В своих примечаниях производители обращают внимание на использование реле с негерметичным корпусом только в местах, свободных от пыли, соединений серы и азота. Это также влияет на класс герметичности: блоки с герметичным корпусом обычно имеют рейтинг IP67, а обычные – только IP40.

Установка предмета в коннектор

Реле являются электромеханическими компонентами и подвержены износу. Это незначительно для большинства имеющихся в продаже устройств: срок службы реле обычно превышает ожидаемый срок службы устройства. Даже если реле выходит из строя (например, при сварке контактов) или преждевременно изнашивается, это простая и рутинная операция по замене компонента в сервисном центре.

Иная ситуация с приборами промышленной автоматики. В случаях, когда твердотельные реле (SSR) не могут быть использованы или устройство не новое, остается регулярная замена реле. Обратите внимание, что устройства часто работают в очень неблагоприятных условиях, таких как высокая влажность (коррозионные клеммы), вибрация, пыль (ухудшение изоляции) или чрезвычайно высокие или чрезвычайно низкие температуры. Так что нет другого выбора, кроме как использовать гнездо реле. Некоторые из них имеют клеммы, которые позволяют как пайку в печатную плату, так и подключение к розетке с помощью зажимного разъема, чтобы предотвратить их выпадение.

Многие розетки имеют контакты на том же расстоянии, что и установленные в них реле. Это позволяет добавить к устройству гнездо реле без изменения конструкции печатной платы. Это особенно важно, когда на этапе проектирования неизвестно, будет ли это реле часто выходить из строя. Обратите внимание, что реле, встроенное в розетку, обычно имеет более низкий допустимый постоянный ток контакта.

Бистабильный и моностабильный

Бистабильные реле становятся дешевле и удобнее, но многие разработчики пока на них не обращают внимания. В цепях с питанием от сети энергоэффективность не очень важна, но там, где требуется энергосбережение, они могут оказать большую помощь. Для удержания брони в одном положении энергия не требуется. Потребление тока происходит при переключении контактов, которое длится несколько десятков миллисекунд, после чего его источник можно отключить. Устройство будет оставаться стабильным столько, сколько необходимо, отсюда и название.

Типичные реле имеют только одно стабильное положение, а поддержание другого требует постоянного протекания тока через катушку.

Есть два типа бистабильных реле: одно катушечное и два. В случае реле с двумя катушками все просто, потому что одно из них используется для «включения», а другое для «выключения», то есть для переключения контактов в положениях 1 и 2.

Бистабильные реле доступны в виде реле малой или средней мощности для переключения устройств с питанием от сети с потребляемым током в несколько ампер. Практически каждая крупная компания, занимающаяся производством реле, имеет их в своем предложении, поэтому выбор действительно широк.

Использование в электронике

Помимо защиты электроники от деструктивных последствий переключения катушек (я имею в виду импульс самоиндукции, возникающий при затухании тока в катушке), стоит защитить ее от помех, вызванных искрением контактов. Особенно страдают микроконтроллеры, работающие рядом с реле, что может вызвать сбой программы. Наблюдения показывают, что это особенно верно для нагрузок с высокой индуктивностью, таких как электромагнитные клапаны 220 В переменного тока. Примером такой схемы защиты является последовательная RC-цепочка. Это могут быть другие конфигурации, включая, например, переходный диод или, в цепях постоянного тока, быстрый полупроводниковый диод.

Выводы

Электромагнитные реле не покинут рынок электронных компонентов в течение многих лет, несмотря на прогресс и миниатюризацию деталей. Напротив, производители продолжают развивать и инвестировать в эту технологию, о чем свидетельствует ассортимент реле, доступных на рынке.

Бистабильные реле становятся все более популярными. Их цена доступная, что способствует реализации. Акцент, сделанный на снижении энергопотребления электронными схемами, скорее всего, побудит разработчиков внимательнее присмотреться к этой архитектуре, особенно там, где присутствует автономное питание.

Используйте реле по назначению, соблюдая, конечно, требование максимального коммутируемого тока, и они прослужат долго и без сбоев.

# электромагнитное реле # бистабильное и моностабильное

  • Об авторе
  • Хотите связаться со мной?

Уже лет 20 работаю своими руками. Пробовал и сантехнику, монтаж конструкций, есть свое маленькое производство. Друзья постоянно спрашиваю как сделать разные вещи. Вот и делюсь я с вами своими идеями в интернете.

Краткое введение в классификацию и принцип работы электромагнитного реле — Знания

Электромагнитные реле являются одним из типов электронных устройств управления. Электромагниты используются для контроля переключения рабочих цепей. Они обычно используются в цепях автоматического управления. На самом деле это «автоматический выключатель», который использует небольшой ток для управления большими токами. Он играет роль контроля, защиты и преобразования в цепи. Например, схема размагничивания на дисплее, схема переключения входа в ИБП, схема управления выходом и тому подобное. Ниже приводится краткое введение в типы и принципы работы электромагнитных реле.

Классификация электромагнитных реле

Электромагнитные реле в основном включают в себя электромагнитные реле постоянного тока, электромагнитные реле переменного тока и твердотельные реле, которые описаны следующим образом:

1 DC электромагнитное реле: электромагнитное реле, в котором управляющий ток во входной цепи является постоянным током.

2 Электромагнитное реле переменного тока: электромагнитное реле во входной цепи, управляющим током которого является переменный ток, в основном используется в промышленных электрических приборах.

3 Полупроводниковое реле: реле с функцией входа и выхода, которое выполняется электронными компонентами без механических движущихся частей.

Структура и принцип работы электромагнитного реле

Электромагнитные реле обычно состоят из железного сердечника, катушки, якоря и контактной пружины. Пока определенное напряжение приложено к катушке, определенный ток течет в катушке, создавая тем самым электромагнитный эффект. Якорь преодолеет напряжение пружинного элемента, чтобы привлечь железный сердечник под действием электромагнитного силового притяжения, тем самым приводя в движение подвижный контакт якоря и статический контакт (нормально открытый контакт) для притяжения. Когда обмотка обесточена, электромагнитное притяжение также исчезнет, и якорь вернется в исходное положение под напряжением пружинного элемента, так что подвижный контакт отсоединяется от исходного статического контакта (нормально замкнутый контакт) ( упоминается как «освобожден»). Реле достигает цели включения или выключения цепи путем всасывания и освобождения.

Статический контакт, который находится в разомкнутом состоянии, когда катушка реле не находится под напряжением, статический контакт, который называется «нормально разомкнутый контакт» во включенном состоянии, называется «нормально замкнутый контакт», а подвижный контакт называется «движущимся». контакт «. ».

Графические символы и контактные формы для электромагнитных реле

Основные формы контактов электромагнитного реле включают в себя движущийся тип (тип H) и тип преобразования (тип Z). На картинке выше показаны общие графические символы реле.

1. Тип перемещения (тип H)

Когда катушка не находится под напряжением, контакт размыкается; после подачи питания контакт закрывается. Динамические и электромагнитные реле также известны как электромагнитные реле Н-типа.

2. Тип конверсии (тип Z)

Электромагнитное реле преобразовательного типа является многоконтактным и обычно имеет три контакта. То есть середина представляет собой подвижный контакт, а каждый из верхнего и нижнего статических контактов. Когда катушка не находится под напряжением, подвижный контакт отсоединяется от одного из статических контактов и замыкается с другим статическим контактом; после подачи питания на катушку подвижный контакт перемещается, так что первоначальное отключение становится закрытым, а первоначальное закрытое изменение В отключенном состоянии достигается цель преобразования. Такая группа контактов называется контактом преобразования, а электромагнитное реле типа преобразования также называется электромагнитным реле Z-типа и принимает пиньиньские инициалы слова «поворот». Электромагнитные реле обычно обозначаются в схеме буквами J. RY или RL.

В жизни электромагнитное реле в электрическом звонке, телефоне и устройстве схемы автоматического управления является важным компонентом, который по сути является переключателем, управляемым электромагнитом, который использует низкое напряжение и слабый ток для управления высоким напряжением и сильным током для реализации дистанционного управления. и автоматическое управление; Схема действует как выключатель.

Что такое электромагнитное реле?

Электромагнитное реле представляет собой электронное устройство управления. Он имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром). Обычно используется в схемах автоматического управления. На самом деле это своего рода «автоматический переключатель», который использует меньший ток и меньший ток для управления большим током и более высоким напряжением. Следовательно, он играет роль автоматической регулировки, защитной защиты и схемы преобразования в цепи.

Каталог

 

Ⅰ История развития

В 18 веке ученые считали, что электричество и магнетизм — это два физических явления, не связанных друг с другом. После того, как датский физик Эрстед в 1820 году открыл магнитное действие электрического тока, английский физик Фарадей в 1831 году открыл электромагнитную индукцию. Эти открытия подтвердили, что электрическая и магнитная энергии могут преобразовываться друг в друга, что заложило основу для рождения более поздних электрических двигатели и генераторы.Благодаря этим изобретениям человечество вступило в век электричества. В 1830-х годах американский физик Джозеф Генри использовал электромагнитную индукцию для изобретения реле, когда изучал управление цепями. Самым ранним реле является электромагнитное реле, которое использует явление генерации и исчезновения магнитной силы электромагнита при включении и выключении питания для управления размыканием и замыканием другой цепи с высоким напряжением и большим током. Его внешний вид заставляет работать схему дистанционного управления и защиты.Реле — великое изобретение в истории человеческой науки и техники. Это не только основа электротехники, но и важная основа электронной техники и технологии микроэлектроники.

Ⅱ Основной эффект

Реле представляет собой элемент автоматического переключения с функцией изоляции, который широко используется в дистанционном управлении, телеметрии, связи, автоматическом управлении, мехатронике и силовом электронном оборудовании и является одним из наиболее важных элементов управления.

 

электромагнитное реле

Реле обычно имеют индукционный механизм (входная часть), который может отражать определенные входные переменные (такие как ток, напряжение, мощность, импеданс, частота, температура, давление, скорость, свет и т. д.) . Он имеет исполнительный механизм (выходная часть), который может осуществлять управление «включение» и «выключение» управляемой цепи. Между входной частью и выходной частью реле имеется также промежуточный механизм (приводная часть) для связи и развязки входа, функциональной обработки и привода выходной части.

В качестве элемента управления реле имеет следующие функции:

1) Расширение диапазона управления : Например, когда управляющий сигнал многоконтактного реле достигает определенного значения, вы можете переключать, разрыв и одновременное подключение нескольких цепей в соответствии с различными формами контактных групп.

2) Усиление : Например, чувствительные реле, промежуточные реле и т. д. могут управлять большой силовой цепью с очень малой управляющей величиной.

3) Интегрированный сигнал : Например, когда несколько сигналов управления подаются на многообмоточные реле в заданной форме, они будут относительно интегрированы для достижения заданного эффекта управления.

4) Автоматика, дистанционное управление и мониторинг : Например, реле автоматического устройства и других электроприборов может образовывать цепь программного управления для реализации автоматической работы.

Ⅲ Принцип и характеристики

Электромагнитное реле представляет собой переключатель, в котором используется электромагнит для управления включением и выключением рабочей цепи.

конструкция электромагнитного реле

(1) Структура: основными компонентами электромагнитного реле являются электромагнит A, якорь B, пружина C, подвижный контакт D, статический контакт E. (как показано на рисунке)

(2) Рабочую цепь можно разделить на две части: низковольтную цепь управления и высоковольтную рабочую цепь. В низковольтную цепь управления входят катушка электромагнитного реле (электромагнит А), низковольтный источник питания Е1, переключатель С; высоковольтная рабочая цепь включает в себя высоковольтный источник питания Е2, электродвигатель М, электромагнитные контактные части Д и Е реле.

(3) Принцип работы — замкнуть переключатель S в низковольтной цепи управления, ток проходит через катушку электромагнита А для создания магнитного поля, тем самым создавая гравитационную силу на якоре В, заставляя двигаться и статические контакты D и E соприкасаются, рабочая цепь замкнута, двигатель работает; При выключении низковольтного выключателя S ток в катушке исчезает, якорь Б под действием пружины С размыкает подвижный и статический контакты Д и Е, рабочая цепь отключается, и двигатель перестает работать.

Пока к обоим концам катушки приложено определенное напряжение, в катушке будет протекать определенный ток, вызывающий электромагнитные эффекты. Под действием электромагнитной силы якорь преодолеет тяговое усилие возвратной пружины и притянется к сердечнику, тем самым приводя в движение якорь. Затем подвижный контакт и статический контакт (нормально разомкнутый контакт) стягиваются. Когда катушка отключена, электромагнитное притяжение также исчезнет, ​​и якорь вернется в исходное положение под действием силы реакции пружины, освобождая подвижный контакт и первоначальный статический контакт (нормально замкнутый контакт), чтобы достичь назначение проводки и отключения в цепи.«Нормально разомкнутые» и «нормально замкнутые» контакты реле можно различать следующим образом: статический контакт, находящийся в выключенном состоянии, когда на катушку реле не подается питание, называется «нормально разомкнутым контактом»; статический контакт, находящийся во включенном состоянии, называется «нормально замкнутым контактом».

Ⅳ Технические параметры

Номинальное рабочее напряжение

Относится к напряжению, требуемому катушкой, когда реле работает нормально. В зависимости от модели реле это может быть напряжение переменного или постоянного тока.

Сопротивление постоянному току

Относится к сопротивлению постоянного тока катушки реле, которое можно измерить мультиметром.

Ток втягивания

Относится к минимальному току, который реле может произвести втягивающим действием. При нормальном использовании заданный ток должен быть немного больше, чем ток втягивания, чтобы реле могло работать стабильно. Что касается рабочего напряжения, подаваемого на катушку, как правило, оно не должно превышать номинальное рабочее напряжение в 1,5 раза, в противном случае будет генерироваться больший ток и катушка сгорит.

Ток отключения

Относится к максимальному току, который генерирует реле для отключения действия. Когда ток в состоянии втягивания реле уменьшится до определенной степени, реле вернется в состояние отключения без питания. Ток в это время намного меньше тока втягивания.

Напряжение и ток контактного переключателя

Относится к напряжению и току, допускаемым реле. Он определяет величину напряжения и тока, которыми может управлять реле, и это значение нельзя превышать во время использования, иначе легко повредить контакты реле.

Символ контакта

Катушка реле обозначается на схеме символом прямоугольного прямоугольника. Если реле имеет две катушки, нарисуйте два параллельных прямоугольных прямоугольника. В то же время отметьте текстовый символ «J» реле в длинном поле или рядом с ним. Есть два способа изобразить контакты реле: один — нарисовать их прямо сбоку длинной коробки, что более интуитивно понятно. Другой заключается в включении каждого контакта в собственную схему управления в соответствии с потребностями подключения цепи.Обычно один и тот же текстовый символ маркируется рядом с контактом и катушкой одного и того же реле, а группа контактов пронумерована , чтобы показать разницу. Существует три основных типа контактов реле:

1. Два контакта катушки подвижного типа (H-типа) размыкаются, когда на катушку не подается питание, и два контакта замыкаются после подачи питания.

2. Два контакта катушки с подвижным прерывателем (D-типа) замкнуты, когда на катушку не подается питание, и два контакта размыкаются после включения питания.

3. Тип преобразования (тип Z), тип контактной группы. Всего у такой контактной группы три контакта, то есть средний — это подвижный контакт, а верхний и нижний — статические контакты. Когда на катушку не подается питание, подвижный контакт и один из статических контактов разомкнуты, а другой замкнут. После того, как на катушку подается питание, подвижный контакт перемещается, переводя оригинал в открытое состояние, а закрытый — в разомкнутое. Такие контактные группы называются переключающими контактами.

Ⅴ Область применения

Электромагнитное реле является важным компонентом электрических звонков, телефонов и устройств автоматического управления. Суть его в переключателе, управляемом электромагнитом. Он играет роль, аналогичную переключателю в цепи: (1) используйте низкое напряжение и слабый ток для управления высоким напряжением, сильным током; (2) реализовать дистанционное управление и автоматическое управление. Электромагнитные реле широко используются в автоматическом управлении (например, холодильники, автомобили, лифты, станки в цепи управления) и в области связи.

Другие типы реле

Тепловое герконовое реле

Тепловое герконовое реле представляет собой термовыключатель нового типа, в котором используются термомагнитные материалы для определения и контроля температуры. Он состоит из термочувствительного магнитного кольца, постоянного магнитного кольца, сухой герконовой трубки, теплопроводящего монтажного листа, пластиковой подложки и некоторых других аксессуаров. Тепловое герконовое реле не использует возбуждение катушки, но магнитная сила, создаваемая кольцом постоянного магнита, приводит в действие переключатель.Может ли постоянное магнитное кольцо придавать магнитную силу язычковой трубке, определяется характеристиками контроля температуры термочувствительного магнитного кольца.

 

Твердотельное реле (ТТР)

Твердотельное реле представляет собой четырехконтактное устройство с двумя входными клеммами и двумя другими выходными клеммами. В середине используется изолирующее устройство для обеспечения электрической изоляции между входом и выходом.

Твердотельные реле

Твердотельные реле (ТТР) можно разделить на типы переменного и постоянного тока в зависимости от типа источника питания нагрузки.По типу переключателя его можно разделить на нормально открытый и нормально закрытый. По типу изоляции его можно разделить на гибридный тип, трансформаторный тип изоляции и тип фотоэлектрической изоляции, причем тип фотоэлектрической изоляции является наиболее распространенным.

Твердотельное реле является ответвлением продукта реле. Это сделано с использованием полупроводниковых устройств вместо традиционных катушек. Не нужно полагаться на движение механических частей для управления размыканием и замыканием переключателя, что эффективно повышает надежность и срок службы.Поскольку катушка больше не используется, она не столкнется с такими проблемами, как электромагнитные помехи и контактные «искры», а также значительно улучшена безопасность. Твердотельные реле имеют меньшую мощность и больше подходят для продуктов высокого класса, отвечающих национальным требованиям по энергосбережению и защите окружающей среды.

Электромагнитное реле – основы, конструкция и работа

Знакомство с электромагнитным реле

Электромагнитные реле в основном представляют собой электромеханический переключатель, который используется для включения или выключения цепи с помощью электромагнита.Электромагнитные реле работают по принципу магнитного притяжения. Он работает аналогично контактору, но имеет более низкий диапазон силы тока по сравнению с контактором.

Он использует очень низкую мощность (24 В постоянного тока или 230 В переменного тока) для управления большим током нагрузки (до 5 А). Реле также имеют замыкающие и размыкающие контакты. Обычно он используется для управления различными цепями через одно реле. Реле могут быть переменного тока (переменного тока) или постоянного тока (постоянного тока). Электромагнитные реле доступны с 5, 8 и 14 контактами.

Изобретение реле

Электромеханическое реле, использовавшееся в качестве конструктивной части некоторых первых вычислителей и компьютеров (см. компьютеры Цузе, Айкена и Стибица), было изобретено в 1835 г. блестящим американским ученым Джозефом Генри (1797–1878), известный в основном как изобретатель электромагнитного явления самоиндукции и взаимной индуктивности (см. соседнее фото электромагнита Генри 1831 г.). Генри действительно интересовался только наукой об электричестве, а реле было лабораторным трюком, чтобы развлечь студентов.

Нажмите здесь , чтобы прочитать краткую статью.

Конструкция электромагнитного реле

Реле состоят из трех основных частей:

  1. Электромагнитная катушка
  2. Контакты — нормально разомкнутые (НО) и нормально замкнутые (НЗ)
  3. 4 A.
  • Электромагнитная катушка. Электромагнитная катушка состоит из медной катушки или проволоки, намотанной в форме круга или спирали.При этом питание подается на клеммы электромагнитной катушки. Он начинает создавать магнитное поле, когда питание проходит по медным проводам. Эти электромагниты являются временными магнитами, потому что они создают магнит, когда электрический ток течет через катушку.
  • Контакты- В электромагнитном реле есть два типа контактов. Два контакта — нормально открытые и нормально закрытые контакты.

Нормально разомкнутые контакты замыкают контакты, когда на катушку подается питание.

Нормально замкнутые контакты замыкают контакты, когда на катушку не подается питание.

  • Подвижная арматура. Подвижная арматура является общей точкой между нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми контактами. Он устанавливает контакт с нормально замкнутой точкой, когда катушка не находится под напряжением, и контактирует с нормально разомкнутыми контактами, когда катушка находится под напряжением, как показано на рисунке выше.

Работа электромагнитного реле

Электромагнитные реле работают по принципу электромагнита.Существует два режима работы электромагнитного реле: одно — нормально разомкнутое, а другое — нормально замкнутое.

Прочтите статьи, связанные с электромагнитным реле:-

Нормально разомкнутое состояние :- В нормальном состоянии контакты разомкнуты. В этом состоянии электромагнитная катушка не находится под напряжением. Когда питание достигает электромагнитной катушки, оно начинает создавать магнитное поле. Это магнитное поле притягивает подвижный якорь к катушке.Таким образом, общий контакт касается нормально разомкнутого контакта и замыкает цепь. Таким образом питание поступает от общей клеммы к нормально разомкнутому контакту

Нормально замкнутое состояние :- В этом состоянии контакты замкнуты. В это время электромагнитная катушка не находится под напряжением, а когда электромагнитная катушка находится под напряжением, контакт размыкается, что разрывает цепь и останавливает подачу питания. В нормально замкнутом состоянии подвижный якорь касается верхнего контакта, как показано на рисунке.

Узнайте больше об электромагнитных реле из этого видео:-

Родственные

Что такое электромагнитные реле? Принцип работы и типы

Определение: Электромеханические реле, в которых для работы используются принципы электромагнитного притяжения или электромагнитной индукции. Такие реле называются электромагнитными реле.

Другими словами, все реле срабатывают всякий раз, когда в цепи протекает перегрузка по току или когда в системе возникает неисправность.Во избежание таких проблем используется электромеханическое релейное устройство.

В зависимости от принципа действия электромагнитные реле бывают двух типов: (i) реле с притягивающим якорем и (ii) индукционные реле.

(i) Реле с втянутым якорем

Реле с втянутым якорем — простейший тип реле, работающий как на переменном, так и на постоянном токе. Работа этого типа реле заключается в том, что якорь притягивается к электромагниту или через плунжер, покрытый соленоидом.

Все реле притяжения якоря используют один и тот же принцип, т. е. электромагнитное притяжение для своей работы.

Электромагнитная сила, приложенная к якорю или плунжеру, пропорциональна квадрату потока в воздушном зазоре или, можно сказать, квадрату его тока.

Однако в реле постоянного тока эта сила постоянна. Но в случае реле переменного тока общая электромагнитная сила двигалась с удвоенной частотой.

По конструкции реле с притягиваемым якорем бывают следующих 6 типов:

1.Плунжерный, тип
2. Шарнирный якорь, тип
3. Балансир, тип
4. Поляризованный сердечник, тип
5. Подвижная катушка, тип
6. Поляризованный сердечник, тип
7. Геркон, тип

Вы также должны знать: Вакуумный автоматический выключатель: конструкция, работа и применение

1. Плунжерный тип Рисунок: Реле плунжерного типа

В плунжерном реле состоит из соленоида и железного плунжера. Железный плунжер будет перемещаться внутрь и наружу соленоида, чтобы замыкать и размыкать контакт.Это движение плунжера контролируется пружиной. Однако этот тип конструкции стал бесполезным, потому что было изобретено нечто лучшее.

2. Реле шарнирного якорного типа Рисунок: (а) Реле якорного шарнирного типа (б) Модифицированное реле якорного шарнирного типа

На рисунке (а) показана конструкция якорного шарнирного типа. Рабочая величина создает магнитный поток в катушке, который создает электромагнитную силу. Здесь электромагнитная сила пропорциональна квадрату потока в воздушном зазоре.Он также пропорционален квадрату тока. Таким образом, сила притяжения увеличивается по мере приближения якоря к полюсу электромагнита. Реле с шарнирным якорем в основном используется для защиты небольших машин, оборудования и т. д. Оно также используется для вспомогательных реле, таких как сигнальные флажки, подчиненные реле, реле сигнализации, сигнализаторы, семафоры и т. д.

Величина срабатывания реле может быть как переменного, так и постоянного тока. В реле постоянного тока электромагнитная сила притяжения постоянна.В случае реле переменного тока через катушку протекает синусоидальный ток, поэтому сила притяжения равна

.

Из приведенного выше выражения можно понять, что общая сила представляет собой пульсирующую силу с двойной частотой. Поэтому, когда частота удваивается, это может вызвать вибрацию якоря. Следовательно, реле издает гудящий звук и вызывает сильный шум. Эту трудность можно преодолеть, сделав полюс электромагнита заштрихованной конструкции. В качестве альтернативы электромагнит может быть снабжен двумя катушками.Одна катушка находится под напряжением с управляющей величиной. Другая катушка получает питание через фазосдвигающую цепь.

Удерживающая сила обеспечивается пружиной. Коэффициент возврата к срабатыванию для реле с втянутым якорем составляет от 0,5 до 0,9. Для этого типа реле коэффициент для реле переменного тока выше, чем для реле постоянного тока. Реле мгновенного действия. Скорость работы очень высокая. Для современного реле время срабатывания составляет около 5 мс. Это быстрее, чем индукционные дисковые и чашечные реле.

Реле с втянутым якорем

компактны, прочны и надежны. На них влияют переходные процессы, поскольку они быстрые и работают как на постоянном, так и на переменном токе. Ток короткого замыкания содержит постоянную составляющую в начале в течение нескольких циклов. Из-за наличия переходного процесса постоянного тока реле может сработать, хотя установившееся значение тока повреждения может быть меньше его срабатывания. Модифицированная конструкция, показанная на рис. (b), снижает влияние переходных процессов постоянного тока.

3. Балансирные реле

На приведенном ниже рисунке показано реле с симметричной балкой, представляющее собой еще один тип реле с втянутым якорем.Как следует из названия, реле состоит из луча, на концах которого расположены два электромагнита. Один электромагнит дает рабочий крутящий момент, а другой дает крутящий момент переобучения. Балка расположена посередине и при нормальных условиях остается горизонтальной.

Рисунок: Реле с уравновешенной балкой

Когда рабочий крутящий момент превышает/пересекает ограничивающий момент, якорь, установленный на одном конце балки, натягивается, и его контакты размыкаются. Хотя сейчас этот тип реле устарел, в прошлом он был популярен для создания импедансных и дифференциальных реле.На смену ему пришли компараторы выпрямительного моста и реле с подвижной катушкой на постоянных магнитах. Реле балочного типа является надежным и быстрым в работе, обычно требуется только 1 цикл, но оно не является точным, так как на него влияют переходные процессы постоянного тока.

4. Реле с подвижной катушкой

На рисунке (a) показано реле с подвижной катушкой на постоянных магнитах. Его также называют реле с подвижной катушкой поляризованного постоянного тока. Он реагирует только на управляющие величины постоянного тока. Его можно использовать с приводными величинами переменного тока в сочетании с выпрямителями.Реле с подвижной катушкой являются наиболее чувствительным типом электромагнитных реле. Современные реле имеют чувствительность 0,1 мВт. Эти реле дороже, чем индукционные чашки или реле с подвижным железом. Нагрузка ВА реле с подвижной катушкой очень мала. Они используются в качестве ведомых реле с мостовыми компараторами выпрямителя.

Существует два типа реле с подвижной катушкой: с вращающейся подвижной катушкой и с аксиально подвижной катушкой.

 Рисунок (a): Реле с вращающейся подвижной катушкой

На рисунке выше показана конструкция типа вращающейся подвижной катушки.Компонентами являются постоянный магнит, катушка, намотанная на немагнитный каркас, железный сердечник, спиральная пружина из фосфористой бронзы для обеспечения крутящего момента возврата, подшипник с драгоценными камнями, шпиндель и т. д. Узел подвижной катушки несет рычаг, который замыкает контакт. Демпфирование обеспечивается алюминиевым каркасом. Время работы около 2 циклов. Медный каркас можно использовать для более сильного демпфирования и более медленной работы. Рабочий момент создается за счет взаимодействия между полем постоянного магнита и полем катушки.Рабочий крутящий момент пропорционален току, проходящему через катушку. Крутящий момент пружины пропорционален прогибу. Реле имеет обратнозависимую характеристику время/ток.

Рисунок (b): Реле с аксиальной подвижной катушкой

На рисунке (b) показана конструкция с аксиально подвижной катушкой. Поскольку этот тип имеет только один воздушный зазор, он более чувствителен, чем реле с вращающейся подвижной катушкой. Это быстрее, чем реле с вращающейся подвижной катушкой из-за легких деталей. Можно получить время работы порядка 30 мс.Можно получить чувствительность всего 0,1 мВт. Его катушки намотаны на цилиндрический каркас, подвешенный горизонтально. Катушка имеет только осевое перемещение. Реле имеет обратнозависимую характеристику время/ток. Реле с осевой подвижной катушкой является хрупким реле, и, поскольку зазор между контактами мал, с ним необходимо обращаться осторожно.

5. Реле с поляризованным подвижным железом Рисунок: Реле с поляризованным подвижным элементом

На рисунке показано типичное реле с поляризованным подвижным элементом.Конструкция, показанная на рисунке, представляет собой конструкцию якорного типа со смещением потока. Поляризация увеличивает чувствительность реле. Для поляризации используется постоянный магнит. Постоянный магнит создает поток в дополнение к основному потоку. Это поляризованное реле постоянного тока, предназначенное для использования только с постоянным током. Однако его можно использовать с переменным током с выпрямителями.

Современные реле имеют чувствительность в диапазоне от 0,03 до 1 мВт, в зависимости от их конструкции. Используя транзисторные усилители, чувствительность реле можно увеличить до 1 мВт на срабатывание.

Используется как ведомое реле с компараторами выпрямительного моста. Поскольку его токонесущая катушка является стационарной, оно более надежно, чем поляризованное реле постоянного тока с подвижной катушкой. Его время работы составляет от 2 мс до 15 мс в зависимости от типа конструкции. Обычное реле с притягивающимся якорем не чувствительно к полярности управляющей величины, тогда как поляризованное реле постоянного тока будет работать только при правильной полярности на входе.

6. Герконовые реле

Герконовое реле состоит из катушки и никель-железных полос (герконов), запаянных в закрытую стеклянную капсулу, как показано на рисунке.Катушка окружает геркон. Когда катушка находится под напряжением, создается магнитное поле, которое заставляет язычки смыкаться и замыкать контакт. Герконовые реле очень надежны и не требуют обслуживания. Что касается их конструкции, то это электромагнитные реле. Но с точки зрения обслуживания они служат статическими реле. Они используются для контроля и других целей. Их также можно использовать в качестве защитного реле. Герконовые реле вполне подходят для использования в качестве ведомых реле.

Рисунок: Герконовое реле

Требуемая мощность этого реле составляет от 1 Вт до 3 Вт, и они имеют скорость 1 или 2 мс. Они полностью лишены дребезга и больше подходят для нормально закрытых приложений. Сверхмощные герконовые реле могут замыкать контакты, несущие 2 кВт при максимальном токе 30 А или при максимальном напряжении питания 300 В постоянного тока. Напряжение, выдерживаемое емкостью изоляции между катушкой и контактами, составляет около 2 кВ. Открытые контакты выдерживают напряжение от 500 В до 1 кВ.

(ii) Индукционные реле

Индукционные реле работают по принципу электромагнитной индукции.Принцип их работы такой же, как и у однофазного асинхронного двигателя. Следовательно, они могут использоваться только для переменного тока.

Два типа конструкции этих реле: (1) индукционный диск и (2) индукционная чашка.

В обоих типах асинхронных реле подвижный элемент, такой как диск или чашка, эквивалентен ротору асинхронного двигателя. Есть одно отличие от асинхронного двигателя, т. е. железо, связанное с ротором в реле, неподвижно. Подвижный элемент действует как носитель токов ротора, тогда как магнитная цепь замыкается за счет неподвижных магнитных элементов.

1. Индукционное дисковое реле

Существует два типа конструкции индукционных дисковых реле, а именно тип
с экранированным полюсом и тип счетчика ватт-часов.

Рисунок: Реле с экранированными полюсами

В конструкции с экранированными полюсами используется С-образный электромагнит. Половина каждого полюса электромагнита окружена медной полосой, известной как затеняющее кольцо. Заштрихованная часть полюса создает поток, смещенный в пространстве и времени по отношению к потоку, создаваемому незатененной частью полюса.Таким образом, два смещенных в пространстве и времени переменных потока разрезают диск и создают в нем вихревые токи. Крутящий момент создается взаимодействием каждого потока с вихревым током, создаваемым другим потоком. Результирующий крутящий момент заставляет диск вращаться.

Рисунок: Реле ваттметрического типа

В конструкции ваттметрического типа используются два электромагнита: верхний и нижний. Каждый магнит создает переменный поток, который разрезает диск. Для получения сдвига фаз между двумя потоками, создаваемыми верхним и нижним электромагнитами, их катушки могут питаться от двух разных источников.Если они питаются от одного и того же источника, сопротивления и реактивные сопротивления двух цепей делаются разными, так что между двумя потоками будет достаточная разность фаз.

2. Реле индукционного стакана

На рисунке ниже показано индукционное реле. Неподвижный железный сердечник помещается внутрь вращающейся чашки для уменьшения воздушного зазора без увеличения инерции. Шпиндель чашки несет рычаг, который замыкает контакты. Пружина используется для создания крутящего момента возврата в исходное положение.Когда применяются две управляющие величины, одна может создавать рабочий крутящий момент, а другая может создавать ограничивающий крутящий момент. Тормозные магниты не используются с индукционными реле чашечного типа. Он работает по тому же принципу, что и асинхронный двигатель с 8-полюсной конструкцией.

Рисунок: Реле индукционного стакана

Ротор представляет собой полый цилиндр (перевернутый стакан). Две пары катушек, как показано на рисунке, создают вращающееся поле, которое индуцирует ток в роторе. Крутящий момент создается за счет взаимодействия между вращающимся потоком и индуцированным током, вызывающим вращение.Инерция чашки намного меньше, чем у диска. Магнитная система более эффективна и, следовательно, магнитная утечка в магнитопроводе минимальна. Этот тип магнитной системы также снижает сопротивление пути индуцированного тока в роторе. Благодаря небольшому весу ротора и эффективной магнитной системе его крутящий момент на вольт-ампер примерно в три раза больше, чем у конструкции индукционного дискового типа. Таким образом, его вольт-амперная нагрузка значительно снижается. Обладает высокой чувствительностью, быстродействием и выдает устойчивый безвибрационный крутящий момент.Его паразитные моменты, вызванные только током или напряжением, малы. Его время работы составляет порядка 0,01 секунды. Таким образом, благодаря высокому соотношению крутящий момент/инерция он вполне подходит для работы на более высоких скоростях.

Магнитного насыщения можно избежать за счет надлежащей конструкции, а характеристики реле могут быть линейными и точными в широком диапазоне с очень высоким коэффициентом возврата к срабатыванию. Он по своей природе является самокомпенсирующимся для переходных процессов постоянного тока. Другими словами, он менее чувствителен к переходным процессам постоянного тока.Другие переходные процессы в системе, а также переходные процессы, связанные с трансформаторами тока и релейными цепями, также можно свести к минимуму за счет надлежащего проектирования. Однако на величину крутящего момента влияет изменение частоты системы.

Реле индукционного типа

широко использовались для дистанционных и направленных реле. Позже их заменили статические реле мостового выпрямительного типа.

Схема электромеханического реле, работающая с приложениями

Электрические и электронные схемы обычно работают в широком диапазоне номинальных напряжений, токов и мощностей.Для каждой цепи или оборудования, или электрической сети, или системы энергоснабжения желательна система защиты, чтобы избежать поломки, временного или постоянного повреждения. Таким образом, оборудование или схемы, используемые для защиты, называются защитным оборудованием или схемой. В случае небольшого количества номинальных напряжений защита цепи зависит от стоимости исходной защищаемой цепи и стоимости системы защиты, необходимой для защиты цепи. Но в случае дорогостоящих цепей или оборудования желательно использовать систему защиты или схему защиты и управляющее устройство или схему управления, чтобы избежать экономических потерь и повреждений.


Электромеханическое реле

Реле

Реле представляет собой электромеханический переключатель, используемый в качестве защитного устройства, а также в качестве устройства управления различными цепями, оборудованием и электрическими сетями в энергосистеме. Электромеханическое реле можно определить как переключатель с электрическим приводом, который замыкает или прерывает цепь за счет физического перемещения электрических контактов друг с другом.

Конструкция электромеханического реле

Поток тока через электрический проводник создает магнитное поле под прямым углом к ​​направлению тока.Если этот проводник намотать, образуя катушку, то создаваемое магнитное поле ориентируется по длине катушки. Если ток, протекающий по проводнику, увеличивается, то увеличивается и напряженность магнитного поля (и наоборот).

Катушка электромеханического реле – магнитное поле

Магнитное поле, создаваемое прохождением тока через катушку, может использоваться для различных целей, таких как катушки индуктивности, конструкция трансформатора с использованием двух катушек индуктивности с железным сердечником. Но в конструкции электромеханического реле магнитное поле, создаваемое в катушке, используется для приложения механической силы к магнитным объектам.Это похоже на постоянные магниты, используемые для притяжения магнитных объектов, но здесь магнитное поле можно включать или выключать, регулируя ток, протекающий через катушку. Таким образом, можно сказать, что работа электромеханического реле зависит от тока, протекающего через катушку.

Рабочее электромеханическое реле

Электромеханическое реле состоит из различных частей, таких как подвижный якорь, подвижный контакт и неподвижный контакт или фиксированный контакт, пружина, электромагнит (катушка), провод, намотанный в виде катушки с клеммами, обозначенными буквой «С», которые соединены, как показано на рисунке ниже. рисунок для формирования электромеханического реле.

Конструкция электромеханического реле

Если на клеммы катушки не подается питание, то реле остается в выключенном состоянии, как показано на рисунке ниже, и нагрузка, подключенная к реле, также остается отключенной, поскольку на нагрузку не подается питание.

Электромеханическое реле работает (состояние ВЫКЛ.)

Если на катушку реле подается питание, подавая питание на клеммы катушки в точке «С», то подвижный контакт реле притягивается к неподвижному контакту. Таким образом, реле включается, и питание подключается к нагрузке, как показано на рисунке ниже.

Работа электромеханического реле (состояние ВКЛ.)

Существуют различные типы реле. Реле, которые питаются от источника питания и выполняют механическое действие (включение или выключение) для замыкания или размыкания цепи, называются электромеханическими реле. Существуют различные типы реле, такие как реле Бухгольца, реле с фиксацией, поляризованное реле, ртутное реле, твердотельное реле, поляризованное реле, вакуумное реле и так далее.

Применение электромеханического реле

Существует множество применений электромеханических реле.Различные типы реле используются в различных приложениях на основе различных критериев, таких как номинал контактов, количество и тип контактов, номинальное напряжение контактов, срок службы, напряжение и ток катушки, упаковка и т. д. Реле часто используются в сетях энергосистем для целей управления, автоматизации и защиты.

Типичные применения электромеханических реле включают управление двигателем, автомобильные приложения, такие как электрический топливный насос, промышленное применение, где предполагается управление высокими напряжениями и токами, управление нагрузками большой мощности и так далее.

Электромеханическое реле Логика

Метод использования реле и контактов для управления промышленными электронными схемами называется релейной логикой. Входы и выходы релейных логических схем представлены серией линий на принципиальных схемах, и поэтому релейные логические схемы также называются линейными схемами. Логическая схема электромеханического реле может быть представлена ​​как электрическая сеть линий или звеньев, где каждая линия или звено имеют непрерывность для включения выходного устройства.

Применение логики электромеханического реле

Маршрутизация и сигнализация на железных дорогах управляются с помощью релейной логики и считаются ключевым применением релейной логики. Это критически важное с точки зрения безопасности приложение используется для уменьшения аварий и предотвращения выбора конфликтующих маршрутов с помощью блокировки. Человек-оператор лифта был заменен большими релейными логическими схемами в лифтах. Релейные логические схемы используются в электрогидравлике и электропневматике для управления и автоматизации.

Вы хотите знать базовую конструкцию релейной логики? Вы заинтересованы в разработке проектов в области электроники? Затем разместите свои вопросы, комментарии, предложения, идеи в разделе комментариев ниже.

Твердотельное реле

и электромагнитное реле |HUIMULTD


Приведенная выше таблица помогает сравнить преимущества и недостатки ТТР и ЭМИ, и можно обнаружить, что характеристики ТТР и ЭМИ различаются из-за разных структур. Однако в действительности применения, преимущества твердотельных реле очень очевидны, и благодаря превосходным преимуществам, указанным ниже, это причина, по которой используются твердотельные реле, и почему твердотельные реле постепенно заменяют электромеханические реле во многих областях.

1.Долгий срок службы и высокая стабильность

Фактически, срок службы механических контактов определяет срок службы механического реле. Поскольку внутри твердотельного реле нет механических контактов, срок службы реле SSR не будет сокращаться из-за деформации, старения, коррозии и прилипания контактов. При этом внутри твердотельного реле нет механических движущихся частей (таких как пружины, язычки), поэтому дребезга контактов и плохого контакта подвижных частей не будет.

Благодаря бесконтактной конструкции и защите корпуса из смолы твердотельные реле обладают хорошей ударопрочностью, ударопрочностью и коррозионной стойкостью. Твердотельные реле имеют более широкий спектр применения, чем ЭМИ, например, влажность мало влияет на твердотельные реле и лишь незначительно снижает их изоляционные характеристики, а электромагнитные реле очень чувствительны к влажности, если подвергаются воздействию влаги в течение продолжительных периодов времени. со временем срок службы ЭМИ будет сокращен, а компоненты подвергнутся коррозии.

Таким образом, срок службы твердотельного реле в 50-100 раз больше, чем у электромагнитного реле, а надежность твердотельных реле намного выше, чем у электромагнитных реле.

2. Стоимость использования

Первоначальная стоимость твердотельных реле выше, чем у электромагнитных реле. Но с учетом других затрат (таких как полный срок службы, стоимость проверки и обслуживания, потери и низкая эффективность из-за нестабильности или неисправности реле и т.), средняя стоимость использования твердотельных реле намного ниже, чем у электромагнитных реле.

Кроме того, в некоторых случаях требуются дополнительные затраты на предотвращение вибрации контактов и плохого контакта механического реле.

3.Эффективное управление

Рабочая частота (или скорость переключения) твердотельных реле в несколько-десятки раз выше, чем у электромагнитных реле, что позволяет использовать ТТР в оборудовании, требующем высокого КПД.Более того, в твердотельных реле в качестве среды передачи сигналов используются полупроводники, поэтому твердотельные реле могут быть совместимы с компьютерными системами управления без добавления дополнительных цепей и оборудования, а ЭМР этого сделать не может.

Время срабатывания твердотельного реле намного меньше, чем у механического реле, а управляющая мощность реле SSR также ниже, чем у реле EMR, что делает EMR неприменимым к оборудованию, требующему короткого срабатывания время и низкая мощность управления.В некоторых специальных приложениях, требующих низкого коэффициента мощности, переключатель должен быть стабильным и не подвергаться вибрации, поэтому реле EMR также нельзя использовать.

4. Электромагнитное излучение

Механическая конструкция заставляет механическое реле генерировать большое количество сигналов электромагнитных помех (ЭМП) в течение периода переключения. Если нет дополнительной схемы защиты, эти сигналы помех могут отрицательно повлиять на электронное устройство и электросеть. А сильные электромагнитные помехи даже повредят организм человека.

Твердотельные реле, напротив, обладают хорошей электромагнитной совместимостью (ЭМС). А твердотельное реле с функцией перехода через нуль может уменьшить влияние внешних помех на SSR, а также уменьшить сигнал помех, генерируемый самим твердотельным реле.

Поэтому, если применение требует низких электромагнитных помех, рекомендуется использовать только твердотельные реле.

5.Дополнительные режимы действия

Схема внутри твердотельного реле разнообразна и может быть гибко спроектирована в соответствии с реальными потребностями.Благодаря сочетанию внутренних компонентов твердотельные реле могут обеспечивать разнообразное управление выходной цепью в соответствии с различным состоянием управляющих сигналов и источников питания.

Однако электромагнитное реле может переключать нагрузку только асинхронно, то есть состояние переключателя контролируется только сигналом управления и не зависит от времени сигнала мощности; тогда как твердотельное реле может осуществлять управление синхронно. Конечно, твердотельные реле имеют больше режимов действия, таких как:
1) Асинхронный режим
2) Синхронный режим
3) Режим нулевого или пикового напряжения
4) Режим фазового угла
5) Импульсный режим

Электромеханические реле и Цифровые реле: подробное сравнение

Дата публикации: 30 сентября 2021 г. Последнее обновление: 14 октября 2021 г. Абдур Рехман

Многие технологии, которые были популярны несколько лет назад, сегодня начали исчезать.Это только из-за непрерывных изменений и инноваций в технологии. В связи с развитием технологий большинство электромеханических реле заменяется числовыми реле. Узнайте больше, поскольку в этом блоге мы расскажем об основных принципах работы реле, а также подробном объяснении электромеханических и числовых реле с вдумчивым сравнением между ними.

👉🏼 Мы запустили новый курс, т. е. IEEE 1584-2018 (Руководство по расчету опасности вспышки дуги) .В этом курсе мы рассказали о введении, истории и некоторых основных изменениях в утвержденном стандарте IEEE 1584-2018. В настоящее время мы предлагаем скидку 50% в течение ограниченного времени. Мы надеемся, что вы присоединитесь к нам и получите от этого пользу.

Важность релейной защиты

Защита – это искусство организовать и синхронизировать электрооборудование таким образом, чтобы оно обеспечивало максимальную надежность и безотказность. Он изолирует неисправности и аномалии, возникающие в системе, таким образом, что затрагивается наименьшая часть энергосистемы.Таким образом, чтобы получить хорошую отдачу от инвестиций, необходимо разработать хорошую схему релейной защиты.

Система нуждается в схеме релейной защиты по следующим трем важным причинам:

  • Работа всей системы не нарушается никакими нежелательными неисправностями. Когда возникает ошибка, она должна прерывать наименее затронутую область, не затрагивая оставшуюся систему.
  • Благодаря защите система требует меньше затрат на обслуживание и ремонт.
  • Люди остаются в безопасности в неблагоприятных условиях.

Что такое реле?

Определение: Устройство, которое обнаруживает неисправные условия и инициирует работу автоматического выключателя, чтобы изолировать неисправный элемент от остальной системы, называется реле. Реле может обнаруживать многие неисправности, такие как чрезмерный ток, повышенное и пониженное напряжение, повышенная и пониженная частота, короткое замыкание, замыкание на землю и т. д.

Защитные реле можно разделить на следующие категории:

  • Электромеханические реле
  • Цифровые реле

На следующей блок-схеме показано, как реле устанавливается в распределительной сети.

Рис. — Как реле устанавливается в распределительной сети.

Поскольку реле подключается к энергосистеме через трансформатор тока, его проектирование или программирование должно выполняться в соответствии с параметрами трансформатора тока, а не самой энергосистемы. ТТ обычно имеет вторичное напряжение 1 А или 5 А, поэтому реле также рассчитаны на 1 А или 5 А.

👉🏼 Возможно вас заинтересует статья о Трансформаторе Тока (ТТ) . Пройдите его, если хотите узнать о его работе и применении в энергосистемах.

Зона защиты – это часть энергосистемы, защищенная конкретным защитным устройством. Например, на рисунке ниже показана зона защиты дифференциального реле. Если какая-либо неисправность возникает в области, ограниченной двумя ТТ дифференциальной схемы, это оказывает значительное влияние на коэффициенты трансформации ТТ, и дифференциальный ток (разница между вторичными токами обоих ТТ), протекающий через реле, становится отличным от нуля. Таким образом, реле выдает сигнал отключения, и, таким образом, оборудование в ограниченной области трансформаторов тока всегда защищено, и любая внешняя неисправность, т.е.е. вне зоны охраны остается незамеченным реле.

Настройки и параметры защитного реле

Некоторые параметры должны быть определены или установлены перед работой реле. Они следующие:

Ток срабатывания

Минимальная величина тока, при которой реле начинает срабатывать. Это точка срабатывания реле. Ток срабатывания можно рассчитать как:

I срабатывание = Номинальная мощность ТТ × Настройки тока

Текущие настройки

Они используются для регулировки тока срабатывания до любого желаемого значения.Обычно это достигается путем постукивания по катушке реле. Например, ток, протекающий через цепь, составляет 80 А, а ТТ, подключенный к цепи, имеет ток 100 А/5 А, тогда настройки тока ТТ будут равны 80%, чтобы он мог правильно определять ток 80 А в обычном режиме.

Коэффициент трансформации

В некоторых случаях коэффициент трансформации трансформатора тока неизвестен или его выход рассчитан в соответствии с реле. Затем коэффициент ТТ можно выбрать в соответствии с током, протекающим через главную цепь.Например, номинальный выход ТТ составляет 1 А, а ток, протекающий через цепь, составляет 105 А, тогда возможное стандартное соотношение ТТ может составлять 100 А/1 А при настройках тока 105%.

Множитель настройки штекера (PSM)

Сообщает нам о серьезности неисправности, и решения об отключении могут быть приняты на основе PSM. Его минимальное значение равно 1 и может быть рассчитано как:

PSM = (ток короткого замыкания × коэффициент 1/ТТ) / I срабатывание

Множитель настройки времени (TSM)

Дает значение фактического времени работы реле.Это значение используется для установки скорости срабатывания реле. Более высокое значение означает увеличение времени задержки, а для уменьшения времени задержки значение TSM будет меньше. Выражается в процентах.

Время работы:

Общее количество времени, которое потребовалось системе для совершения поездки. Доступны предопределенные графики зависимости времени от PSM. Для рассчитанного значения PSM из графика выбирается соответствующее ему время, а затем оценивается время работы, т.е.е.

Время работы = TSM × Время из кривой зависимости «время от PSM»

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ И ЧИСЛОВЫЕ РЕЛЕ

Что такое электромеханическое реле?

Определение: Электромеханическое реле представляет собой переключатель, который приводится в действие электромагнитным способом, т. е. небольшой ток используется для создания магнитного поля внутри магнитного сердечника, который затем используется для приведения в действие переключателя для управления большим током.

Типы электромеханических реле

В зависимости от применения и структуры устройства электромеханические реле могут быть дополнительно классифицированы как:

Реле общего назначения

Этот тип реле имеет механические контакты, которые приводятся в действие магнитной катушкой. Когда на катушку реле подается питание от выводов катушки, внутри электромагнита создается магнитное поле, которое затем с помощью пружины тянет якорь вниз, и, таким образом, контакты питания от основной нагрузки размыкаются.Так работает реле общего назначения. Это легче понять из рисунка ниже:

Поиск и устранение неисправностей реле общего назначения просты, и они, как правило, недороги. По этой причине они применимы для коммерческого и промышленного использования, где стоимость и удобство использования имеют первостепенное значение. Большинство этих реле состоят из сменных модулей, что упрощает замену и поиск неисправностей.

Реле для тяжелых условий эксплуатации

Этот тип электромеханического реле имеет трансформируемые контакты (которые могут быть переведены либо в нормально разомкнутое, либо в нормально замкнутое положение путем замены клеммных болтов и смещения компонента на 180 ).Эти контакты управляются катушкой. Концепцию трансформируемых контактов можно увидеть на рисунках ниже:

Реле

для тяжелых условий эксплуатации используются для управления машинами и других промышленных применений. Эти реле обычно долговечны и обеспечивают легкий доступ для обслуживания.

Герконовое реле

Реле такого типа состоят из переключателя, помещенного внутри соленоида. Контакты переключателя заключены в стеклянный или керамический кожух для защиты от коррозии.Эти контакты являются магнитными и находятся под воздействием поля соленоида. Герконы имеют быстрое переключение и потребляют небольшое количество энергии от цепи управления, однако требуют регулярного обслуживания.

Герконовые реле

используются для нескольких приложений радиочастотного и микроволнового переключения. Их можно использовать для цепей, которые работают при очень малых токах. Контакты геркона показаны на рисунке ниже:

Что такое числовое (микропроцессорное) реле?

Определение: Цифровые реле – это реле, в которых электрические (аналоговые) величины отбираются и преобразуются в числовые или цифровые данные, которые обрабатываются арифметически, а затем выдается соответствующее решение об отключении.

Как работает цифровое реле?

Поскольку вся работа этого реле основана на программировании микропроцессора, его также можно назвать программируемым реле. Основную работу цифровых реле можно объяснить с помощью следующей блок-схемы:

Рис. — Цифровое (микропроцессорное) реле.

Пример: реле SEPAM (производство Schneider)

SEPAM — это числовое/микропроцессорное реле, имеющее следующие основные функции:

Защита
  • Защита от перегрузки по току и замыкания на землю.

  • Обнаружение перекоса фаз.

  • Тепловая защита

    RMS, учитывающая внешнюю рабочую температуру и рабочие скорости вентиляции.

  • Скорость изменения защиты по частоте.

Программное обеспечение для настройки и управления

Программный инструмент SFT2841 для ПК обеспечивает доступ ко всем функциям реле SEPAM с удобством среды Windows.

Протоколы связи

Протокол — это метод, используемый для передачи информации по последовательным линиям между электронными устройствами. Используя следующие протоколы связи, реле SEPAM можно подключить к административной коммуникационной сети, например, S-LAN:

.
Modbus TCP/IP :

TCP для протокола управления передачей, а IP для интернет-протокола. Эти два протокола совместно используются в качестве интернет-протокола.Когда информация необходима для передачи по этим протоколам, данные сначала отправляются в TCP, где прикрепляется дополнительная информация, а затем они передаются в IP. Данные помещаются в пакеты по IP и, наконец, передаются.

Modbus RTU:  

Последовательный интерфейс, используемый для связи в этом протоколе, — RS-485, и почти каждая система SCADA, OPC-сервер, HMI или любое другое программное приложение для сбора данных поддерживает его. Вот почему очень легко включить оборудование, совместимое с Modbus, в новые приложения мониторинга и управления.

Система мониторинга

Программное обеспечение StruxureWare используется компанией Schneider для мониторинга электропитания. Это программное обеспечение позволяет отслеживать состояние электропитания в режиме реального времени с помощью таких функций, как анализ качества и надежности электропитания, а также быстро реагировать на сигналы тревоги, чтобы избежать критических ситуаций.

Диагностика

Для расширенной работы существует три вида диагностических данных:

  • Диагностика сети и машины: Ток отключения, записи нарушений, коэффициент дисбаланса.
  • Диагностика распределительного устройства: Суммарный ток отключения, время срабатывания.
  • Диагностика Блока Защиты и Дополнительных Модулей: Постоянное самотестирование, осмотр.

Реле SEPAM могут работать с оборудованием центральной системы дистанционного наблюдения, так как все обязательные данные доступны через коммуникационные порты:

Данные, которые можно прочитать: все количества, настройки защиты, аварийные сигналы и т.д.

Данные, которые могут быть записаны: нарушение инструкций дистанционного управления устройством и т. д.

Типы цифровых реле на основе схемы защиты

На основании схем защиты, встроенных в энергосистемы, цифровые реле делятся на следующие категории:

  • Реле максимального тока/замыкания на землю
  • Дифференциальное реле
  • Реле направления
  • Реле пониженного/повышенного напряжения
  • Дистанционное реле

Преимущества цифровых реле по сравнению с электромеханическими реле

Электромеханические реле обладают характеристиками, которые полностью отличаются от цифровых реле.Они обсуждаются ниже:

Размер:

Электромеханические реле больше, а числовые реле имеют компактные размеры. Электромеханические реле содержат множество компонентов для выполнения определенной функции. Но числовые реле основаны на программировании внутри микропроцессора, поэтому для них требуется меньше аппаратных средств.

Гибкость:

Электромеханические реле негибкие, так как реле может обеспечить только одну защиту. Для любого дополнительного типа защиты необходимо разработать еще одно реле.В то время как в числовых реле существует гибкость для обеспечения различных типов защиты с помощью одного реле, то есть необходимые функции могут быть просто активированы путем установки программного обеспечения в микропроцессор.

Надежность:

Надежность электромеханических реле очень низкая из-за вероятности износа их механических частей. Но числовые реле имеют более высокую надежность, так как вероятность выхода из строя очень мала по сравнению с электромеханическими реле.

Метод измерения:

Измеряемые электрические величины преобразуются в механическую силу, крутящий момент и т. д. в электромеханических реле. В числовых реле для измерения электрических/аналоговых величин они оцифровываются с использованием механизма аналого-цифрового преобразования и различных алгоритмов.

Хранение данных:

Электромеханические реле не имеют функции хранения данных. Для сравнения, цифровые реле могут накапливать большое количество данных, таких как записи о неисправностях, т.е.е. их типы, время, характер, продолжительность и т. д. Мы можем использовать эти данные для анализа производительности и надежности системы.

Установка параметра:

Настройка штекера и настройка циферблата осуществляется механическими средствами в электромеханических реле. Но в числовых реле для установки значений доступна клавиатура или компьютерная система.

Рабочая скорость:

Электромеханические реле имеют очень низкую рабочую скорость, поскольку механическим частям требуется некоторое время для запуска и выполнения операции.В то время как числовые реле работают очень быстро из-за встроенного программного обеспечения, которое реагирует мгновенно.

Периодическое обслуживание:

Электромеханические реле необходимо периодически снимать, очищать, регулировать и т. д. Цифровые реле не требуют периодического обслуживания, регулировки и т. д.

SCADA-система:

Электромеханические реле нельзя использовать для SCADA или системы автоматизации подстанции из-за отсутствия программируемой функции в реле. Для сравнения, числовые реле совместимы для работы с системами автоматизации подстанций или SCADA, поскольку эти реле полностью программируются.

Связь:

Электромеханические реле не имеют связи, но числовые реле могут обмениваться данными со всеми стандартными протоколами. Несколько реле могут быть связаны друг с другом через каналы связи.

Визуальная индикация:

Флажки, мишени и т.п. применяются для визуальной индикации в электромеханических реле. В то время как числовые реле используют ЖК-дисплей или светодиоды для индикации.

Капитальные и эксплуатационные затраты:

Электромеханические реле требуют больших капиталовложений и затрат на техническое обслуживание, поскольку содержат множество компонентов, требующих частого обслуживания.Благодаря сочетанию различных функций в одном устройстве капитальные затраты на цифровые реле сравнительно невелики, а затраты на ремонт невелики из-за меньшего объема технического обслуживания.

Самодиагностика и автоматический сброс:

Электромеханические реле не могут определить, когда нормальное состояние было достигнуто после неисправности, поэтому они не имеют функции автоматического сброса. Но числовые реле могут обнаруживать нормальные условия после каждой неисправности, поэтому в таких реле существует автоматический сброс.

Бремя:

Электромеханическое реле имеет большую нагрузку на измерительные трансформаторы, т. е. трансформаторы тока и напряжения, в то время как микропроцессорные/цифровые реле имеют очень низкую нагрузку на измерительные трансформаторы.

Раньше повсеместно использовались электромеханические реле, но после этого большинство энергосистем перешли на числовые реле. Есть несколько преимуществ использования цифровых реле по сравнению с электромеханическими реле. Системы защиты были модифицированы и стали более надежными за счет использования цифровых реле.Более того, цифровая система экономична, долговечна и удобна для пользователя. В заключение можно сказать, что числовые реле достаточно продвинуты, чтобы конкурировать с современными технологиями.

Получите услуги по защитной ретрансляции AllumiaX для вашего объекта

Узнайте больше от экспертов по энергосистемам AllumiaX. Инженеры AllumiaX способны предоставить высококачественное исследование координации защитных устройств, включая настройки защитных реле и услуги координации. Свяжитесь с нами сегодня!


  • Об авторе

    Абдур Рехман — профессиональный инженер-электрик с более чем восьмилетним опытом работы с оборудованием от 208 В до 115 кВ как в коммунальных, так и в промышленных и коммерческих помещениях.Он уделяет особое внимание защите энергетических систем и инженерным исследованиям.

Что такое реле в электрике, работа, схема подключения

Что такое реле в электрическом?

Электрическое реле

— это не что иное, как электромеханический переключатель, который используется для локального или дистанционного управления электрической/электронной цепью. Но последние твердотельные реле используют электронные компоненты, такие как транзистор, диод, для управления цепью без физического контакта.

Конструкция реле:

Передняя часть конструкции, электромагнитная катушка, контакт, железный сердечник и источник питания являются важными частями реле. Здесь электромагнитная катушка состоит из тонкой медной проволоки, намотанной на магнитный материал, и будет подключена к источнику питания. Железный сердечник будет находиться внутри или снаружи электромагнитной катушки.

реле внутренней цепи

Источник питания будет управляться внешней цепью. Это может быть постоянный или переменный ток. В основном реле рассчитаны на работу как с постоянным, так и с переменным током до 1.от 5В до 690В.

Контакт будет подключен к внешней цепи. Контакт изготовлен из серебряного сплава, чтобы выдерживать разрыв при сильном токе. Также он обладает способностью выдерживать высокие температуры дугового разряда до 3000°C.

В соответствии с нашим требованием, контакт реле может быть разным, например, нормально разомкнутым или нормально разомкнутым. NO и NC указывают положение реле по умолчанию. Это означает, что реле должно быть либо в нормально разомкнутом, либо в нормально замкнутом состоянии. В основном используются оба типа реле.

Подключение реле Схема:

Посмотрите на рисунок. На нем наша конечная цель — задуть лампу.

Схема подключения реле

Рисунок состоит из двух принципиальных схем, таких как внутренняя цепь реле и внешняя цепь управления.

В схеме реле электромагнитная катушка соединена последовательно с источником питания, внешним контактом, контактом реле.

Внешняя цепь управления состоит из источника питания переменного тока 230 В, включенного последовательно с контактом Лампы и реле.

Внутренняя и внешняя цепи реле не имеют электрического контакта, поскольку они имеют механический контакт, что означает, что цепь реле имеет возможность управлять внешней цепью, управляя катушкой цепи реле.

Принцип работы реле

:

Все электромагнитные реле работают на основе электромагнитной индукции Фарадея. Например, если мы замкнем контакт внешней цепи, ток начнет течь от источника питания к катушке.

Принцип работы реле

Затем катушка становится электромагнитом, который притягивает железный сердечник, помещенный внутри катушки.Также железный сердечник тянет за собой контактную клемму реле А. За счет этого А и В будут соединены.

Затем во внешней цепи управления начинает течь ток. Наконец лампа перегорает.

Часто задаваемые вопросы:

Нужна ли защита катушки реле?

На самом деле Не требуется, но в очень редких случаях катушка выходит из строя из-за нарушения изоляции, поэтому катушка действует как короткое замыкание на источник питания, в это время защита источника питания отключает цепь, следовательно, любые отдельные реле не требуют никакой схемы защиты.

Сколько тока может потреблять реле?

Входной ток катушки реле напрямую зависит от размера реле, практически он мал, следовательно, ток реле будет меньше миллиампер.

Контакты реле подвергаются коррозии?

Нет, так как MOC (Материал конструкции) представляет собой серебряный сплав, который будет покрыт никелем. Николь не вступает в реакцию с окислением. Следовательно, контакт реле не подвергается коррозии.

Можем ли мы перемотать катушку реле?

Да, Мы можем перемотать катушку реле, посчитав количество витков и толщину катушки.

Имеет ли реле значение полярности?

Нет для электромагнитных катушек и да для твердотельных реле. Поскольку электромагнитные катушки состоят из медного провода, а медь, как известно, не имеет полярности, поэтому электромагнитное реле можно подключать без учета полярности.

Но твердотельные реле состоят из транзисторов и диодов, поэтому обратная полярность повреждает реле. Так что вам нужно обратить внимание на твердотельные реле.

Видео анимации работы реле

:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.