Защита контактов реле постоянного тока 12 в: Защита контактов реле постоянного тока 12 в

Содержание

Меры по защите контактов реле от повреждения дуговыми разрядами

В процессе эксплуатации сигнализаторов уровня имеющих дискретный (релейный, транзисторный) выход, зачастую подключают индуктивную нагрузку (устройства, имеющие в своём составе катушку индуктивности). Возникновение дуговых разрядов при размыкании таких электрических цепей крайне негативно сказывается на работоспособности контактов реле и выходных каскадов датчиков, уменьшая их срок эксплуатации.

В целях устранения пагубного влияния дуговых разрядов применяются искрогасящие цепи, устанавливаемые параллельно контактам реле или параллельно нагрузке.

Не вдаваясь в физику переходных процессов и причин возникновения дуговых разрядов рассмотрим наиболее действенные и широко применяемые искрогасящие цепи постоянного и переменного тока.

Цепи постоянного тока:

Кремниевый диод включается параллельно индуктивной нагрузке, при замыкании контактов и в установившемся режиме не оказывает никакого воздействия на работу схемы. При отключении нагрузки возникает напряжение самоиндукции, обратное по полярности рабочему напряжению, диод открывается и шунтирует индуктивную нагрузку. Диоды исключительно эффективно устраняют дуговые разряды и предохраняют контакты реле от обгорания лучше, чем любые другие схемы искрогашения. Такой способ применим и к сигнализаторам с транзисторным выходом.

Правила выбора обратного диода:

  • рабочий ток и обратное напряжение диода должны быть сравнимы с номинальным напряжением и током нагрузки. Для нагрузок с рабочим напряжением до 250 VDC и рабочим током до 5 А вполне подходит распространенный кремниевый диод 1N4007 с обратным напряжением 1000 VDC и максимальным импульсным током до 20 А;
  • выводы диода должны быть как можно короче;
  • диод следует припаивать (привинчивать) непосредственно к индуктивной нагрузке, без длинных соединительных проводов — это улучшает ЭМС при процессах коммутации.
  • Цепи переменного и постоянного тока:

    RC-цепь является наиболее дешёвым и широко применяемым средством защиты цепей как переменного, так и постоянного тока.

    В отличие от диодных схем RC-цепи можно устанавливать, как параллельно нагрузке, так и параллельно контактам реле. В некоторых случаях нагрузка физически недоступна для монтажа на ней искрогасящих элементов, и тогда единственным способом защиты контактов остается шунтирование контактов RC-цепями.

    Расчет RC-цепи, подключаемой параллельно контактам реле:

    где С — ёмкость RC-цепи, мкф.

    I — рабочий ток нагрузки, А.

    где R — сопротивление RC-цепи, Ом.

    E0 — напряжение на нагрузке, В.

    I — рабочий ток нагрузки, А.

    Проще всего пользоваться универсальной номограммой. По известным значениям напряжения источника питания U и тока нагрузки I находят две точки на номограмме, после чего между точками проводится прямая линия, показывающая искомое значение сопротивления R. Значение емкости С отсчитывается по шкале рядом со шкалой тока I. Номограмма дает разработчику достаточно точные данные, при практической реализации схемы необходимо будет подобрать ближайшие стандартные значения для резистора и конденсатора RC-цепи.

    RC-цепь, подключаемая параллельно нагрузке

    Применяется там, где нежелательна или невозможна установка RC-цепи параллельно контактам реле. Для расчета предлагаются следующие ориентировочные значения элементов:

  • С = 0,5 ... 1 мкф на 1 А тока нагрузки;
  • R = 0,5 ... 1 Ом на 1 В напряжения на нагрузке или
  • R = 50...100% от сопротивления нагрузки.
  • Приведенные значения R и С не являются оптимальными. Если требуется максимально полная защита контактов и реализация максимального ресурса реле, то необходимо провести эксперимент и опытным путем подобрать резистор и конденсатор, наблюдая переходные процессы с помощью осциллографа.

    Для защиты выходных транзисторных каскадов сигнализаторов RC-цепь подключают параллельно нагрузке.

    Защита контактов реле от бросков напряжения и токов в цепях переменного и постоянного тока

    В этой статье речь пойдет о защите контактов реле и входных цепей устройств чувствительных к воздействию бросков напряжения и тока в цепях постоянного и переменного тока с использованием:

    • RC цепочки;
    • диодной цепи;
    • диодно-стабилитронной цепи;
    • варисторной цепи.

    При включении и отключении различного электрооборудования ток в электрической цепи, как правило, отличается от установившегося значения. При этом величина разброса составляет разы. Ниже приведены диаграммы изменения тока при включении различных характерных типов нагрузок.

    При отключении индуктивной нагрузки возникает ЭДС самоиндукции (от несколько сотен до нескольких тысяч вольт). Такой бросок напряжения способен повредить коммутационный элемент, или существенно снизить его ресурс. Если ток в этих нагрузках относительно невелик (единицы ампер), то воздействие ЭДС самоиндукции на контакты, коммутирующие индуктивную нагрузку, может привести к коронного разряда или дуги.

    Это, в свою очередь, может привести к появлению на контактах оксидов и карбидов. Воздействие ЭДС самоиндукции может также повредить устройство, имеющие общие с индуктивной нагрузкой цепи питания.

    Например, электронное реле времени, подключенное параллельно мощному промежуточному реле, может быть повреждено, либо нестабильно работать, если не предпринимать мер по защите от ЭДС самоиндукции.

    При возникновении электрической дуги между контактами происходит разрушение мест контакта вследствие переноса материала контактирующих поверхностей. Это ведет к свариванию контактов и изменению формы контактов и, как следствие, к увеличению переходного сопротивления.

    Увеличение переходного сопротивления приводит к росту выделения тепла в месте контакта, его окислению и, как результат, к полной потере контакта.

    Для сохранения ресурса контактов и защиты нагрузок применяются различные способы защиты.

    Защита контактов и входных цепей устройств, чувствительных к воздействию бросков напряжения и тока в цепях постоянного и переменного тока.

    Тип цепи защиты Род тока Указания по применению Примечание
    Пер. Пос.
    RC цепочки

    + + Если нагрузкой является таймер, ток утечки, протекающий через RC цепь может привести к ошибке. При использовании на переменном токе, необходимо чтобы импеданс нагрузки был существенно меньше импеданса RC цепи. При выборе номиналов RC цепи необходимо руководствоваться следующим: R – 0,5…1 Ом на 1В напряжения на контактах (или на нагрузке). С – 0,5…1 мкФ на 1А тока через контакты (или в нагрузке). Номиналы очень зависят от свойств нагрузки и характеристик ключа. Используйте неполярные конденсаторы.

    + + Если нагрузка реле или соленоид, то время отпускания увеличится.
    Диодная цепь

    + Поскольку диод подключен параллельно нагрузке, энергия, запасенная в ней замыкается через диод, что приводит к увеличению времени отпускания по сравнению с RC цепью в 2…4 раза. Используйте диод с обратным напряжением в 10 раз превосходящим напряжение на нагрузке и максимальным прямым током несколько большим чем ток в нагрузке.
    Диодно-стабилитронная цепь

    + Используется если время затухания переходного процесса с диодной цепью слишком велико. Используйте стабилитрон с напряжением стабилизации примерно равным напряжению источника питания.
    Варисторная цепь

    + + Используя свойство варистора стабилизировать напряжение на нем эта цепь предотвращает чрезмерно высокое напряжение на нагрузке. Использование варистора также несколько увеличивает время отпускания.

    Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

    Поделиться в социальных сетях

    Защита контактов реле от подгорания – Защита имущества

    Реле автомобильные
    Автомобильные электро-механические реле используются в устройствах автомобильной автоматики.

    Реле сверхминиатюрные
    Сверхминиатюрные электромеханические реле монтируются на печатную плату, служат для коммутации слабых токов (до 2А), используются в сигнальных телекоммуникационных цепях.

    Реле миниатюрные с DC катушкой
    Миниатюрные электрические реле общего назначения используются преимущественно в цепях постоянного тока, коммутируют токи до 16А, монтируются как на рельсы DIN так и на печатную плату

    Реле миниатюрные с AC/DC катушкой


    Миниатюрные реле применяются как в цепях постоянного так и переменного тока, коммутируют токи до 16А, монтируются как на рельсы DIN так и на печатную плату в том числе поверхностным монтажем.

    Реле малогабаритные
    Малогабаритные промышленные реле индустриального стандарта предназначены для коммутации токов до 50А. Монтаж осуществляется в колодки в основном либо на рейку DIN, либо на поверхность с помощью винтов, возможен монтаж на печатную плату. Используются в качестве промежуточных реле в устройствах промышленной автоматики.

    Панельки, колодки, цоколи и крепежные клипсы для реле
    Панельки, колодки и цоколи используются для монтажа электро-магнитных реле на шины (линейки) DIN, печатные платы и различные поверхности.

    Реле интерфейсные
    Интерфейсные реле предназначены для использования в качестве интерфейсов можду контроллерами, датчиками и исполнительными устройствами промышленной автоматики.

    При коммутации с помощью мощных электромагнитных реле индуктивных нагрузок контакты реле обгорают под воздействием дуговых разрядов. Для уменьшения повреждения контактов реле такими дуговыми разрядами теоретически можно использовать:

    • специальные реле с большими контактными промежутками (до 10 мм и более) и высокой скоростью выключения, обеспечиваемой сильными контактными пружинами;
    • магнитный обдув контактов, реализуемый установкой постоянного магнита или электромагнита в плоскости контактного промежутка реле. Магнитное поле препятствует появлению и развитию дуги и эффективно оберегает контакты реле от обгорания;
    • искрогасящие цепи, устанавливаемые параллельно контактам реле или параллельно индуктивной нагрузке.

    Первые два способа гарантируют высокую надежность за счет конструктивных мер при разработке реле. Внешних элементов защиты контактов при этом обычно не требуется, но специальные электромагнитные реле и магнитный обдув контактов достаточно экзотичны, дороги и отличаются большими размерами и солидной мощностью катушки (у электромеханических реле с большим расстоянием между контактами сильные контактные пружины).

    Промышленная электротехника ориентируется на недорогие стандартные электро магнитные реле, поэтому применение искрогасящих цепей является наиболее распространенным способом гашения дуговых разрядов на контактах.

    Теоретически для гашения дуги в электро механических реле можно использовать многие физические принципы, но на практике находят применение следующие эффективные и экономичные схемы:

    • RC-цепи;
    • диоды супрессоры;
    • варисторы;
    • комбинированные схемы, например, варистор + RC-цепь.

    Защитные цепи можно включать:

    • параллельно индуктивной нагрузке;
    • параллельно контактам реле;
    • параллельно контактам электромагнитных реле и нагрузке одновременно.

    Ниже показаны типовые варианты защитных цепей:

    Расчет таких цепей несложен, цена невелика, а ресурс работы контактов реле удается повысить минимум в два-три раза, а иногда и на порядок.

    Пренебрежение искрогасящими цепями нельзя оправдать ни экономическими факторами, ни проблемами недостатка места в оборудовании, ни даже личным недоверием инженеров к этому способу защиты контактов реле. Недоверие такого рода вызвано обычно недостатком опыта эксплуатации релейной техники.

    Влияние дуговых разрядов на стабильность работы контактов реле столь велико, что для инженера знание основ расчета и применения защитных схем является просто обязательным условием.

    По опыту эксплуатации ВАЗ (сначала классика 21011, потом 2111) давно замечено, что очень часто подгорают и приходят в негодность контакты замка зажигания (ЗЗ) которые управляют втягивающим реле стартера. Ток через эти контакты достигает 20А. Приходится заменять всю контактную группу. Вот и решил на новой машинке устранить эту проблему сразу, не дожидаясь ее появления.
    Распространенный вариант — установка дополнительного реле в силовую цепь и управление им контактами ЗЗ. Все просто, но как оказалось, это совсем не обязательно, т.к можно задействовать уже имеющееся реле блокировки стартера, сохранив полностью его прежние функции.
    Как показал анализ схемы, реле блокировки стартера запитано от +12В с главного реле ЭБУ, а минус подается с выв.50 ЭБУ (Январь 7.2), и управляется ключём «с открытым коллектором» в ЭБУ. При включении зажигания ЭБУ выставляет «низкий уровень» (замыкает на массу) на контакте 86 реле блокировки. Реле срабатывает, замыкая цепь между замком зажигания и втягивающим реле стартера. При повороте ключа ЗЗ с конт «50» 12В поступает на втягивающее реле стартера. Как только двигатель запустился, ЭБУ снимает сигнал с конт 88 реле, оно обесточивается, разрывая цепь, и тем самым блокируя стартер. Блокировка работает!
    На Рис.1 изображен фрагмент схемы в базовом варианте, а на Рис.2 — после доработки.
    Как видно, изменения минимальные:
    1. Розово-черный провод отключен от выв. "85" и изолирован;
    2. Силовой провод от замка зажигания подключен к выв . "85" реле
    3. Добавлен силовой провод (30 см) от разъема, с которого запитывается ЗЗ (2х контактный разъем к жгуту переднему) – сечением не менее 4 мм2, подключен к выв. 87 реле.
    Теперь силовая цепь управляется через реле, а ток через контакты ЗЗ не превышает 0,2А
    Доработка выполнена в 2009 году.
    Плюсы: минимальные переделки, не нужно еще одно реле, — экономия места в ЧЯ
    Минусы: за 6 лет не обнаружены.

    Ниже приведен фрагмент схемы.

    Но и это еще не все! Следующее слабое место: силовые контакты втягивающего реле стартера. Из за больших токов им достается еще большая электрическая нагрузка, и как следствие — эрозия. Защитить их от искрения, особенно при размыкании, можно подключив по одному мощному диоду параллельно стартеру и управляющей обмотке втягивающего реле. Суть доработки — подавить "ЭДС самоиндукции" — основную причину обгорания контактов и источник паразитных бросков в бортсети
    Диоды использовал достаточно распространенные, КД2998 – большой импульсный и прямой ток, да и были под рукой в достаточном количестве. Можно использовать выпрямительные диоды от компьютерных блоков питания, расчитанные на прямой ток не менее 30А.
    Диоды помещены в 2 слоя термоусадки и на коротких проводах подключены прямо к стартеру.
    Схема подключения приведена.

    Что произойдет, если разомкнуть переключатель, управляющий током через индуктивность? Индуктивность, как известно, характеризуется следующим свойством: U = L(dI/dt), а из этого следует, что ток нельзя выключить моментально, так как при этом на индуктивности появилось бы бесконечное напряжение. На самом деле напряжение на индуктивности резко возрастает и продолжает увеличиваться до тех пор, пока не появится ток. Электронные устройства, которые управляют индуктивными нагрузками, могут не выдержать такого роста напряжения, особенно это относится к компонентам, в которых при некоторых значениях напряжения наступает «пробой». Рассмотрим схему, представленную

    Рис. 1.94. Индуктивный «бросок».

    на рис. 1.94. В исходном состоянии переключатель замкнут и через индуктивность (в качестве которой может выступать, например, обмотка реле) протекает ток. Когда переключатель разомкнут, индуктивность «стремится» обеспечить ток между точками А и В, протекающий в том же направлении, что и при замкнутом переключателе. Это значит, что потенциал точки В становится более положительным, чем потенциал точки А. В нашем случае разница потенциалов может достичь 1000 В, прежде чем в переключателе возникнет электрическая дуга, которая и замкнет цепь. При этом укорачивается срок службы переключателя и возникают импульсные наводки, которые могут оказывать влияние на работу близлежащих схем. Если представить себе, что в качестве переключателя используется транзистор, то срок службы такого переключателя не укорачивается, а просто становится равным нулю!

    Чтобы избежать подобных неприятностей лучше всего подключить к индуктивности диод, как показано на рис. 1.95. Когда переключатель замкнут, диод смещен в обратном направлении (за счет падения напряжения постоянного тока на обмотке катушки индуктивности). При размыкании переключателя диод открывается и потенциал контакта переключателя становится выше потенциала положительного питающего напряжения на величину падения напряжения на диоде. Диод нужно подобрать так, чтобы он выдерживал начальный ток, равный току, протекающему в установившемся режиме через индуктивность; подойдет, например диод типа 1N4004.

    Рис. 1.95. Блокирование индуктивного броска.

    Единственным недостатком описанной схемы является то, что она затягивает затухание тока, протекающего через катушку, так как скорость изменения этого тока пропорциональна напряжению на индуктивности. В тех случаях, когда ток должен затухать быстро (например, быстродействующие контактные печатающие устройства, быстродействующие реле и т.д.), лучший результат можно получить, если к катушке индуктивности подключить резистор, подобрав его так, чтобы величина Uи + IR не превышала максимального допустимого напряжения на переключателе. (Самое быстрое затухание для данного максимального напряжения можно получить, если подключить к индуктивности зенеровский диод, который обеспечивает затухание по линейному, а не по экспоненциальному закону.)

    Рис 1.96. RС-«демпфер» для подавления индуктивного броска.

    Диодную защиту нельзя использовать для схем переменного тока, содержащих индуктивности (трансформаторы, реле переменного тока), так как диод будет открыт на тех полупериодах сигнала, когда переключатель замкнут. В подобных случаях рекомендуется использовать так называемую RC-демпфирующую цепочку (рис. 1.96). Приведенные на схеме значения R и С являются типовыми для небольших индуктивных нагрузок, подключаемых к силовым линиям переменного тока. Демпфер такого типа следует предусматривать во всех приборах, работающих от напряжений силовых линий переменного тока, так как трансформатор представляет собой индуктивную нагрузку. Для защиты можно также использовать такой элемент, как металлоксидный варистор. Он представляет собой недорогой элемент, похожий по внешнему виду на керамический конденсатор, а по электрическим характеристикам – на двунаправленный зенеровский диод. Его можно использовать в диапазоне напряжений от 10 до 1000 В для значений токов, достигающих тысяч ампер (см. разд. 6.11). Подключение варистора к внешним выводам схемы позволяет не только предотвратить индуктивные наводки на близлежащие приборы, но также погасить большие всплески сигнала, возникающие иногда в силовой линии и представляющие серьезную угрозу для оборудования.

    Информация

    Промежуточное реле электромагнитное достаточно часто используется в электрических сетях. Оно замыкает, размыкает цепь, может производить управление довольно мощными устройствами. Принцип действия реле заключается в том, что оно может изменять высокие нагрузки в цепях. Используются такие реле, как П-21, РЭК и другие подобные.

    Принцип действия

    Рассмотрим принцип действия на промежуточном реле (далее РП) – 341.

    Промежуточные реле (рис. 1), как правило, выполняются на электромагнитном принципе и предназначены для увеличения числа контактов основного реле, когда при его срабатывании требуется замкнуть и разомкнуть несколько цепей. Кроме того, промежуточные реле имеют значительно более мощные контакты по сравнению с контактами основного реле. Поэтому, если необходимо замыкание или размыкание цепей такой мощности, на которую контакты основного реле не рассчитаны, то они сначала замыкают цепь катушки промежуточного реле, которое своими контактами замыкает соответствующие цепи основного реле. При прохождении тока по катушке 1, превышающего ток нормального режима, срабатывает якорь 3 магнитной системы 2. С помощью рычага 6 замыкаются контакты 4 и 5.

    рис. 1

    Сфера применения

    Электромагнитное реле напряжения имеет достаточно широкую сферу использования. Его применяют для контроля множества производственных систем. Например, станков. Кроме того, реле может одновременно производить несколько действий в разных электрических цепях (в одной включить систему, а в другой - завершить ее работу).

    Реле промежуточного типа используется для:

    • замыкания и размыкания отдельных друг от друга электрических цепей;
    • замедления защиты при высоких нагрузках в системе;
    • контроля системы при высоком напряжении.

    На рынке продукции представлено множество производителей. Конструкция реле может разниться в зависимости от марки товара. Описание самого простого варианта (классического) далее:

    1. Электромагнитная катушка с сердечником, к которой подключается постоянный либо переменный ток (зависит от конкретной сети).
    2. Подвижные и неподвижные контакты, которые устанавливаются на корпусе над колодкой. Происходит замыкание контактов, когда в катушке возникает напряжение. Управление контактами полностью производит катушка. Принцип питания напрямую зависит от положения контактов.

    Главное предназначение промежуточного реле - это расцепление и размножение контактов. Например, при подключении к устройству трехфазного электродвигателя произойдут такие изменения: запуск, сработает пускатель, а также последняя пара контактов замкнется, в результате чего запустится двигатель. Кроме того, реле производит выключение двигателя при разрыве реверса.

    Классификация

    Реле может быть оснащено сразу несколькими группами контактов. Все зависит от целей и предназначения устройства. Существует классификация реле. Для покупателей и специалистов типы устройства обозначены буквенными символами для большего понимания. Например, купить промежуточное реле можно с символьным обозначением ПЭ46-1. Каждая буква и цифра несут смысловую нагрузку.

    • П - промежуточное;
    • Э - электромагнитного типа;
    • 46 - серия;
    • 1 - импульсное.

    Кроме того, можно получить и продукцию с дальнейшей маркировкой. Это может означать: количество замыкающих контактов, климатическая разновидность. Часто производители не указывают эти данные, но они обязательно заносятся в паспорт устройства, а также сертификат качества к ней.

    Технические характеристики

    У каждого промежуточного реле есть свои характеристики. Покупателям стоит подбирать продукцию в соответствии со своими целями. Например, промежуточное реле ПЭ-46 обладает такими характеристиками:

    1. Тип - электромагнитное двухпозиционное.
    2. Нижний ток срабатывания (напряжение 24/110 А) - 0,02/0,01.
    3. Количество циклов включения и выключения - 150 тысяч.
    4. Степень защиты - IP40.
    5. Климатические условия использования - от -40 до +50.

    В то время как для реле РК-4Р срабатывание составляет до 16, напряжение - от 12 В, а температурный режим работы - от -40 до +40. Важно подобрать продукцию, которая будет подходить конкретным целям и решению определенных задач. Все характеристики обязательно необходимо учитывать при покупке.

    РПГ - это особенный вид продукции. Эти промежуточные реле называют герконовыми. Применяются в промышленных условиях. Чаще всего используются при напряжении сети от 16 до 42 Вольт. Способны производить контроль микропроцессорного производства. Существует различные виды герконов, количество контактов составляет от 1 до 10. Бывают однообмоточными и двухобмоточными.

    МКУ является нейтральным двухпозиционным устройством для электрических сетей и контроля процессов. Эти реле использовались одними из первых для коммутации проводов на автоматизированных роботах. В корпусе устройства используется дополнительная магнитная полоса. Сердечник по-особенному изогнут так, что он делится на две части. В сердечник устанавливается катушка с пластмассовым корпусом. Сама деталь разделяется на группы контактов. С правой стороны устанавливается магнитный виток, замкнутый накоротко, а с левой - плоский якорь и ограничитель (из стали). В устройстве достаточно сильная магнитная система. Конструкция работает в таких условиях:

    1. Напряжение катушки - от 12 до 220 Ватт постоянного тока.
    2. Номинальный ток - 5 А.
    3. От двух контактов.

    Приобрести реле можно в любом специализированном магазине электротехники. Цена зависит от такого, какой тип устройства покупателю необходим. При выборе важно помнить об учете всех характеристик реле.

    Ознакомиться с нашей продукцией и купить можно на стр. http://www.ect.ru/catalog.phtml?menu=5/36

    Состояние склада на 27.10.2015 в формате Microsoft Excel скачать можно по этой ссылке

    О защите контактов контакторов и пускателей

     В данном посте речь пойдёт об защите контактов пускателей и реле.О том как продлить срок службы пускателей и реле.
     Защита контактов пускателей и реле зависит от рода коммутируемого тока. На постоянном токе это будет ,физически, организованно тремя способами,а на переменном двумя способами.
    На постоянном токе защита осуществляется следующими способами:
    включением RC- цепочки параллельно контактам
    включением варистора в параллель с катушкой
    включением диода в параллель с катушкой.
    На переменном токе защита осуществляется следующими способами:
    включением варистора в параллель с катушкой
    включением встречно включённых диодов параллельно катушке.
     RC-цепочка.
    RC-цепочка на переменном токе не используется в связи с тем,что она пропускает ток при разомкнутых контактах тем самым нивелируя разрыв контактов(RC-цепочка шунтирует контакты). RC-цепочка применяется если необходимо сделать дежурный режим(подпитать устройство малым напряжением). RC-цепочка так же применяется в схемах динамического торможения.Для таких схем существует определённое правило защиты.О нём будет сказано ниже. RC-цепочки выпускаются в виде ограничителей перенапряжений ОПН. ОПН устанавливаются на контакторы ПМ12 и ПМЛ и служат для защиты контактов на постоянном токе.Так при токе 10 Ампер постоянного тока вам потребуется контактор 2 величины без RC-цепочек(без ОПН) и 1 величины при применении ОПН(RС-цепочек).  RC-цепочка не влияет на время срабатывания и отпускания реле ,контакторов и электромагнитных муфт.
          Отдельно необходимо сказать про RC-цепочки в устройствах динамического торможения электродвигателей переменного тока. В этом случае RC-цепочка ставится на выходе диодной схемы в параллель замыкающим контактам контактора.Получается одна RC-цепочка(ОПН) на контактор.По ветви ,по которой течёт переменный ток RC-цепочка не ставится.
    Ещё один вариант применения RC-цепочки - плавный пуск. В этом случае RC-цепочки включаются в 2 фазы(шунтируются два контакта). Но вам потребуется ещё один контактор для предотвращения неполнофазной работы трёхфазного электродвигателя.При применении реверсивного пускателя схема ещё более усложняется.
    Защита варистором.
    При такой защите варистор(ОПН) ставится в параллель катушке. Используется и на постоянном и на переменном токе.Эта защита не влияет на время срабатывания реле и контакторов.На переменном токе варистор выбирается на напряжение 590 Вольт(можно 600 В).Это для катушки на 380 Вольт. На другие напряжения варистор выбирается  по формуле U=Uн х 1,1х1,41.
    Защита диодом.
    Такая защита применяется на постоянном токе. Диод включается параллельно катушке. При этом способе защиты возможно увеличение времени отпускания контактора и электромагнитной муфты. При применении встречно включённых диодов такой способ защиты может применяться и на переменном токе. При этом обратное напряжение  диода должно быть не менее чем в 1,6 раза больше номинального.Иначе диод может пробиться.
     

    Подключения промежуточного реле (как, схема)

    Название промежуточные реле возникло не от принципиального отличия рабочего механизма устройства от других реле, а скорее от функционального назначения этого вида. Переключение механических контактов производится электромагнитом, в полупроводниковых моделях через р-n-р переходы. Основным назначением промежуточных элементов является управление коммутацией цепей с большим напряжением и током, систем питания или отдельных установок, электродвигателей станков. Отличительным признаком промежуточных реле можно считать наличие нескольких групп с большим количеством контактов. Такая конструкция позволяет управлять целой сетью коммутаций при одном срабатывании. Читайте также статью ⇒ Подключение указательное реле (схема)

    Назначение и область применения промежуточных реле

    Трудно перечислить отрасли промышленности, отдельные направления индустрии в которых используются промежуточные реле. Во всех отраслях промышленности, приборах для бытового применения, особенно в элементах систем с электронным, электротехническим оборудованием может быть установлено промежуточное реле.

    Можно выделить несколько случаев как используют вспомогательные реле в сложных электротехнических комплексах:

    • Для коммутации участков в различных независимых друг от друга сетях;
    • Для увеличения задержки срабатывания защитных элементов в цепях большими токами нагрузки;
    • Во вторичных цепях, для контроля параметров и режимов работы отдельных элементов в цепях высокого напряжения;

    Одно реле на производственной линии может выполнять одновременно или последовательно несколько коммутаций в цепях питания или управления. В системах подогрева и водоснабжения при включении глубинного насоса, подается питание на катушку реле, при замыкании группы контактов включается система контроля, за работой насоса. На дисплее оператора отображаются основные параметры наличие напряжения, на насосе, токи нагрузки на каждой фазе, температура и другие в зависимости от сложности схемы, по мере необходимости.

    Другая пара одновременно замкнет контакты подачи питания на катушку магнитного пускателя, при срабатывании которого ток пройдет на все три фазы электродвигателя насоса. В случае если пускатель собран по реверсивной схеме, другая группа одновременно отключает реверсивную схему, исключая короткое замыкание.

    В системе подогрева сигнал со слабыми токами не способен включать катушки мощных магнитных пускателей или реле. Поэтому промежуточное реле выступает как усилитель управляющего сигнала, сигнал с теплового датчика включает промежуточное реле, контакты которого подают напряжение на обмотки магнитного пускателя, контакты которого замыкаются и питание подается на тэны, кипятильники или другие мощные нагревательные приборы.

    Конструкция и принцип работы промежуточного реле

    Это изделие можно сравнить с миниатюрным магнитным пускателем, количество групп контактов в котором определяется схемой, где он применяется его функциональным назначением.

    Не во всех схемах они могут применяться для коммутации цепей электропитания основное их назначение, передача сигналов управления. Это связано с тонкими пластинами контактной группы, редкие модели способны пропускать длительное время рабочий ток выше 10 А.

    Классическая конструкция малогабаритного промежуточного реле включает в себя следующие элементы:

    • Основание, на котором крепятся все составляющие;
    • Электромагнитная катушка с сердечником;
    • Подвижная пластина с рычагом для смещения подвижной группы контактов;
    • Пружина привода рычага в исходное состояние после снятия управляющего напряжения с обмотки катушки;
    • Панель с группой контактов;
    • Клеммы на основании для подключения проводов к контактам коммутации и катушки.

    Как пример разновидности можно привести конструкции промежуточного реле в системе управления тепловозов.

    Классификация разновидностей промежуточных реле

    Вариантов много, рассмотрим основные разновидности:

    Реле разделяют по типу переключения

    • Минимальные — снижают определенный параметр до установленного порога;
    • Максимальные – повышают определенный параметр до установленного порога;

    По функциональному назначению

    • Комбинированные – соединение группы реле для решения определенной логической задачи;
    • Логические – работают с одинаковыми параметрами в дискретных электрических цепях;
    • Измерительные – регулируются интервалы определенных параметров.

    По способу управления нагрузкой

    • Прямого воздействия – контакты реле подключают непосредственно нагрузку;
    • Косвенного воздействия – нагрузка подключается через цепи вторичных элементов.

    По способу подключения

    • Первичные – включаются контактами в цепь напрямую;
    • Вторичные – включаются через индуктивные или емкостные элементы.

    Промежуточные реле в цепях защиты имеют свои конструктивные особенности и разделяются по следующим признакам:

    • Полупроводниковые – не имеют коммутационных контактов, цепи размыкаются и замыкаются р-n-р и n-р-n переходами под воздействием управляющего напряжения. В качестве полупроводниковых элементов используются, варисторы, тиристоры, симисторы и транзисторы.
    • Индукционные – управляющее напряжение в обмотке наводится от соседней катушки, не связанной прямым электрическим контактом;
    • Магнитоэлектрические – магнит занимает неподвижное положение в конструкции, катушка с контактами на каркасе вращается, замыкая или размыкая цепи;
    • Поляризационные – работают, как электромагнитные направление переключения контактов определят полярность подключения на катушке;

    Читайте также статью ⇒ Реле напряжения.

    Расшифровка аббревиатуры промежуточных реле

    Для удобного определения функционального назначения, количества контактов и других параметров реле имеют буквенные и цифровые обозначения:

    • П – промежуточное;
    • Э – электромагнитное;
    • 46 или (ХХ) – серия изделия;
    • 1 – сигналы управления импульсные.

    Дальнейшие обозначения, могут определять, для каких климатических условий адаптировано изделие и количество контактных групп.

    Пример как расшифровываются обозначения

    РЭП26-004А526042-40УХЛ4

    • РЭП – реле электромагнитное промежуточное
    • 26 – серия
    • ХХХ – функциональное назначение и  количество контактов
     назначение                                          Количество
    замыкающиеразмыкающиепереключающие.
    001+
    010+
    100+
    002++
    020++
    110++
    200++
    003+++
    120+++
    210+++
    300+++
    004++++
    220++++
    310++++
    400++++
    • 001 – обозначает, что реле содержит 1 переключающий контакт, 010 – один размыкающий; 400 – четыре замыкающих контакта.
    • А….Д – класс износостойкости материалов, из которых сделаны контакты;
    • Х – вид тока в обмотке электромагнитной катушки, тип конструкции возврата механизма в исходное состояние,

    1 – ~ ток;

    5 – постоянный ток;

    6 – постоянный ток в токовой катушке;

    • ХХ – двухзначный цифровой код показывающий конструкцию крепления корпуса реле на поверхность и метод подключения проводов к клеммам:
    Код разъемСпособ подключения проводов
    16—-Припой
    18—-“фастон”
    76—-печать
    21+винтовые соединения
    26+припой
    78+печать
    • ХХ – код показывающий величину, вид напряжения, тока в обмотке катушки
    Коды электрических параметров включающей катушки
    постоянный~ ток 50 Гц
    01… 6 В
    02…12 В
    03… 15 В
    04…24 В
    06…48 В
    09…60 В
    11…110 В
    13…220В
    21…12 В
    22…24 В
    24…40 В
    26…110 В
    27…220 В
    28…380В
    34…230 В
    35…240 В

    Коды от 01 до 13 указывают, что катушки этих реле постоянного тока с различными напряжениями от 6 до 220в. Коды от 21 до 35 указывают что катушки рассчитаны на ~I с U = 12…. 240 В частота 50 Гц.

    Последнее обозначение Х указывает о наличии специальных элементов в конструкции:

    2 – ручной переключатель реле;

    5 – с ручной манипуляцией и электронным индикатором положения реле для изделий на 24В;

    6 – с ручным манипулятором и диодом для защиты реле на 24В и меньше;

    7 – реле включает все три ранее перечисленные элемента,

    40 – это степень защищенности от влаги и пыли IР- 40…56..68;

    УХЛ4 – модель для соответствующих климатических условий, данная для севера и средних широт. Буква «О» – указывает, что изделие адаптировано для тропиков.

    РЭП26-004А526042-40УХЛ4 – данная аббревиатура указывает что промежуточное реле имеет 4 переключающих контакта с классом  А (по износостойкости), постоянного тока, контактное соединение с разъемами, провода крепятся пайкой, катушка 24 В, конструкция имеет ручной манипулятор. Класс защиты IР – 40 для северных и средних широт.

    Совет №1. Некоторые пренебрегают степенью защиты изделия, реле имеют тонкие контакты и чувствительны к пыли и влажности. Поэтому степень защиты обязательно надо учитывать особенно на объектах с повышенной влажностью, запыленностью. На взрывоопасных участках рекомендуется применять полупроводниковые изделия, которые не искрят в момент коммутации.

    Не смотря на различные конструкции и технические характеристики, все промежуточные реле имеют основные общие параметры, по которым определяется соответствие функциональному назначению.

    Основные технические параметры промежуточных реле

    Все реле, в том числе и промежуточные, оцениваются по следующим параметрам:

    • Величина коммутируемого напряжения;
    • Номинальное значение тока на коммутационных контактах;
    • Минимальный ток коммутации;
    • Допустимый кратковременный ток через контакты коммутации;
    • Интервал величины напряжения на катушке электромагнита;
    • Потребляемая мощность катушкой включения;
    • Время замыкания;
    • Время размыкания контактов;
    • Износостойкость контактов оценивается количеством срабатывания реле;
    • Предельно допустимая мощность нагрузки, которая подключается через контакты реле.

    Это общие параметры технических характеристик, в зависимости от конструкций и назначения могут быть дополнительные. Рассмотрим конкретные технические характеристики на примере РЭП – 26 различных модификаций.

     параметры                   величина
    Интервал коммутируемых напряжений Переменное 5–381 В
    Постоянное 5-221 В
    Номинальный ток на контактах 10,1 А
    9,1 А
    8,1 А
    Минимальный ток контактов0,06 А
    0,01А
    Сквозной ток на контактах (А)161А
    Интервал изменений
    напряжения в цепи управления
    +5,1 %
    -15,1%
     мощность потребления катушкой
    — при пост. токе с 1-3 контактами 
    — при пост. токе с 4 контактами 
    — при переменном токе
    1,6 кВ
    2,1 кВ
    3,1 кА
    Время срабатывания, не более. 0,03 сек
    Время отпускания, не более. 0,03 сек
    Механическая износостойкость. 30 миллионов срабатываний
     Отключаемая мощность
    — при переменном токе 
    — при постоянном токе
    1,6кВт
    3кВт
    150 Вт
    250 Вт

    Подключение промежуточного реле в схемы с нагрузкой различного назначения

    Большая часть моделей промежуточных реле адаптированы к стандартным условиям монтажа, на плоскую поверхность или на дин-рейку в распределительном шкафу. После установки реле можно подключать в электрическую схему системы:

    • В первую очередь проверяется работоспособность реле, для этого подключают контакты катушки ( 13 и 14) к источнику питания, при этом слышен характерный щелчок переключения контактов.

     

    На данной схеме контактора показано положение при отсутствии питания на катушке.

    При подаче напряжения 220, 24 или 12в контакты 9 – 10 – 11 – 12 замкнутся на соответствующие пары 5 – 6 – 7 – 8.

    В данной схеме подключения реле исполняет роль контактора распределяющего подачу питания на элементы нагрузки.
    • Нейтральный провод напрямую подключен к одному из контактов катушки;
    • Фаза подключается через нормально замкнутую кнопку «Стоп», работающую на размыкание цепи;
    • Последовательно кнопки «Стоп» включается кнопка пуск, разомкнутая в нормальном состоянии и работающая на замыкание цепи;
    • Второй контакт кнопки пуск подключается к фазе;
    • Фазы подключаются к нормально разомкнутым контактам;
    • Нагрузка к нормально замкнутым контактам;
    • Один из контактов выхода к нагрузки подключается между кнопкой пуск и стоп, после пуска схема обеспечит постоянную подачу напряжения на катушку, контакты будут замкнуты. Отключение реле и нагрузки произойдет при разрыве цепи кнопкой «Стоп».

    В качестве нагрузки могут быть самые разные электромеханические элементы, для подключения нагрузки большой мощности промежуточные реле управляют работой магнитного пускателя с контактами способными пропускать большие токи. Промежуточные реле может управляться датчиками, освещенности, терморегулятором или датчиком движения в зависимости от функционального назначения схемы.

    Схема управления электро-нагревающей системой через термостат и магнитный пускатель

    Принцип работы этой схемы аналогичен предыдущей. Только пуск осуществляется автоматически термостатом, питание подается на катушку магнитного пускателя, после чего подключаются обогревательные элементы.

    Спрос потребителей на реле различных производителей

    Производителей реле большое количество, среди отечественных часто используется продукция ФГУП «НПП «СТАРТ» в Великом Новгороде, реле РЭП-26 004. РЭП-26 002, РЭП-26 003.

    РП-21М, РП-21МН производятся на московском заводе МПО «Электротехника» и в Чебоксарах ООО «ПКФ Опытный завод энергооборудования» г.Чебоксары. Это продукция пользуется хорошим спросом и даже подделывается китайскими конкурентами.

    Совет №2 При установке китайских моделей обязательно прозвоните контакты мультиметром или другими приборами, в исходном состоянии и после сработки реле. Бывает так, что контакты залипают, не замыкаются или не размыкаются.

    С правой стороны вариант китайской подделки

    Профессионалы рекомендуют использовать импортные модели от производителей

    ABB, Schneider Finder, Siemens, Electric , Relрol.

    Износостойкость контактов этих изделий намного выше, сбои в системе управления сложного оборудования могут привести к остановке производства и дорогостоящему ремонту. Поэтому рациональнее использовать более дорогие реле, но надежные.

    Ошибки при монтаже и эксплуатации

    • Одной из распространенных ошибок считается не правильный выбор технических параметров промежуточных реле. Внимательно смотрите в каких сетях используется реле, постоянного или переменного тока, какое напряжение или ток необходимо подать на управляющую катушку.
    • Обязательно учитывайте допустимые токовые нагрузки на коммутационные контакты, особенно когда реле включается напрямую для питания приборов большой мощности.
    • Старайтесь использовать реле с необходимым количеством контактов, модели с большим количеством потребляют больше электроэнергии на электромагнитной катушке.

    Часто задаваемые вопросы

    1. Можно поставить реле для управления уличным освещением, чтобы от датчик на движение одна группа осветительных приборов включалась, а другая отключалась?
    Один из вариантов схемы с использованием датчика движения

    Конечно можно, подробное описание такой схемы требует детального рассмотрения, но одно можно сказать точно, потребуется использовать реле с группой контактов для переключения.

    1. Можно использовать реле с большим количеством контактов для включения нескольких нагрузок без магнитного пускателя?

    Магнитный пускатель в электромагнитном реле однозначно присутствует, если не использовать дополнительный пускатель с контактами большой мощности, которым управляет промежуточное реле. То это можно при условии, что контакты реле длительное время смогут выдерживать ток нагрузки.

    Оцените качество статьи:

    Реле обнаружения переменного тока 5A защита от перегрузки питание 12В

    Характеристики:

    Рабочее напряжение: 12В постоянного тока
    Рабочий ток: <20 мА
    Частотный диапазон: 20 Гц ~ 400 Гц
    Выходной режим: переключение сигнала на выходе(контакты реле)
    Диапазон температур:-40°C ~ +85°C
    Влажность: 0 ~ 95% относительной влажности
    Размер модуля: 44x38мм

    комплектация:

    • модуль 1шт
    • кабель питания опционально по запросу 1шт

    Применение:
    Модуль защиты от перегрузки по току.
    Датчик использует трансформатор тока для контроля силы переменного тока, при достижении установленной нагрузки выходного сигнала реле перегрузки по току в пределах 0-5A. Реле срабатывает при перегрузке, реле отпускается, а не перегружается.

    можно использовать контакты реле COM, NC, NO для включения и выключения внешней цепи, чтобы обеспечить защиту от перегрузки по току.

    • - уровень обнаружения силы тока можно изменять параметр вращая ручку потенциометра;
    • - Можно установить значение критической точки для отключения/включения нагрузки

    Характеристики:
    Рабочее напряжение: DC5V
    Рабочий ток: <20MA
    Диапазон рабочих частот: 20 Гц ~ 400 Гц

    подключение питание:

    • VCC: рабочее напряжение положительное;
    • GND: рабочее напряжение отрицательное;

    контакты реле:

    • NO: нормально разомкнутое, замыкается при срабатывании реле
    • COM: общий, общий контакт реле;
    • NC: нормально замкнутый, размыкается при срабатывании реле.

    Ввод в эксплуатацию:
    Установив потенциометр для установки точки максимальной токовой защиты, регулировка по часовой стрелке уменьшает ток обнаружения.
    Как сильфоны:
    1. Измерьте провод через трансформатор тока, подключите VCC и GND к источнику постоянного тока для питания модуля;
    2. Отрегулируйте потенциометр, когда вы слышите звук вытягивания реле (можно измерить с помощью мультиметра COM и NO, включен ли он, если он подключен к реле, активирован), затем уменьшите или отключите ток, протекающий через если в это время реле отключается, когда была обнаружена точка защиты от перегрузки по току (для измерения мультиметром используйте COM и NC)
    3. При уменьшении или отключении тока, протекающего через провод, реле не отпускается, по-прежнему необходимо будет продолжать регулировать потенциометр, чтобы найти точку защиты от перегрузки по току.

    Примечание:

    • Контролировать можно только переменный ток
    • Для увеличения чувствительности при малых токах, сделайте более одного витка через сердечник(трансформатор тока)

    шикарный обзор от уважаемых специалистов

    Электрическое реле и твердотельные реле для переключения

    До сих пор мы видели набор устройств Input , которые можно использовать для обнаружения или «восприятия» различных физических переменных и сигналов, поэтому они называются Sensors . Но есть также множество электрических и электронных устройств, которые классифицируются как устройства Output , используемые для управления или управления некоторыми внешними физическими процессами. Эти устройства вывода обычно называются исполнительными механизмами .

    Приводы преобразуют электрический сигнал в соответствующую физическую величину, такую ​​как движение, сила, звук и т. Д. Привод также классифицируется как преобразователь, поскольку он изменяет один тип физической величины на другой и обычно активируется или приводится в действие командным сигналом низкого напряжения. . Приводы можно классифицировать как бинарные или непрерывные в зависимости от количества стабильных состояний их выхода.

    Например, реле представляет собой бинарный исполнительный механизм, поскольку он имеет два стабильных состояния: активный и заблокированный или обесточенный и разблокированный, в то время как двигатель является исполнительным механизмом непрерывного действия, поскольку он может вращаться на 360 o движения.Наиболее распространенными типами исполнительных механизмов или выходных устройств являются электрические реле , световые приборы , двигатели и громкоговорители .

    Ранее мы видели, что соленоиды могут использоваться для электрического открытия защелок, дверей, открытия или закрытия клапанов, а также в различных роботизированных и мехатронных приложениях и т. Д. Однако, если плунжер соленоида используется для управления одним или несколькими наборами электрических контактов , у нас есть устройство под названием relay , которое настолько полезно, что его можно использовать бесконечным количеством различных способов, и в этом руководстве мы рассмотрим электрические реле.

    Электрические реле также можно разделить на реле механического действия, называемые «электромеханические реле», и те, которые используют полупроводниковые транзисторы, тиристоры, симисторы и т. Д. В качестве коммутационного устройства, называемого «твердотельными реле» или SSR.

    Электромеханическое реле

    Термин Реле обычно относится к устройству, которое обеспечивает электрическое соединение между двумя или более точками в ответ на приложение управляющего сигнала. Наиболее распространенным и широко используемым типом электрического реле является электромеханическое реле или ЭМИ.

    Электрическое реле

    Самым важным элементом управления любым оборудованием является возможность его включения и выключения. Самый простой способ сделать это - отключить подачу электроэнергии с помощью переключателей. Хотя переключатели можно использовать для управления чем-либо, у них есть свои недостатки. Самый большой из них заключается в том, что их нужно вручную (физически) включить или выключить. Кроме того, они относительно большие, медленные и переключают только небольшие электрические токи.

    Электрические реле , однако, в основном представляют собой переключатели с электрическим приводом, которые бывают разных форм, размеров и номинальной мощности, подходящие для всех типов приложений.Реле также могут иметь один или несколько контактов в одном корпусе, при этом более крупные силовые реле, используемые для сетевого напряжения или коммутации высокого тока, называются «контакторами».

    В этом руководстве по электрическим реле мы просто рассматриваем фундаментальные принципы работы «легких» электромеханических реле, которые мы можем использовать в системах управления двигателями или робототехнических схемах. Такие реле используются в общих электрических и электронных схемах управления или коммутации, которые либо устанавливаются непосредственно на печатные платы, либо подключаются отдельно, и в которых токи нагрузки обычно составляют доли ампера до 20+ ампер.Релейные схемы распространены в приложениях для электроники.

    Как следует из названия, электромеханические реле - это электромагнитные устройства , которые преобразуют магнитный поток, генерируемый приложением электрического управляющего сигнала низкого напряжения переменного или постоянного тока через клеммы реле, в тянущую механическую силу, которая приводит в действие электрические контакты. внутри реле. Наиболее распространенная форма электромеханического реле состоит из возбуждающей катушки, называемой «первичной цепью», намотанной на проницаемый железный сердечник.

    Этот железный сердечник имеет как фиксированную часть, называемую ярмом, так и подвижную подпружиненную часть, называемую якорем, которая замыкает цепь магнитного поля, закрывая воздушный зазор между фиксированной электрической катушкой и подвижным якорем. Якорь является шарнирным или поворотным, что позволяет ему свободно перемещаться в создаваемом магнитном поле, замыкая электрические контакты, прикрепленные к нему. Между ярмом и якорем обычно соединена пружина (или пружины) для обратного хода, чтобы «вернуть» контакты в исходное положение покоя, когда катушка реле находится в «обесточенном» состоянии, т.е.е. выключено".

    Конструкция электромеханического реле

    В нашем простом реле выше у нас есть два набора электропроводящих контактов. Реле могут быть «нормально разомкнутыми» или «нормально замкнутыми». Одна пара контактов классифицируется как нормально разомкнутые, (NO) или замыкающие контакты, а другая группа - как нормально замкнутые, (NC) или размыкающие контакты. В нормально разомкнутом положении контакты замыкаются только тогда, когда ток возбуждения включен, а контакты переключателя подтянуты к индуктивной катушке.

    В нормально замкнутом положении контакты постоянно замкнуты, когда ток возбуждения «ВЫКЛ», поскольку контакты переключателя возвращаются в свое нормальное положение. Эти термины нормально разомкнутые, нормально замкнутые или замыкающие и размыкающие контакты относятся к состоянию электрических контактов, когда катушка реле «обесточена», то есть при отсутствии напряжения питания на катушке реле. Контактные элементы могут быть одинарными или двойными замыкающими или размыкающимися. Пример такого расположения приведен ниже.

    Контакты реле представляют собой электрически проводящие металлические части, которые соприкасаются друг с другом, замыкая цепь и позволяя току в цепи течь, как выключатель. Когда контакты разомкнуты, сопротивление между контактами очень велико в мегаомах, что вызывает состояние разомкнутой цепи и отсутствие тока в цепи.

    При замкнутых контактах сопротивление контакта должно быть нулевым, короткое замыкание, но это не всегда так. Все контакты реле имеют определенное «контактное сопротивление», когда они замкнуты, и это называется «сопротивлением во включенном состоянии», аналогично полевым транзисторам.

    С новым реле и контактами это сопротивление во включенном состоянии будет очень маленьким, обычно менее 0,2 Ом, потому что наконечники новые и чистые, но со временем сопротивление наконечников будет увеличиваться.

    Например. Если контакты пропускают ток нагрузки, скажем, 10 А, то падение напряжения на контактах с использованием закона Ома составляет 0,2 x 10 = 2 вольта, что, если напряжение питания составляет, скажем, 12 вольт, тогда напряжение нагрузки будет всего 10 вольт (12 - 2). По мере того как контактные наконечники начинают изнашиваться и если они не защищены должным образом от высоких индуктивных или емкостных нагрузок, они начинают проявлять признаки дугового повреждения, поскольку ток в цепи все еще течет, поскольку контакты начинают размыкаться, когда катушка реле находится в обесточен.

    Это искрение или искрение на контактах приведет к дальнейшему увеличению контактного сопротивления наконечников по мере их повреждения. Если позволить продолжать работу, контактные наконечники могут обгореть и повредиться до такой степени, что они будут физически закрыты, но не пропускают ток или пропускают очень слабый ток.

    Если это повреждение от дуги становится серьезным, контакты в конечном итоге «свариваются» вместе, вызывая короткое замыкание и возможное повреждение цепи, которую они контролируют.Если теперь контактное сопротивление увеличилось из-за дуги, скажем, на 1 Ом, падение напряжения на контактах при том же токе нагрузки увеличится до 1 x 10 = 10 вольт постоянного тока. Это высокое падение напряжения на контактах может быть неприемлемым для цепи нагрузки, особенно при работе от 12 или даже 24 вольт, тогда неисправное реле необходимо будет заменить.

    Для уменьшения эффекта дугового разряда и высокого сопротивления в открытом состоянии современные контактные наконечники изготавливаются из различных сплавов на основе серебра или покрываются ими для увеличения срока их службы, как указано в следующей таблице.

    Материалы контактных наконечников электрического реле

    • Ag (чистое серебро)
      • 1. Электропроводность и теплопроводность самые высокие из всех металлов.
      • 2. Обладает низким контактным сопротивлением, недорогой и широко используется.
      • 3. Контакты легко тускнеют из-за воздействия серы.
    • AgCu (серебряная медь)
      • 1. Контакты, известные как «твердое серебро», имеют лучшую износостойкость и меньшую склонность к дуге и сварке, но немного более высокое сопротивление контакта.
    • AgCdO (оксид кадмия серебра)
      • 1. Очень низкая склонность к дуге и сварке, хорошая износостойкость и дугогасящие свойства.
    • AgW (серебряный вольфрам)
      • 1. Твердость и температура плавления высокие, устойчивость к дуге отличная.
      • 2. Не драгоценный металл.
      • 3. Для уменьшения сопротивления требуется высокое контактное давление.
      • 4. Контактное сопротивление относительно высокое, а устойчивость к коррозии плохая.
    • AgNi (никель-серебро)
      • 1. Электропроводность равна серебру, отличное сопротивление дуге.
    • AgPd (серебряный палладий)
      • 1. Низкий контактный износ, большая твердость.
      • 2. Дорого.
    • Сплавы платины, золота и серебра
      • 1. Превосходная коррозионная стойкость, используется в основном для слаботочных цепей.

    В технических паспортах производителей реле указаны максимальные номинальные характеристики контактов только для резистивных нагрузок постоянного тока, и этот рейтинг значительно снижается для нагрузок переменного тока, а также для высокоиндуктивных или емкостных нагрузок.Для достижения длительного срока службы и высокой надежности при коммутации переменного тока с индуктивными или емкостными нагрузками требуется некоторая форма гашения дуги или фильтрации на контактах реле.

    Увеличение срока службы наконечников реле за счет уменьшения количества искрения, образующегося при их размыкании, достигается путем электрического подключения цепи резистор-конденсатор, называемой демпферной сетью RC , параллельно с контактными наконечниками электрического реле. Пик напряжения, возникающий в момент размыкания контактов, будет надежно закорочен RC-цепью, тем самым подавляя любую дугу, возникающую на контактных наконечниках.Например.

    Цепь демпфера электрического реле

    Типы контактов электрического реле.

    Наряду со стандартными описаниями нормально разомкнутых (NO) и нормально замкнутых (NC), используемых для описания того, как подключаются контакты реле, устройства контактов реле также могут быть классифицированы по их действиям. Электрические реле могут состоять из одного или нескольких отдельных переключающих контактов, каждый из которых называется «полюсом». Каждый из этих контактов или полюсов можно соединить или « перебросить » вместе, запитав катушку реле, и это дает начало описанию типов контактов как:

    • SPST - однополюсный односторонний
    • SPDT - однополюсный, двусторонний
    • DPST - двухполюсный одинарный бросок
    • DPDT - двухполюсный двойной бросок

    с действием контактов, описываемым как « Make » ( M ) или « Break » ( B ).Тогда простое реле с одним набором контактов, как показано выше, может иметь описание контакта:

    «Однополюсный двойной бросок - (Разрыв перед замыканием)» или SPDT - (B-M)

    Примеры лишь некоторых из наиболее распространенных схем, используемых для типов контактов электрических реле для идентификации реле в схемах или схемах, приведены ниже, но существует гораздо больше возможных конфигураций.

    Конфигурация контактов электрического реле

    • Где:
    • C - общая клемма
    • NO - нормально открытый контакт
    • NC - нормально замкнутый контакт

    Электромеханические реле также обозначаются комбинацией их контактов или переключающих элементов и количеством контактов, объединенных в одном реле.Например, контакт, который обычно разомкнут в обесточенном положении реле, называется «контактом формы А» или замыкающим контактом. В то время как контакт, который обычно замкнут в обесточенном положении реле, называется «контактом формы B» или размыкающим контактом.

    Когда и замыкающий, и отключающий набор контактных элементов присутствуют одновременно, так что два контакта электрически соединены для создания общей точки (идентифицируемой тремя соединениями), набор контактов называется «контактами формы C». »Или переключающие контакты.Если электрическое соединение между замыкающими и размыкающими контактами отсутствует, это называется двойным переключающим контактом.

    И последнее, что следует помнить об использовании электрических реле. Совсем не рекомендуется подключать контакты реле параллельно, чтобы выдерживать более высокие токи нагрузки. Например, никогда не пытайтесь запитать нагрузку 10 А с двумя параллельно включенными контактами реле, каждый из которых имеет номинал контактов 5 А, поскольку контакты реле с механическим управлением никогда не замыкаются или размыкаются в один и тот же момент времени.В результате один из контактов всегда будет перегружен даже на короткое время, что со временем приведет к преждевременному выходу реле из строя.

    Кроме того, электрические реле могут использоваться, чтобы позволить маломощным электронным или компьютерным схемам переключать относительно высокие токи или напряжения как в состояние «ВКЛ», так и «ВЫКЛ». Никогда не смешивайте разные напряжения нагрузки через соседние контакты в одном и том же реле, например, высокое напряжение переменного тока (240 В) и низкое напряжение постоянного тока (12 В), всегда используйте отдельные реле для безопасности.

    Одной из наиболее важных частей любого электрического реле является его катушка. Это преобразует электрический ток в электромагнитный поток, который используется для механического управления контактами реле. Основная проблема катушек реле заключается в том, что они представляют собой «высокоиндуктивные нагрузки», поскольку они сделаны из катушек проволоки. Любая катушка с проводом имеет значение импеданса, состоящее из последовательного сопротивления (R) и индуктивности (L) (последовательная цепь LR).

    Когда ток течет через катушку, вокруг нее создается самоиндуцированное магнитное поле.Когда ток в катушке выключен, возникает большое напряжение обратной ЭДС (электродвижущая сила), поскольку магнитный поток падает внутри катушки (теория трансформатора). Это индуцированное значение обратного напряжения может быть очень высоким по сравнению с коммутируемым напряжением и может повредить любое полупроводниковое устройство, такое как транзистор, полевой транзистор или микроконтроллер, используемый для управления катушкой реле.

    Одним из способов предотвращения повреждения транзистора или любого переключающего полупроводникового устройства является подключение диода с обратным смещением к катушке реле.

    Когда ток, протекающий через катушку, выключен, возникает наведенная обратная ЭДС, поскольку магнитный поток в катушке падает.

    Это обратное напряжение смещает вперед диод, который проводит и рассеивает накопленную энергию, предотвращая любое повреждение полупроводникового транзистора.

    При использовании в этом типе применения диод обычно известен как диод маховика , диод свободного хода и даже диод обратного хода , но все они означают одно и то же.Другие типы индуктивных нагрузок, для защиты которых требуется диод на маховике, - это соленоиды, двигатели и индуктивные катушки.

    Помимо маховиков для защиты полупроводниковых компонентов, другие устройства, используемые для защиты, включают в себя цепи с демпфирующим кольцом RC , металлооксидные варисторы или MOV и стабилитроны .

    Твердотельное реле.

    В то время как электромеханическое реле (EMR) недорогое, простое в использовании и позволяет переключать цепь нагрузки, управляемую маломощным, электрически изолированным входным сигналом, одним из основных недостатков электромеханического реле является то, что оно " механическое устройство », то есть у него есть движущиеся части, поэтому их скорость переключения (время отклика) из-за физического перемещения металлических контактов с использованием магнитного поля мала.

    Со временем эти движущиеся части изнашиваются и выходят из строя, или что контактное сопротивление из-за постоянного искрения и эрозии может сделать реле непригодным для использования и сократить срок его службы. Кроме того, они создают электрические помехи из-за дребезга контактов, что может повлиять на любые электронные схемы, к которым они подключены.

    Чтобы преодолеть эти недостатки электрического реле, был разработан другой тип реле, названный твердотельным реле или ( SSR ) для краткости, который представляет собой твердотельное бесконтактное чисто электронное реле.

    Твердотельное реле, являющееся чисто электронным устройством, не имеет движущихся частей в своей конструкции, поскольку механические контакты были заменены силовыми транзисторами, тиристорами или симисторами. Электрическое разделение между входным управляющим сигналом и выходным напряжением нагрузки достигается с помощью светового датчика оптронного типа.

    Твердотельное реле обеспечивает высокую степень надежности, длительный срок службы и снижение электромагнитных помех (EMI) (отсутствие дуговых контактов или магнитных полей), а также гораздо более быстрое почти мгновенное время отклика по сравнению с обычным электромеханическим реле. .

    Кроме того, требования к входной управляющей мощности твердотельного реле обычно достаточно низки, чтобы сделать их совместимыми с большинством семейств логических микросхем без необходимости в дополнительных буферах, драйверах или усилителях. Однако, поскольку они являются полупроводниковыми устройствами, они должны устанавливаться на подходящие радиаторы, чтобы предотвратить перегрев полупроводникового устройства, переключающего выходы.

    Твердотельное реле

    Твердотельное реле переменного тока включается в точке пересечения нуля синусоидальной формы сигнала переменного тока, предотвращает высокие пусковые токи при переключении индуктивных или емкостных нагрузок, в то время как встроенная функция отключения тиристоров и симисторов обеспечивает улучшение по сравнению с дуговым разрядом. контакты электромеханических реле.

    Как и в случае электромеханических реле, демпфирующая цепь резистор-конденсатор (RC) обычно требуется на выходных клеммах SSR для защиты полупроводникового устройства переключения выхода от шума и скачков напряжения при переключении высокоиндуктивных или емкостных нагрузок. В большинстве современных SSR эта RC-демпферная сеть стандартно встроена в само реле, что снижает потребность в дополнительных внешних компонентах.

    Тип переключения SSR с обнаружением ненулевого пересечения (мгновенное «ВКЛ») также доступны для приложений с фазовым управлением, таких как затемнение или затемнение света на концертах, шоу, освещение дискотек и т. Д., Или для приложений типа управления скоростью двигателя.

    Поскольку выходным переключающим устройством твердотельного реле является полупроводниковое устройство (транзистор для коммутации постоянного тока или комбинация симистор / тиристор для коммутации переменного тока), падение напряжения на выходных клеммах твердотельного реле при «ВКЛ» намного выше. чем у электромеханического реле, обычно 1,5 - 2,0 вольт. При переключении больших токов в течение длительных периодов времени потребуется дополнительный радиатор.

    Интерфейсные модули ввода / вывода.

    Интерфейсные модули ввода / вывода , (модули ввода / вывода) - это еще один тип твердотельного реле, разработанный специально для взаимодействия компьютеров, микроконтроллера или PIC с «реальными» нагрузками и переключателями.Доступны четыре основных типа модулей ввода / вывода: входное напряжение переменного или постоянного тока для выхода логического уровня TTL или CMOS и логический вход TTL или CMOS для выходного напряжения переменного или постоянного тока, причем каждый модуль содержит все необходимые схемы для обеспечения полного интерфейс и изоляция в одном небольшом устройстве. Они доступны как отдельные твердотельные модули или интегрированы в 4-, 8- или 16-канальные устройства.

    Модульная интерфейсная система ввода / вывода.

    Основными недостатками твердотельных реле (SSR) по сравнению с электромеханическими реле эквивалентной мощности является их более высокая стоимость, тот факт, что доступны только однополюсные однополюсные реле (SPST), токи утечки в выключенном состоянии протекают через переключающее устройство, а также высокое падение напряжения в состоянии «включено» и рассеиваемая мощность, что приводит к дополнительным требованиям к теплоотводу.Также они не могут переключать очень малые токи нагрузки или высокочастотные сигналы, такие как аудио или видеосигналы, хотя для этого типа приложений доступны специальные твердотельные переключатели.

    В этом руководстве о электрических реле мы рассмотрели как электромеханическое реле, так и твердотельное реле, которое можно использовать в качестве выходного устройства (исполнительного механизма) для управления физическим процессом. В следующем руководстве мы продолжим рассмотрение устройств вывода, называемых приводами , и особенно устройства, которое преобразует небольшой электрический сигнал в соответствующее физическое движение с помощью электромагнетизма.Устройство вывода называется соленоидом.

    От вопросов и ответов

    с TJ Byers


    Срок службы контактов реле

    Вопрос:

    Я использую реле DPDT для управления двигателем постоянного тока на 90 В, который тянет 1,5 А при полной нагрузке. Контакты реле рассчитаны на 10 ампер при 240 В переменного тока. Проблема в том, что контакты приварены.Из древних воспоминаний я извлек идею о том, что я видел конденсатор, используемый на контактах для уменьшения дуги. Я просмотрел большую часть своих старых ресурсов по электротехнике и не нашел почти ничего, связанного с этой идеей.

    Чтобы посчитать, что мне нужно, я выкопал формулу, что I = C dv / dt. Предполагая, что изменение напряжения (dv) составляет 90 вольт, время (dt) составляет 1 мс, а ток составляет 1,5 ампера, я придумываю уравнение, что C (емкость, которая мне нужна) = 0,001 (1,5 / 90) или примерно 1,6. мФ для адекватного поглощения искры.Я подключил к точкам конденсатор на 2,2 мФ, 250 В, и, похоже, он работает без сбоев. У меня вопрос, а я хоть близко?

    Грег Смит
    через Интернет


    Ответ:

    Вы пришли к правильному ответу окольным путем - и ошиблись в своих вычислениях. Ответ на ваше уравнение на самом деле 16 мФ, а не 1,6 мФ, но 1,6 мФ - правильное значение. Практическое правило для этого метода - от 0,5 до 1,0 мФ на ампер. В вашем случае 1,5 ампера будут равны 1.5 мФ - очень близко к вашему «расчету» 1,6 мкФ. Однако вы были правы, выбрав для этого приложения конденсатор на 250 вольт. Правило большого пальца говорит от 200 до 300 вольт.

    Однако следует соблюдать осторожность при использовании этого метода. По мере увеличения емкости увеличиваются заряд и количество накопленной энергии в конденсаторе. Это энергия и ток, которые должны отводиться через контакты - со скоростью I = C dv / dt, когда они замыкаются. (Видите, где ваша формула вступает в игру?)

    Этого скачка тока может быть достаточно для сваривания контактов и фактически отмены вашего решения.Идеальный способ подавить дугу без риска повреждения контактов при последующем замыкании - это добавить резистор последовательно с конденсатором, как показано ниже. Значение резистора обычно составляет от 0,5 до 1,0 Ом на вольт - в вашем случае около 50 Ом. Таким образом, правило без математики - 1 мФ на ампер и 0,5 Ом на вольт.

    Чтобы выразить это математически, нам не потребуется ничего, кроме закона Ома и формулы заряда конденсатора. Когда точки разделяются (прерываются), текущий поток хочет продолжать течь, и он будет делать это, зажигая дугу.Критерии создания и поддержания дуги сложны, но достаточно сказать, что после того, как дуга зажжена, ее труднее погасить, потому что она создает свою собственную самоподдерживающуюся среду - так же, как лесной пожар создает свои собственные ветры, чтобы кормить себя.

    Условия, необходимые для зажигания дуги, зависят от напряжения на размыкающих контактах (промежутке) и тока в данный момент. Теперь, если мы поместим конденсатор на контакты, крышка будет действовать как короткое замыкание при размыкании контактов.В этот момент крышка начинает заряжаться по формуле t = RC, где R можно рассчитать из R = E / I, где E - напряжение на точках, а I - ток, протекающий во время разрыва.

    Если мы сможем уравновесить время зарядки конденсатора и время, необходимое для того, чтобы контакты открылись достаточно широко, чтобы напряжение не могло перепрыгнуть через промежуток, дуга подавляется. Обычно это 0,1 мс для ретрансляции кадров описываемого вами типа. Подставляя эти значения в наши уравнения, мы получаем R = 90 вольт / 1.5 ампер = 60 Ом. Вычисляя емкость, получаем C = t / R = 0,0001 / 60 = 1,67 мФ.

    Забудьте об этом, если вы пытаетесь вычислить математику для ограничителя переменного напряжения. Синусоидальная волна самозатухает, потому что она пересекает ноль. То есть два раза в каждом цикле напряжение на контактах равно нулю, поскольку напряжение меняется с положительного на отрицательное. В таких условиях поддерживать дугу очень сложно - это подтвердят многие сварщики.


    О номинальных токах контактов реле

    Номинальные характеристики контактов реле

    Пусть ваши реле проживут долгую и счастливую жизнь.
    Контакты механических переключателей и реле представляют собой подвижные металлические части, которые предназначены для размыкания и замыкания электрической цепи. Когда контакты замкнуты, через контакты протекает электрический ток, а когда контакты разомкнуты, ток прекращается.

    Переключатели и контакты реле имеют номинальный ток . Этот рейтинг указан производителем, и он говорит вам, какой ток могут безопасно включаться и выключаться контакты.Если вы используете переключатель или реле для управления током, превышающим его номинальный ток, он, скорее всего, рано исчезнет.

    Реле, которые переключают ток, превышающий их номинальный ток, часто заканчиваются сваркой контактов. Кажется, что они все время включены.

    Обратите внимание, что номинальные характеристики контактов указаны для резистивных нагрузок. Вы должны принять дополнительные меры предосторожности, если ваше реле переключает цепь с лампами накаливания или индуктивными нагрузками , такими как соленоиды или другая катушка реле.
    • Лампы накаливания имеют очень низкое сопротивление, когда они выключены, а металлическая нить накаливания находится при комнатной температуре. Проверьте это сами с помощью омметра.

      Когда лампа накаливания включается впервые, ее первоначальное низкое сопротивление позволяет большому количеству тока проходить через нее и контакты переключателя или реле. Этот кратковременный пусковой ток составляет примерно в 8 раз больше номинального тока лампы.

      Чтобы ваши реле и переключатели прожили долгую и счастливую жизнь, попросите их включать лампы накаливания, которые обычно потребляют 1/8 номинального тока контакта или меньше.Правильно, 12,5% или меньше. Например, если реле рассчитано на 0,5 А, включайте только лампу накаливания, рассчитанную на 62 мА (0,062 А) или меньше.

      В качестве альтернативы, резистор, включенный последовательно с лампой, может ограничить пусковой ток до безопасного уровня. Выберите сопротивление, которое ограничит ток до безопасного уровня, когда нить накала лампы практически равна нулю. Выберите мощность резистора, чтобы он мог выдерживать нормальный рабочий ток лампы.
      На светодиоды
      это ограничение не распространяется.Ток светодиода контролируется резистором, поэтому вы можете использовать полный номинальный ток реле.

    • Индуктивные нагрузки - это электрические нагрузки, включающие катушку провода, например соленоид, электромагнит или катушку реле. Ток, протекающий в катушке, создает вокруг катушки магнитное поле. При отключении нагрузки магнитное поле разрушается. Энергия схлопывающегося поля пытается удержать ток в катушке. Если этому току некуда идти, на катушке создается очень высокое напряжение, и его полярность будет против напряжения, приложенного к нагрузке.

      Это высокое напряжение появится на переключателе или реле, отключившем индуктивную нагрузку, и может значительно сократить срок службы переключателя или контакта реле.

      Одним из способов защиты переключателя является подключение обратного диода, как показано здесь. Когда катушка подключена к источнику постоянного тока, диод имеет обратное смещение и не проводит. Когда переключатель разомкнут, коллапсирующее магнитное поле создает обратное напряжение на катушке, заставляя диод проводить.Ток течет через диод и катушку до тех пор, пока энергия магнитного поля не рассеется.

      Некоторые реле, такие как реле вспомогательного питания Azatrax MRAPR, уже имеют встроенный защитный диод. Фактически, реле MRAPR имеет встроенный мостовой выпрямитель, поэтому его можно использовать как с цепями переменного тока, так и с цепями постоянного тока.

    Реле Azatrax MRAPR-9v DPDT
    • Контакты на 8 ампер
    • Катушка 8-14 В, переменный или постоянный ток, сопротивление 200 Ом.
    • Винтовые клеммные соединения
    • Встроенный светодиодный индикатор
    • Диоды защиты от обратного хода
    Azatrax MRAPR-12v DPDT реле
    • Контакты на 8 ампер
    • Катушка 10-17 В переменного или постоянного тока, сопротивление 360 Ом.
    • Винтовые клеммные соединения
    • Встроенный светодиодный индикатор
    • Диоды защиты от обратного хода


    © Copyright 2009-2020 ООО «Азатракс», Лонгмонт, Колорадо

    Как выбрать между реле, соленоидом и контактором

    Реле, соленоиды и контакторы - все это переключатели - электромеханические или твердотельные, но есть важные различия, которые делают их пригодными для разных приложений.В этой статье мы объясним, как работает каждое из этих устройств, и обсудим некоторые ключевые моменты выбора.

    Реле

    Один из наиболее распространенных электромеханических переключателей в транспортном средстве, основная задача реле заключается в том, чтобы позволить сигналу малой мощности (обычно 40-100 ампер) управлять цепью с большей мощностью. Он также может позволить управлять несколькими цепями с помощью одного сигнала - например, в полицейской машине, где один переключатель может активировать сирену и несколько сигнальных ламп одновременно.

    Реле

    бывают самых разных конструкций, от электромагнитных реле, в которых используются магниты для физического размыкания и замыкания переключателя для регулирования сигналов, тока или напряжения, до твердотельных, в которых используются полупроводники для управления потоком энергии. Поскольку твердотельные реле не имеют движущихся частей, они, как правило, более надежны и имеют более длительный срок службы. В отличие от электромагнитных реле, твердотельные реле не подвержены электрическим дугам, которые могут вызвать внутренний износ или выход из строя.

    Шесть стандартных размеров реле:

    • Mini ISO реле, реле общего назначения, которое занимает стандартное место в отрасли и соответствует потребностям многих электрических систем транспортных средств, таких как освещение, запуск, звуковой сигнал, обогрев и охлаждение.
    • Микрореле, которые имеют разъемную конструкцию микро-размера для использования в автомобильной промышленности и соответствуют стандартной схеме для своих электрических клемм. Микрореле используются в широком диапазоне транспортных средств для выполнения операций переключения и допускают номинальные токи переключения до 35 ампер.
    • Реле
    • Maxi - иногда также называемые силовыми мини-реле - обычно рассчитаны на ток до 80 А и имеют прочную конструкцию контактов для длительного использования. Они идеально подходят для таких применений, как нагнетательные вентиляторы, автомобильная сигнализация, охлаждающие вентиляторы, управление энергопотреблением, управление двигателем и топливные насосы.
    • ISO 280 Mini, Micro и Ultra реле, меньшая и более компактная версия стандартных реле, упомянутых выше, но обеспечивающая примерно эквивалентный уровень производительности и имеющая размер и расположение выводов ISO 280. Они предназначены для установки в стандартные блоки предохранителей, блоки распределения питания и держатели банкоматов.

    Показано справа: Пример реле Mini ISO.

    Соленоиды

    Соленоиды - это тип реле, спроектированный для удаленного переключения более сильного тока (обычно в диапазоне от 85 до 200 ампер).В отличие от электромеханических кубических реле меньшего размера, катушка используется для создания магнитного поля, когда через нее проходит электричество, которое эффективно размыкает или замыкает цепь.

    Термины «соленоид» и «реле» часто могут использоваться как синонимы; однако на автомобильном рынке термин «соленоид» обычно относится к типу «металлической банки», тогда как реле обычно относится к стандартному реле «кубического» типа.

    Некоторые распространенные применения соленоидов включают стартеры транспортных средств, лебедки, снегоочистители и электродвигатели.Основным преимуществом соленоидов является их способность использовать низкий входной сигнал для генерации большего выходного сигнала через катушку, тем самым снижая нагрузку на аккумулятор.

    Контакторы

    Контактор - это реле, которое следует использовать, когда цепь должна поддерживать еще более высокую токовую нагрузку (обычно 100-600 ампер). Контакторы с номинальным напряжением от 12 В до 1200 В постоянного тока представляют собой экономичное, безопасное и легкое решение для высоковольтных систем постоянного тока.

    Общие области применения включают промышленные электродвигатели, используемые в тяжелых грузовиках и оборудовании, автобусах, машинах экстренной помощи, электрических / гибридных транспортных средствах, лодках, легкорельсовом транспорте, горнодобывающей промышленности и других системах, которые просто требуют слишком большой мощности для стандартного реле или соленоида.

    Контакторы

    обычно имеют встроенный экономайзер катушки для снижения мощности, необходимой для удержания контактов замкнутыми, что помогает повысить гибкость и надежность системы. Они часто доступны с дополнительными вспомогательными контактами.

    РАССМОТРЕНИЕ ВЫБОРА

    Ток и форм-фактор

    С точки зрения допустимой нагрузки, реле находятся на нижнем уровне, за ними следуют соленоиды, а затем контакторы на верхнем уровне. Хотя контакторы могут выдерживать ток, достаточный для питания тяжелого оборудования, они также имеют самую высокую цену и занимают больше всего места, тогда как реле требуют мало места и могут быть приобретены очень недорого. При токе 85-200 ампер многие соленоиды, как правило, попадают прямо посередине этих двух, как с точки зрения пропускной способности, так и с точки зрения цены.

    При определении того, какой из этих трех коммутационных продуктов подходит для вашей конструкции, учитывайте форм-фактор. Как правило, чем больше грузоподъемность, тем больше размер, поэтому внимательно обратите внимание на доступное пространство, чтобы убедиться, что устройство вам подойдет. Если есть конфликт, пришло время либо переосмыслить схему дизайна, либо уменьшить электрическую систему.

    Окружающая среда

    При выборе любого коммутирующего устройства также учитывайте требования, предъявляемые к среде, в которой это устройство будет находиться.

    Если необходима защита от таких факторов, как влажность, погружение в воду, пыль и вибрация, то необходимо герметичное изделие. Посмотрите на рейтинг защиты от проникновения (IP), чтобы определить конкретную предлагаемую защиту.

    Еще одна критическая точка - рабочая температура. Двигатель и окружающие его компоненты могут создавать экстремальные температуры до 175 ° F, поэтому все соседние устройства должны быть рассчитаны соответствующим образом.

    Непрерывный и прерывистый рейтинг

    Важно отметить, что соленоиды и контакторы рассчитаны на непрерывное или прерывистое использование.Прерывистый относится к приложениям, в которых короткий период активации чередуется с более длительным временем отдыха, например, выключатель стартера. С другой стороны, переключение продуктов с непрерывным рейтингом может поддерживать приложения, требующие постоянного времени работы, такие как лебедки.

    Часто задают вопрос, можно ли использовать соленоид непрерывного режима вместо соленоида прерывистого режима. Хотя мы всегда рекомендуем использовать компоненты, предназначенные для работы, технически можно использовать соленоид непрерывного действия, но он превышает то, что необходимо.Однако ни при каких обстоятельствах нельзя использовать соленоид прерывистого режима, когда требуется соленоид непрерывного режима, поскольку он просто не оборудован для обработки постоянного запроса.

    Выбор коммутационного устройства

    Решение использовать реле, соленоид или контактор в значительной степени зависит от необходимой допустимой нагрузки по току, а также с учетом того, как форм-фактор впишется в вашу конструкцию.

    После того, как вы определили, какой из этих трех типов коммутационных продуктов подходит для ваших нужд, учет критических требований, таких как рабочие температуры и другие требования к окружающей среде, поможет вам еще больше сузить выбор.Чтобы найти подходящее коммутационное устройство для ваших нужд, ознакомьтесь с нашим полным ассортиментом реле, соленоидов и контакторов.

    Вот несколько лучших вариантов:

    Нужен ли мне обратный диод с автомобильным реле?

    Иногда катушки реле используются вместе с переключателями, и диоды обратного хода не используются. Это будет работать, но каждый раз, когда вы размыкаете контакты переключателя, на короткое время горит дуга, что сокращает срок службы ваших переключателей.

    Если транзисторный выход управляет реле, диод свободного хода абсолютно необходим, потому что скачок напряжения разрушит транзистор.

    При использовании переключателя для включения / выключения реле, отсутствие диода будет работать, но ваш переключатель будет более счастливым, если вы используете диод (один отдельный диод для каждого реле). Лучшее место для диода - прямо у реле, катод на входе от переключателя («86»; если вы переключаете + конец, который указан на вашей схеме) и анод на GND («85»).

    Для этой цели подходят диоды с быстрым переключением, например барьер Шоттки 1 A /> = 50 В. SB160, SB1100 или аналогичный, скорее всего, подойдут. Обратите внимание, что на автомобильных шинах питания часто возникают выбросы высокого напряжения / большой энергии, вызванные отключением других индуктивных нагрузок. Поэтому допущение некоторого запаса прочности и использование диода 100 В не повредит. Эти детали в любом случае дешевы.

    Примечание: вы говорите Если я подключу заземление катушки реле к той же земле, что и «источник»... Это не решит, нужны вам диоды или нет. На самом деле, если бы вы не использовали одно и то же заземление для переключателя, батареи и реле, ток вообще не протекал бы. Включение батареи, переключателей и путей возврата (GND) в вашу схему проясняет ситуацию (даже если она выглядит немного беспорядочно):

    Убедитесь, что эта диаграмма верна (катушка реле между 86/85, общий контакт на 30, НО на 87, НЗ на 87a). Также убедитесь, что соединения GND (шасси) отключены.k. как нарисовано здесь.

    Вы говорите, что беспокоитесь о повреждении блока управления двигателем. Поскольку аккумулятор не является идеальным источником напряжения, импульс обратного хода несколько приподнимет положительный полюс аккумулятора, и может возникнуть всплеск. Однако в машине нагрузки намного хуже, чем у реле, вызывая гораздо более высокие скачки. Любой хороший автомобильный гаджет должен терпеть эти шипы.

    Некоторая справочная информация:

    Обратные диоды нужны, потому что в момент размыкания переключателя индуктивность реле будет пытаться поддерживать ток.Добавление диода создаст легкий путь для циркуляции этого тока до тех пор, пока индуктивность реле не потеряет всю свою энергию.

    Зарядка индуктивности от аккумулятора и через выключатель:

    Разряд индуктивности через диод:

    Обратите внимание на то, что направление тока в самом реле не изменяется и удовлетворяет правилу, согласно которому индуктивность не допускает быстрого прерывания его тока.

    Применение двигателей и переключателей постоянного тока

    - Как уменьшить электромагнитные помехи и искрение


    Приложения для двигателей постоянного тока и переключателей


    В приложениях, в которых используются двигатели, переключатели или реле, на этапе проектирования могут возникнуть общие проблемы.Стоимость разработки фильтров для борьбы с электромагнитными помехами, дугой и электродвижущей силой от катушки индуктивности может значительно возрасти. Со временем большинство компонентов потребуется заменить, но возможность продления срока службы элемента имеет решающее значение для любого применения.

    AC или DC для переключателей - какая разница?

    В любом приложении полезно знать, рассчитаны ли ваши компоненты на переменное или постоянное напряжение. Выключатели не являются исключением, поскольку они обычно имеют номинальное напряжение переменного и постоянного тока.Возникновение дуги является проблемой, когда дело доходит до переключателей, поскольку цепь разрывается, и ток не может мгновенно упасть до нуля. Следовательно, на контактах образуется переходная дуга. Если игнорировать это, это значительно сократит жизненный цикл переключателя, потому что материал контакта разрушится от постоянной дуги до точки, где переключатель станет неисправным.

    Как предотвратить искрение выключателя?

    Можно подумать, что покупка переключателя с более высоким рейтингом контактов станет решением проблемы.Лучшее решение - использовать RC-сеть, чтобы уменьшить искрение переключателя.
    Рисунок 1 - Контакты реле до и после дуги
    (Источник: Википедия)

    На фотографии выше показаны контакты реле после 100 000 циклов без гашения дуги. Уменьшая искрение, он сводит к минимуму повреждение контактов, снижает электромагнитные помехи и тепловыделение.


    Рисунок 2 - Два примера гашения дуги
    (Источник: Illinois Capacitor Inc.)

    Когда переключатель разомкнут, приложенное напряжение поглощается конденсатором и предотвращает повреждение контактов, предотвращая возникновение дуги, тем самым продлевая использование переключателя.Затем, когда переключатель снова замыкается, заряженный конденсатор начинает разряжаться, и ток резистора ограничивает пусковой ток. Эта RC-цепь известна как демпфер. Демпфер слева может использоваться как для переменного, так и для постоянного тока, а демпфер справа предназначен для постоянного тока.

    Как уменьшить электромагнитные помехи и выбросы индуктивного напряжения, вызываемые двигателями постоянного тока?


    Рис. 3. Простая схема
    (Источник: Quora.com)

    На приведенной выше схеме переменного тока показано простое приложение, в котором переключатель подключен к катушке индуктивности.Индукторы предназначены для противодействия изменению тока и создания электромагнитных полей, когда через индуктор протекает ток.


    Рисунок 4 - Внутри двигателя
    (Источник: HowStuffWorks)

    На фотографии выше показано, как двигатель выглядит внутри и как он соотносится с индуктором. Двигатели генерируют скачки напряжения, электромагнитные помехи и радиочастотные помехи (RFI), которые могут повредить или нарушить электрические цепи поблизости. Сначала возникает дуга, когда двигатель вращается, затем генерируемые электромагнитные помехи от коммутатора возвращаются к источнику питания, радиочастотные помехи уносятся в воздух, и, наконец, когда электромагнитное поле от катушки индуктивности схлопывается, возникает огромный скачок напряжения.Электромагнитные помехи могут остановить функционирование схемы или резко ухудшить характеристики, в то время как радиочастотные помехи могут нарушить работу любого оборудования, полагающегося на радиочастоты. К счастью, есть способы подавить или хотя бы снизить интенсивность сбоев.

    Решения для индуктивной нагрузки

    Когда дело доходит до индуктивных всплесков напряжения, возвращающихся к источнику питания или переключателю, есть несколько решений.
    Рис. 5 - Метод TVS
    (Источник: Примечание по применению Littlefuse)

    Для борьбы с большим скачком напряжения в цепи переменного тока используется металлооксидный варистор (MOV) или двунаправленный диод-ограничитель переходного напряжения (TVS).В этом случае используется TVS-диод, потому что TVS-диод блокирует прохождение тока во время обоих циклов, когда переключатель разомкнут.


    Рис. 6. Метод подавляющего диода
    (Источник: Littelfuse Application Note)

    Подавляющий диод или обратный диод, в приведенном выше примере, помогает предотвратить скачок напряжения, поскольку он обеспечивает путь для тока при размыкании переключателя. Диод должен иметь высокое обратное напряжение для защиты цепи. Демпферные сети также могут использоваться для уменьшения скачков напряжения от катушки индуктивности, но каждый метод имеет свои преимущества и сдерживающие факторы.

    Работа с EMI и RFI

    Двигатели постоянного тока обычно производят много шума в электрической системе из-за чрезмерного количества генерируемых ими электромагнитных и радиочастотных помех. Некоторые двигатели постоянного тока разработаны с учетом электромагнитных помех, поскольку для обеспечения дополнительной защиты используются определенные перекрывающиеся материалы корпуса. Существует множество различных фильтрующих элементов EMI, но у каждого из них есть свои преимущества и недостатки.
    Рис. 7. Фильтрующие элементы EMI
    (Источник: X2Y Attenuators, LLC DC Motors)

    Понимание того, как работает каждый элемент, чрезвычайно полезно, когда дело доходит до разработки надлежащего фильтра подавления электромагнитных помех или RFI для приложения.

    Это были несколько методов контроля всех шумов и скачков напряжения, когда дело доходит до работы с двигателями, а также защитные переключатели / реле, если они переключают индуктивную нагрузку. Самая сложная часть - это найти разумное решение, которое будет экономически эффективным и обеспечивает надежную работу приложения.

    Почему для предотвращения электрических помех в реле следует использовать обратноходовой диод | Блог о проектировании печатных плат

    Altium Designer

    | & nbsp Создано: 8 сентября 2017 г. & nbsp | & nbsp Обновлено: 25 ноября 2020 г.

    Инженеры иногда склонны чрезмерно усложнять проблему вместо того, чтобы сосредоточиться на простых логических решениях.Например, у моего друга сломался мотоцикл, и он часами проверял аккумулятор, карбюратор и электрическую систему. Оказывается, все это было сделано зря. Мы были очень удивлены, узнав, что этот беспредел был вызван неисправным индикатором уровня топлива, из-за которого его топливный бак пуст.

    В электронике то, что может показаться большой проблемой, иногда можно легко решить. Например, при разработке печатных плат с механическими реле вы можете избежать больших скачков напряжения и обеспечить подавление релейного шума, добавив в схему обратный диод.Однако, когда вы установили обратный диод на реле для защиты обратного хода, а ваш контроллер все еще продолжает сбрасывать, вам может потребоваться рассмотреть другие источники электрического шума. Как и в случае с мотоциклом моего друга, часто эти источники скрыты у всех на виду и могут быть решены с помощью тех же методов снижения шума, которые вы применили к своей конструкции. Вот почему и как вы можете использовать обратный диод для уменьшения электромагнитных помех в ваших реле, и что вам следует учитывать, если ваша конструкция является частью более крупной системы.

    Что такое обратный диод и зачем он нужен

    Если вы создавали печатные платы с механическими реле, то, вероятно, слышали о обратном диоде. Обратный диод или обратный диод устанавливается с обратной полярностью от источника питания и параллельно катушке индуктивности реле. Использование диода в релейной цепи предотвращает возникновение огромных скачков напряжения при отключении источника питания. Обратный диод иногда называют диодом маховика, обратным диодом, релейным диодом или демпфирующим диодом, поскольку обратный диод представляет собой тип демпфирующей цепи.

    Зачем вставлять диод в катушку реле?

    Когда к реле подключен источник питания, напряжение на катушке индуктивности нарастает до уровня, соответствующего источнику питания. Скорость, с которой может изменяться ток в катушке индуктивности, ограничена ее постоянной времени. В этом случае время, необходимое для минимизации протекания тока через катушку, больше, чем время, необходимое для отключения источника питания. При отключении индуктивная нагрузка в катушке меняет полярность, пытаясь поддерживать ток в соответствии с ее кривой рассеяния (т.е.е.,% максимального протекания тока по времени). Это вызывает накопление огромного потенциала напряжения на открытых соединениях компонента, который управляет реле.

    Это нарастающее напряжение называется обратным напряжением. Это может привести к возникновению электрической дуги и повреждению компонентов, управляющих реле. Он также может создавать электрические помехи, которые могут возникать в соседних сигналах или соединениях питания и вызывать сбой или сброс микроконтроллеров. Если у вас есть панель управления электроникой, которая сбрасывается каждый раз, когда реле обесточивается, вполне возможно, что у вас проблема с обратным напряжением.

    Чтобы решить эту проблему, к источнику питания подключен диод с обратной полярностью. Размещение диода через катушку реле пропускает обратное электромагнитное поле и его ток через диод, когда реле находится под напряжением, поскольку обратная ЭДС приводит в действие диод защиты обратного хода в прямом смещении. Когда источник питания отключен, полярность напряжения на катушке инвертируется, и между катушкой реле и защитным диодом образуется токовая петля; диод снова становится смещенным в прямом направлении. Обратный диод позволяет току проходить с минимальным сопротивлением и предотвращает нарастание обратного напряжения, отсюда и название обратного диода.


    Крошечные обратные диоды предотвращают повреждение компонентов большим обратным напряжением.

    Проводка обратного диода для шумоподавления реле

    Установка обратного диода защиты довольно проста; он должен быть размещен прямо поперек катушки реле. Схема диодной цепи свободного хода в реле показана ниже. На этой схеме резистор R , включенный параллельно с проводкой обратного диода, представляет собственное сопротивление катушки постоянному току.


    Подключение обратного диода в релейной цепи.

    Обратите внимание, что размещение диода не предотвращает передачу скачка напряжения на некоторую выходную нагрузку. Вместо этого он обеспечивает путь с низким сопротивлением, который перенаправляет ток, поэтому скачки напряжения на выходной нагрузке будут намного ниже. Использование простого диода 1N4007 достаточно для подавления больших скачков напряжения в реле 24 В постоянного тока со схемой диодной защиты.

    Путь тока в диоде зависит от того, замкнут или разомкнут переключатель в реле.Когда переключатель изначально замкнут, нагрузка индуктора генерирует обратное электромагнитное поле в качестве переходной характеристики, и напряжение медленно повышается до значения напряжения питания. После размыкания переключателя обратное электромагнитное поле, создаваемое индуктором, переключает направление и указывает на землю, создавая переходный отклик, который медленно затухает. Благодаря петле с низким сопротивлением, создаваемой свободно вращающимся диодом при прямом смещении, ток отклоняется через диод, а не создает большой скачок напряжения в другом месте цепи.


    Ток, протекающий через проводку обратного диода в цепи реле.

    Как электрический шум может мешать работе вашей электроники, несмотря на бортовые обратные диоды

    Вы могли подумать, что размещение обратных диодов в цепи реле решит все ваши проблемы с электрическими шумами. Это то, во что я верил, пока не столкнулся с ошеломляющей проблемой, когда контроллер влажности, который я разработал, постоянно сбрасывался. И это несмотря на то, что я использовал каждое реле со схемой диодной защиты.

    Регулятор влажности был подключен к внешним механическим реле, управляющим промышленными нагревательными элементами. Этот рутинный проект превратился в охоту на ведьм, из-за которой контроллер перезагружался. Когда у вас есть десятки похожих настроек, демонстрирующих одни и те же симптомы, легко предположить, что вы испортили дизайн продукта.

    После нескольких часов испытаний различных источников питания, кабелей, методов заземления и фольги для защиты от электромагнитных помех (EMI) меня, наконец, осенило, что, возможно, причиной проблемы были внешние механические реле.Как я подозреваю, ни одно из внешних реле, установленных третьей стороной, не имело схемы обратного диода, подключенной параллельно их катушкам индуктивности. Возникающие в результате обратные напряжения вызвали электрические помехи по соединительному кабелю и контроллеру влажности, что привело к перезагрузке системы.

    Хотя у вас мало контроля над электрическими установками, выполняемыми третьей стороной, нет оправдания тому, чтобы не придерживаться передовых методов с обратными диодами на вашей печатной плате. Для начала вам нужно убедиться, что соответствующий прямой ток свободного диода больше, чем у катушки, когда она приводится в прямое смещение электромагнитным полем катушки.Также выберите обратный диод, обратное напряжение которого выше номинального напряжения катушки.


    Отсутствие обратного диода может стать вашим электрическим кошмаром.

    В своей практике я размещаю обратные диоды как можно ближе к реле. Типичный диод 1N4007 хорошо подходит для большинства приложений и избавляет меня от проблемы создания отпечатков вручную. Более того, наличие хорошего программного обеспечения для учета материалов, такого как инструмент управления Altium Designer, упрощает управление их жизненным циклом и доступностью.Это особенно полезно, когда я переделываю старые дизайны.

    Есть вопрос по обратным диодам? Свяжитесь со специалистом Altium Designer.

    Ознакомьтесь с Altium Designer в действии ...

    Мощный дизайн печатной платы

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *