Магнитное реле схема. Электромагнитные реле: устройство, принцип работы и применение

Как устроены электромагнитные реле. Какие бывают типы контактов реле. Как работает электромагнитное реле. Где применяются реле в электрических схемах. Основные параметры и характеристики электромагнитных реле.

Устройство электромагнитного реле

Электромагнитное реле представляет собой электромеханическое устройство, которое позволяет коммутировать электрические цепи при подаче управляющего сигнала. Основные элементы конструкции реле:

• Электромагнит — состоит из катушки и сердечника
• Якорь — подвижная часть, притягиваемая электромагнитом
• Контактная система — подвижные и неподвижные контакты
• Возвратная пружина — возвращает якорь в исходное положение
• Корпус — защищает внутренние элементы

При подаче напряжения на катушку электромагнита, якорь притягивается и переключает контакты. При снятии напряжения пружина возвращает якорь в исходное состояние.

Принцип работы электромагнитного реле

Работа электромагнитного реле основана на взаимодействии магнитного поля катушки и подвижного якоря. Принцип действия можно описать следующими этапами:

1. На катушку подается управляющее напряжение
2. В катушке возникает электрический ток
3. Вокруг катушки образуется магнитное поле
4. Магнитное поле притягивает якорь
5. Якорь перемещается и переключает контакты
6. При снятии напряжения пружина возвращает якорь

Таким образом, реле преобразует электрический сигнал в механическое перемещение контактов, что позволяет управлять силовыми цепями с помощью слабых сигналов.

Типы контактов электромагнитных реле

В зависимости от конструкции, реле могут иметь следующие типы контактов:

• Нормально разомкнутые (NO) — замыкаются при срабатывании реле
• Нормально замкнутые (NC) — размыкаются при срабатывании
• Переключающие — имеют общий контакт, который переключается между NO и NC

Количество контактных групп в реле может быть различным — от одной до нескольких. Это позволяет одновременно коммутировать несколько независимых цепей.

Область применения электромагнитных реле

Благодаря своим свойствам, электромагнитные реле широко применяются в различных областях:

• Системы автоматики и управления
• Релейная защита в энергетике
• Коммутация силовых цепей
• Устройства связи и телекоммуникаций
• Автомобильная электроника
• Бытовая техника

Реле позволяют управлять мощными нагрузками с помощью слабых сигналов, что делает их незаменимыми во многих электрических схемах.

Основные параметры электромагнитных реле

При выборе реле учитывают следующие важные характеристики:

• Напряжение и ток срабатывания катушки
• Напряжение и ток коммутации контактов
• Быстродействие (время срабатывания и отпускания)
• Количество и тип контактных групп
• Механическая и электрическая износостойкость
• Габаритные размеры и способ монтажа

Правильный выбор параметров реле обеспечивает его надежную работу в конкретной схеме.

Преимущества и недостатки электромагнитных реле

Электромагнитные реле обладают рядом достоинств:

• Простота конструкции и низкая стоимость
• Высокая нагрузочная способность контактов
• Гальваническая развязка цепей управления и коммутации
• Высокая помехоустойчивость
• Возможность коммутации как постоянного, так и переменного тока

К недостаткам можно отнести:

• Наличие подвижных частей, подверженных износу
• Относительно низкое быстродействие
• Большие габариты по сравнению с полупроводниковыми аналогами
• Возможность дребезга контактов при переключении

Тем не менее, простота и надежность обеспечивают широкое применение электромагнитных реле и в настоящее время.

Особенности выбора и эксплуатации реле

При выборе электромагнитного реле для конкретной схемы необходимо учитывать следующие факторы:

1. Параметры коммутируемой цепи (ток, напряжение, характер нагрузки)
2. Требуемое быстродействие
3. Условия эксплуатации (температура, влажность, вибрации)
4. Ресурс работы (количество циклов срабатывания)
5. Габаритные ограничения

При эксплуатации реле следует соблюдать следующие рекомендации:

• Не превышать максимально допустимые токи и напряжения
• Обеспечивать надежное крепление реле
• Защищать от пыли, влаги и агрессивных сред
• Периодически проверять состояние контактов
• При необходимости применять искрогасящие цепи

Правильный выбор и соблюдение правил эксплуатации обеспечат длительную и надежную работу электромагнитных реле в различных устройствах.

Электромагнитное реле.

Для управления различными исполнительными устройствами, коммутации цепей, управления приборами в электронике активно применяется электромагнитное реле.

Устройство реле достаточно просто. Его основой является катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода.

Внутрь катушки устанавливается стержень из мягкого железа. В результате получается электромагнит. Также в конструкции реле присутствует якорь.Он закреплён на пружинящем контакте. Сам же пружинящий контакт закреплён на ярме. Вместе со стержнем и якорем ярмо образует магнитопровод.

Если катушку подключить к источнику тока, то образовавшееся магнитное поле намагничивает сердечник. Он в свою очередь притягивает якорь. Якорь укреплён на пружинящем контакте. Далее пружинящий контакт замыкается с другим неподвижным контактом. В зависимости от конструкции реле, якорь может по-разному механически управлять контактами.

Устройство реле.

В большинстве случаев реле монтируется в защитном корпусе. Он может быть как металлическим, так и пластмассовым. Рассмотрим устройство реле более наглядно, на примере импортного электромагнитного реле Bestar. Взглянем на то, что внутри этого реле.

Вот реле без защитного корпуса. Как видим, реле имеет катушку, стержень, пружинящий контакт, на котором закреплен якорь, а также исполнительные контакты.

На принципиальных схемах электромагнитное реле обозначается следующим образом.

Условное обозначение реле на схеме состоит как бы из двух частей. Одна часть (К1) – это условное обозначение электромагнитной катушки. Она обозначается в виде прямоугольника с двумя выводами. Вторая часть (К1.1; К1.2) – это группы контактов, которыми управляет реле. В зависимости от своей сложности реле может иметь достаточно большое количество коммутируемых контактов. Они разбиваются на группы. Как видим, на обозначении изображены две группы контактов (К1.1 и К1.2).

Как работает реле?

Принцип работы реле наглядно иллюстрирует следующая схема. Есть управляющая цепь. Это само электромагнитное реле K1, выключатель SA1 и батарея питания G1. Также есть исполнительная цепь, которым управляет реле. Исполнительная цепь состоит из нагрузки HL1 (лампа сигнальная), контактов реле K1.1 и батареи питания G2. Нагрузкой может быть, например, электрическая лампа или электродвигатель. В данном случае в качестве нагрузки используется сигнальная лампа HL1.

Как только мы замкнём управляющую цепь выключателем SA1, ток от батареи питания G1 поступит на реле K1. Реле сработает, и его контакты K1.1 замкнут исполнительную цепь. На нагрузку поступит напряжение питания от батареи G2 и лампа HL1 засветится. Если разомкнуть цепь выключателем SA1, то с реле K1 будет снято напряжение питания и контакты реле K1.1 вновь разомкнуться и лампа HL1 выключится.

Коммутируемые контакты реле могут иметь своё конструктивное исполнение. Так, например, различают нормально-разомкнутые контакты, нормально-замкнутые контакты и контакты на переключение (перекидные). Разберёмся с этим поподробнее.

Нормально разомкнутые контакты

Нормально разомкнутые контакты – это контакты реле, которые находятся в разомкнутом состоянии до тех пор, пока через катушку реле не потечёт ток. Говоря проще, когда реле выключено, контакты тоже разомкнуты. На схемах реле с нормально-разомкнутыми контактами обозначается вот так.

Нормально замкнутые контакты

Нормально замкнутые контакты – это контакты реле, находящиеся в замкнутом состоянии, пока через катушку реле не начнёт течь ток. Таким образом, получается, что при выключенном реле контакты замкнуты. Такие контакты на схемах изображают следующим образом.

Переключающиеся контакты

Переключающиеся контакты – это комбинация из нормально-замкнутых и нормально-разомкнутых контактов. У переключающихся контактов есть общий провод, который переключается с одного контакта на другой.

Современные широко распространённые реле, как правило, имеют переключающиеся контакты, но могут встречаться и реле, которые имеют в своём составе только нормально-разомкнутые контакты.

У импортных реле нормально-разомкнутые контакты реле обозначаются сокращением N.O. А нормально-замкнутые контакты N.C. Общий контакт реле имеет сокращение COM. (от слова common – «общий»).

Теперь обратимся к параметрам электромагнитных реле.

Параметры электромагнитных реле.

Как правило, размеры самих реле позволяют наносить на корпус их основные параметры. В качестве примера, рассмотрим импортное реле Bestar BS-115C. На его корпусе нанесены следующие надписи.

COIL 12VDC – это номинальное напряжение срабатывания реле (12V). Поскольку это реле постоянного тока, то указано сокращённое обозначение постоянного напряжения (сокращение DC обозначает постоянный ток/напряжение). Английское слово COIL переводится как «катушка», «соленоид». Оно указывает на то, что сокращение 12VDC имеет отношение к катушке реле.

Далее на реле указаны электрические параметры его контактов. Понятно, что мощность контактов реле может быть разная. Это зависит как от габаритных размеров контактов, так и от используемых материалов. При подключении нагрузки к контактам реле нужно знать мощность, на которую они рассчитаны. Если нагрузка потребляет мощность больше той, на которую рассчитаны контакты реле, то они будут нагреваться, искрить, «залипать». Естественно, это приведёт к скорому выходу из строя контактов реле.

Для реле, как правило, указываются параметры переменного и постоянного тока, которые способны выдержать контакты.

Так, например, контакты реле Bestar BS-115C способны коммутировать переменный ток в 12А и напряжение 120V. Эти параметры зашифрованы в надписи 12А 120VAC (сокращение AC обозначает переменный ток).

Также реле способно коммутировать постоянный ток силой 10А и напряжением 28V. Об этом свидетельствует надпись 10A 28VDC. Это были силовые характеристики реле, точнее его контактов.

Потребляемая мощность реле.

Теперь обратимся к мощности, которую потребляет реле. Как известно, мощность постоянного тока равна произведению напряжения (U) на ток (I): P=U*I. Возьмём значения номинального напряжения срабатывания (12V) и потребляемого тока (30 mA) реле Bestar BS-115C и получим его потребляемую мощность (англ. — Power consumption).

Таким образом, мощность реле Bestar BS-115C составляет 360 милливатт (mW).

Есть ещё один параметр – это чувствительность реле. По своей сути, это и есть мощность потребления реле во включённом состоянии. Понятно, что реле, которому требуется меньше мощности для срабатывания, является более чувствительным по сравнению с теми, которые потребляют большую мощность. Такой параметр, как чувствительность реле, особенно важен для устройств с автономным питанием, так как включенное реле расходует заряд батарей. К примеру, есть два реле с потребляемой мощностью 200 mW и 360 mW. Таким образом, реле мощностью 200 mW обладает большей чувствительностью, чем реле мощностью 360 mW.

Как проверить реле?

Электромагнитное реле можно проверить обычным мультиметром в режиме омметра. Так как обмотка катушки реле обладает активным сопротивлением, то его можно легко измерить. Сопротивление обмотки реле может варьироваться от нескольких десятков ом (Ω), до нескольких килоом (kΩ). Обычно самое низкое сопротивление обмотки имеют миниатюрные реле, которые рассчитаны на номинальное напряжение 3 вольта. У реле, номинальное напряжение которых составляет 48 вольт, сопротивление обмотки намного выше. Это прекрасно видно по таблице, в которой указаны параметры реле серии Bestar BS-115C.

Номинальное напряжение (V, постоянное)	Сопротивление обмотки (Ω ±10%)	Номинальный ток (mA)	Потребляемая мощность (mW)
3	25	120	360
5	70	72
6	100	60
9	225	40
12	400	30
24	1600	15
48	6400	7,5

Отметим, что потребляемая мощность всех типов реле этой серии одинакова и составляет 360 mW.

Электромагнитное реле является электромеханическим прибором. Это, наверное, является самым большим плюсом и в то же время весомым минусом.

При интенсивной эксплуатации любые механические части изнашиваются и приходят в негодность. Кроме этого, контакты мощных реле должны выдерживать огромные токи. Поэтому их покрывают сплавами драгоценных металлов, таких как платина (Pt), серебро (Ag) и золото (Au). Из-за этого качественные реле стоят довольно дорого. Если ваше реле всё-таки вышло из строя, то замену ему можно купить здесь.

К положительным качествам электромагнитных реле можно отнести устойчивость к ложным срабатываниям и электростатическим разрядам.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Симистор.

• Параметры МДП-транзисторов.

 

Устройство, схема и подключение промежуточного реле

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga. ru. Промежуточные электромагнитные реле применяются во многих электронных и электрических схемах и предназначены для коммутации электрических цепей. Они используются для усиления и преобразования электрических сигналов; запоминания информации и программирования; распределения электрической энергии и управления работой отдельных элементов, устройств и блоков аппаратуры; сопряжения элементов и устройств радиоэлектронной аппаратуры, работающих на различных уровнях напряжений и принципах действия; в схемах сигнализации, автоматики, защиты и т.п.

Промежуточное электромагнитное реле представляет собой электромеханическое устройство, которое может коммутировать электрические цепи, а также управлять другим электрическим устройством. Электромагнитные реле делятся на реле

постоянного и переменного тока.

Работа электромагнитного реле основана на взаимодействии магнитного потока обмотки и подвижного стального якоря, который намагничивается этим потоком. На рисунке показан внешний вид промежуточного реле типа РП-21.

1. Устройство реле.

Реле представляет собой катушку, обмотка которой содержит большое количество витков медного изолированного провода. Внутри катушки находится металлический стержень (сердечник), закрепленный на Г-образной пластине, называемой ярмом. Катушка и сердечник образуют электромагнит, а сердечник, ярмо и якорь образуют магнитопровод реле.

Над сердечником и катушкой расположен якорь, выполненный в виде пластины из металла и удерживаемый при помощи возвратной пружины. На якоре жестко закреплены

подвижные контакты, напротив которых расположены соответствующие пары неподвижных контактов. Контакты реле предназначены для замыкания и размыкания электрической цепи.

2. Как работает реле.

В исходном состоянии, пока на обмотку реле не подано напряжение, якорь под воздействием возвратной пружины находится на некотором расстоянии от сердечника.

При подаче напряжения в обмотке реле сразу начинает течь ток и его магнитное поле намагничивает сердечник, который преодолевая усилие возвратной пружины, притягивает якорь. В этот момент контакты, закрепленные на якоре, перемещаясь, замыкаются или размыкаются с неподвижными контактами.

После отключения напряжения ток в обмотке исчезает, сердечник размагничивается, и пружина возвращает якорь и контакты реле в исходное положение.

3. Контакты реле.

В зависимости от конструктивных особенностей контакты промежуточных реле бывают

нормально разомкнутые (замыкающие), нормально замкнутые (размыкающие) или перекидные.

3.1. Нормально разомкнутые контакты.

Пока напряжение питания не подано на катушку реле, его нормально разомкнутые контакты всегда разомкнуты. При подаче напряжения реле срабатывает и его контакты замыкаются, замыкая электрическую цепь. На рисунках ниже показана работа нормально разомкнутого контакта.

3.2. Нормально замкнутые контакты.

Нормально замкнутые контакты работают наоборот: пока реле обесточено, они всегда замкнуты. При подаче напряжения реле срабатывает и его контакты размыкаются, размыкая электрическую цепь. На рисунках показана работа нормально разомкнутого контакта.

3.3. Перекидные контакты.

У перекидных контактов при обесточенной катушке средний контакт, закрепленный на якоре, является общим и замкнут с одним из неподвижных контактами. При срабатывании реле средний контакт вместе с якорем перемещается в сторону другого неподвижного контакта и замыкается с ним, одновременно разрывая связь с первым неподвижным контактом. На рисунках ниже показана работа перекидного контакта.

Многие реле имеют не одну, а несколько контактных групп, что позволяет осуществлять управление несколькими электрическими цепями одновременно.

К контактам промежуточных реле предъявляются особые требования. Они должны иметь малое переходное сопротивление, большую износоустойчивость, малую склонность к привариванию, высокую электропроводность и большой срок службы.

В процессе работы контакты своими токоведущими поверхностями прижимаются друг к другу с определенным усилием, создаваемым возвратной пружиной. Токоведущая поверхность контакта, соприкасающаяся с токоведущей поверхностью другого контакта называется контактной поверхностью, а место перехода тока из одной контактной поверхности в другую называется электрическим контактом.

Соприкосновение двух поверхностей происходит не по всей кажущейся площади, а лишь отдельными площадками, так как даже при самой тщательной обработке контактной поверхности на ней все равно будут оставаться микроскопические бугорки и шероховатости. Поэтому общая площадь соприкосновения будет зависеть от материала, качества обработки контактных поверхностей и усилия сжатия. На рисунке показаны контактные поверхности верхнего и нижнего контактов в сильно увеличенном виде.

В месте перехода тока с одного контакта в другой возникает электрическое сопротивление, которое называется переходным сопротивлением контакта. На величину переходного сопротивления существенное влияние оказывает величина контактного нажатия, а также сопротивление окисных и сульфидных пленок, покрывающих контакты, так как они являются плохими проводниками.

В процессе длительной работы поверхности контактов изнашиваются и могут покрываться налетами копоти, окисными пленками, пылью, непроводящими частицами. Также износ контактов может быть вызван механическими, химическими и электрическими факторами.

Механический износ происходит при скольжении и ударах контактных поверхностей. Однако главной причиной разрушения контактов являются электрические разряды, возникающие при размыкании и замыкании цепей в особенности цепей постоянного тока с индуктивной нагрузкой. В момент размыкания и замыкания на контактных поверхностях происходят явления плавления, испарения и размягчения контактного материала, а также перенос металла с одного контакта на другой.

В качестве материалов для контактов реле применяют серебро, сплавы твердых и тугоплавких металлов (вольфрам, рений, молибден) и металлокерамические композиции. Наибольшее применение получило серебро, обладающее малым контактным сопротивлением, высокой электропроводностью, хорошими технологическими свойствами и относительно невысокой стоимостью.

Следует помнить, что абсолютно надежных контактов нет, поэтому для повышения их надежности применяют параллельное и последовательное включение контактов: при последовательном включении контакты могут разорвать большой ток, а параллельное включение повышает надежность замыкания электрической цепи.

4. Электрическая схема реле.

На принципиальных схемах катушка электромагнитного реле изображается прямоугольником и буквой «К» с цифрой порядкового номера реле в схеме. Контакты реле обозначаются этой же буквой, но с двумя цифрами, разделенными точкой: первая цифра указывает на порядковый номер реле, а вторая на порядковый номер контактной группы этого реле. Если же на схеме контакты реле расположены рядом с катушкой, то их соединяют штриховой линией.

Запомните. На схемах контакты реле изображают в состоянии, когда на него напряжение еще не подано.

Электрическую схему и нумерацию выводов реле производитель указывает на крышке, закрывающей рабочую часть реле.

На рисунке видно, что выводы катушки обозначены цифрами 10 и 11, и что реле имеет три группы контактов:
7 — 1 — 4
8 — 2 — 5
9 — 3 — 6

Здесь же под электрической схемой указаны электрические параметры контактов, показывающие, какой максимальный ток они могут пропустить (коммутировать) через себя.

Контакты данного реле коммутируют переменный ток не более 5 А при напряжении 230 В, и постоянный ток не более 5 А при напряжении 24 В. Если же через контакты пропускать ток больше указанного, то они очень скоро выйдут из строя.

На некоторых типах реле производитель дополнительно нумерует выводы со стороны присоединений, что очень удобно.

Для удобства эксплуатации, замены и монтажа реле применяют специальные колодки, которые устанавливаются на стандартную DIN-рейку. В колодках предусмотрены отверстия для контактов реле и винтовые контакты для подключения внешних проводников. Винтовые контакты имеют нумерацию контактов, которая соответствует нумерации контактов реле.

Также на катушках реле указывают род тока и рабочее напряжение обмотки реле.

На этом пока закончим, а во второй части рассмотрим основные параметры и подключение электромагнитных реле, где на примерах простых схем разберем работу реле.

До встречи на страницах сайта.
Удачи!

Литература:

1. И. Г. Игловский, Г. В. Владимиров – «Справочник по электромагнитным реле», Л., Энергия, 1975 г.
2. М. Т. Левченко, П. Д. Черняев – «Промежуточные и указательные реле в устройствах релейной защиты и автоматики», Энергия, Москва, 1968, (Б-ка электромонтера, вып. 255).
3. В. Г. Борисов, – «Юный радиолюбитель», Москва, «Радио и связь» 1992 г.

Электромагнитные реле — Викиверситет

Реле — электрический выключатель. Он открывается и закрывается под контролем приложенного электрического тока. Переключатель управляется электромагнитом для размыкания или замыкания наборов контактов. Когда через катушку протекает ток, создаваемое магнитное поле притягивает якорь, механически связанный с подвижным контактом. Движение либо создает, либо разрывает соединение с фиксированным контактом.

• Когда ток в катушке отключается, якорь возвращается силой, примерно вдвое меньшей, чем магнитная сила, в расслабленное положение. Обычно это делается под действием пружины или под действием силы тяжести.

Содержимое

• 1 Контакты реле
• 2 Применение релейных цепей
  • 2.1 Логические вентили
    • 2.1.1 И ВОРОТ
    • 2.1.2 ИЛИ ВОРОТ
    • 2.1.3 Вентиль И-НЕ
    • 2.1. 4 НОРГЕЙТ
    • 2.1.5 Ворота исключающего ИЛИ
• 3 Различное время включения и отключения реле
  • 3.1 Медленное включение (втягивание) и медленное выключение (отключение)
  • 3.2 Быстрое включение
  • 3.3 Подавитель шипов индуктора

Контакты могут быть нормально разомкнутыми (НО), нормально замкнутыми (НЗ) или двойными контактами (также известными как «форма С» или переключающими (СО) контактами).

• Нормально разомкнутые контакты соединяют цепь при срабатывании реле; и отключите, когда реле деактивированы.
• Нормально замкнутые контакты размыкают цепь при срабатывании реле; цепь подключена, когда реле неактивно.
• Переключающие контакты управляют двумя цепями: один нормально разомкнутый контакт и один нормально замкнутый контакт с общей клеммой. Проще говоря, они просто переключаются между цепями.

Большинство реле рассчитаны на быстрое срабатывание. Для снижения шума при низком напряжении и уменьшения искрения при высоком напряжении или сильном токе.

• Рекомендуемая литература Реле

Релейные схемы[edit | изменить источник]

Логические ворота[править | править источник]

И ВОРОТ[править | редактировать источник]

В схеме логического элемента И оба реле последовательно с их собственными кнопками переключателя размещаются (параллельно) независимо друг от друга, но подключены к одному и тому же источнику. Цепь лампы (выход) также подключается к этому же источнику. Однако лампа включается последовательно с НОРМАЛЬНО РАЗОМКНУТЫМИ контактами реле А, затем последовательно с НОРМАЛЬНО разомкнутыми контактами реле В. Значит лампа загорится только если… оба контакта будут замкнуты. И произойдет это только в том случае, если сработают оба реле.

ИЛИ ВОРОТ[править | редактировать источник]

В схеме логического элемента ИЛИ оба реле последовательно с их собственными кнопками переключения расположены (параллельно) независимо друг от друга, но подключены к одному и тому же источнику. Цепь лампы (выход) также подключается к этому же источнику. Однако лампа включена последовательно с НОРМАЛЬНО РАЗОМКНУТЫМ контактом реле А, параллельно контактам реле А поставлен нормально разомкнутый контакт реле В. Таким образом, лампа загорится только в том случае, если будет замкнут либо контакт реле А, либо контакт реле В. И это произойдет, если сработает любое из реле.

вентиль И-НЕ[править | редактировать источник]

В схеме логического элемента НЕ-И оба реле, последовательно со своими собственными переключателями, расположены (параллельно) независимо друг от друга, но подключены к одному и тому же источнику. Цепь лампы (выход) также подключается к этому же источнику. Однако лампа включена последовательно с НОРМАЛЬНО ЗАКРЫТЫМ контактом реле А, параллельно контактам реле А поставлен нормально замкнутый контакт реле В. Таким образом, лампа загорится только в том случае, если будет замкнут либо контакт реле А, либо контакт реле В. И это произойдет, если не будет активировано НИ ОДНО или ОДНО реле. Но не оба, когда оба нормально замкнутых контакта будут разомкнуты.

НОР ВОРОТА[править | редактировать источник]

В схеме вентиля ИЛИ-НЕ оба реле последовательно с собственными кнопками переключателей размещаются (параллельно) независимо друг от друга, но подключаются к одному и тому же источнику. Цепь лампы (выход) также подключается к этому же источнику. Однако лампа включается последовательно с НОРМАЛЬНО ЗАМКНУТЫМ контактом реле А, затем последовательно с НОРМАЛЬНО замкнутыми контактами реле В. Значит лампа загорится только если… оба контакта будут замкнуты. И это произойдет только в том случае, если НИ ОДНО из реле не будет активировано. Если какое-то из реле будет активировано, оно разомкнет нормально замкнутые контакты, составляющие последовательную цепь с ЛАМПОЙ (выходом), так что вся цепь будет разомкнута, и лампа не загорится.

Ворота XOR[править | редактировать источник]

В схеме логического элемента XOR оба реле последовательно с их собственными переключателями размещаются (параллельно) независимо друг от друга, но подключаются к одному и тому же источнику. Цепь лампы (выход) также подключается к этому же источнику.

Расположение контактов более сложное по сравнению с предыдущими. Элемент XOR выдает 1, если один из входов равен единице, но НЕ ОБА. Другими словами, выход XOR равен 0, если оба входа одинаковы. Выход XOR равен 1, если входы разные. В нашей схеме это достигается описанной ниже структурой последовательно с лампой:

Две параллельные цепочки контактов, где в первой цепочке нормально разомкнутый контакт реле А последовательно с нормально замкнутым контактом реле В; а во второй цепочке нормально замкнутый контакт реле А последовательно с нормально разомкнутым контактом реле В

Таким образом, если реле А активировано, его контакт в верхней цепи будет замкнут, а его контакт в нижней цепи будет разомкнут. . А если реле В не срабатывает, то его контакт в верхней цепи замкнут, а в нижней разомкнут. Он обеспечивает нормальную проводимость для лампы, чтобы зажечь.

Если реле В активировано, его нормально разомкнутый контакт во второй цепи будет замкнут, а нормально замкнутые контакты реле А будут замкнуты (реле А не активировано) и цепь будет работать.

Если сработают оба реле, цепочки будут выглядеть вот так «замкнут-разомкнут» «открыт-замкнут» — ни одно не обеспечивает проводимости и лампа не загорится.

Различное время включения и отключения реле[edit | править источник]

Быстрое включение и медленное выключение

Конденсатор, включенный параллельно реле, действует как проводник при подаче на него напряжения. С течением времени он заряжается, и когда напряжение на его пластинах достигает напряжения срабатывания реле, реле срабатывает. При обесточивании цепи в конденсаторе все еще остается некоторый заряд. Когда он разрядится через сопротивление катушки реле, и напряжение на его пластинах упадет ниже напряжения отпускания реле, реле отключится.

Медленное включение (втягивание) и медленное выключение (отключение)[edit | править код]

Параллельно реле идет RC-цепочка (резистор-конденсатор). Когда цепь находится под напряжением, напряжение на катушке реле является напряжением питания. Поскольку катушка реле подключена непосредственно к источнику питания (но параллельно с RC-цепочкой), напряжение на ней такое же, как напряжение питания. Однако напряжение в RC-цепочке варьируется (на конденсаторе по сравнению с резистором). Когда цепь обесточена, конденсатор разряжается через сопротивление резистора последовательно с сопротивлением катушки. Требуется время, чтобы напряжение упало с напряжения питания до напряжения отключения реле.

Быстро заряжается[edit | править код]

Когда питание внезапно подается на катушку реле, в катушке накапливается ток. Напряжение в катушке представляет собой Дельта I / Дельта t … Дельта t (изменение времени) мала, поэтому может возникнуть большое напряжение, разрушающее реле. Итак, нам нужно соединить резистор с реле. В нашей схеме резистор ставится на нормально замкнутые контакты реле. При срабатывании реле они размыкаются, «заменяя проводник резистором», и весь индукционный ток рассеивается через этот резистор.

Подавитель шипов индуктора[править | править код]

Когда катушка реле обесточивается, её электромагнитное поле разрушается, что вызывает кратковременный всплеск напряжения в проводе катушки. Это напряжение может повредить подключенные компоненты в цепи. Поэтому, чтобы подавить его, на реле установлен диод, который будет проводить ток в направлении всплеска, эффективно закорачивая катушку в обратном направлении. Таким образом, энергия пика преобразуется в тепло за счет внутреннего сопротивления диода и рассеивается.

Электромагнитное реле — OMCH

Введение

Реле можно найти практически в любой машине, имеющей электрическую систему.

От бытовой техники, такой как стиральные машины и холодильники, до промышленного оборудования, такого как топливные насосы, системы управления двигателем и многое другое. Реле используются для управления высоковольтными и сильноточными устройствами.

В этой статье мы подробно рассмотрим электромагнитные реле, их принцип работы, характеристики и типы реле, которые используются в приложениях промышленной автоматизации.

Что такое электромагнитное реле?

Электромагнитное реле представляет собой переключающее устройство, в котором используется магнит для включения или выключения переключателя. Они относятся к категории электромеханических устройств.

Электромеханические устройства используют физические контакты для переключения выходов. Из-за движений, происходящих внутри переключателя, во время работы они издают характерный «тикающий» звук.

Реле используются для управления большой электрической нагрузкой с помощью слабого входного сигнала. Например, ввод с маленькой кнопки может активировать реле и тем самым управлять большим асинхронным двигателем; где одной кнопки недостаточно для непосредственного включения/выключения двигателя.

Реле в основном состоит из катушки и набора подпружиненных подвижных контактов. Существует несколько типов реле в зависимости от их конструкции и принципа действия. Давайте рассмотрим основные функции электромагнитного реле.

Как работают электромагнитные реле?

Существует множество типов реле. Ввиду простоты конструкции рассмотрим реле с притягивающим якорем и принцип его работы. На приведенной ниже схеме показана типичная конструкция такого реле с однополюсной конфигурацией на два направления (SPDT).

Основными компонентами реле являются соленоид/электромагнит , узел якоря-пружины и контакты . Давайте обсудим их индивидуальные задачи и то, как они работают вместе, чтобы действовать как переключатель.

Соленоид (также известный как электромагнит) представляет собой медную катушку, намотанную на ферромагнитный материал. Обычно это твердый железный сердечник. Когда на катушку подается напряжение, вокруг катушки создается магнитное поле.

Железный сердечник концентрирует это магнитное поле, превращаясь в магнит до тех пор, пока не будет снято напряжение с катушки.

Соленоиды обычно работают от постоянного тока и не совместимы с источниками переменного тока. Однако также доступны реле, работающие от переменного тока.

Реле переменного тока имеют дополнительный компонент в электромагните, который называется «затеняющее кольцо». Это предотвращает размагничивание электромагнита всякий раз, когда питание переменного тока пересекает нулевую точку. Следовательно, якорь может оставаться притянутым к электромагниту до тех пор, пока на катушку подается питание.

Якорь-пружина в сборе — это подвижный компонент, который находится в реле. Якорь расположен так, что при включении электромагнита он может отклонять якорь к себе.

Возвратная пружина гарантирует возврат якоря в исходное положение, когда на катушку не подается питание. Якорь является проводящим, так как он должен проводить коммутационный ток от общей клеммы к выходным клеммам.

Контакты являются следующими по важности и наиболее часто используемыми частями реле. При переключении нагрузки якорь перемещает контакты между неподвижными контактами. Это приводит к возникновению искр. Если коммутируемая нагрузка является высокоиндуктивной нагрузкой, такой как двигатель, иногда также можно увидеть дуги.

Поэтому материал контактов выбирается так, чтобы он выдерживал электрическую коррозию. Обычно они изготавливаются из серебряного никеля, серебряного оксида кадмия и серебряного оксида олова.

Когда на катушку подается питание, срабатывает электромагнит. Это заставляет якорь притягиваться к электромагниту, что, в свою очередь, обеспечивает соединение между общим контактом и нормально разомкнутым контактом.

При этом разрывается связь между нормально замкнутым контактом и общим контактом.

Существует несколько типов электромагнитных реле. Некоторые из них используются для управления тяжелыми нагрузками, а другие используются в основном в качестве защитных устройств.

Типы электромагнитных реле

• Реле с притянутым якорем
  • Реле с втянутым якорем — простейший тип электромагнитных реле. Реле с притягивающимся якорем бывают двух типов: с навесным якорем и плунжерного типа. Шарнирная арматура типа является наиболее распространенной.

• Когда на катушку подается питание, контакты размыкаются/замыкаются в зависимости от нормально разомкнутого/замкнутого режима выхода.
• Реле с втянутым якорем обычно работают на постоянном токе, и после активации контакты не возвращаются в исходное положение. Их необходимо сбросить вручную.
• Электромагнитные реле с втянутым якорем используются в устройствах безопасности в качестве реле защиты от перегрузки по току, перенапряжения и пониженного напряжения, а иногда также используются в качестве вспомогательных реле.

• Индукционное реле дискового типа
  • Следуя принципу электромагнитной индукции и принципу Феррари, индукционные реле дискового типа в основном используются в качестве защитных реле в системах переменного тока.
  • При подаче питания диск внутри реле начинает вращаться. Подвижный контакт также вращается вместе с диском и может соприкасаться с полевым контактом, замыкая цепь. Обесточивание реле заставляет пружину вращать диск в противоположном направлении и возвращаться в исходное положение.

• Индукционное реле дискового типа специально разработано для работы с системами переменного тока и не работает с непрерывными источниками постоянного тока.

• Реле индукционного типа
  • Индукционные реле чашечного типа аналогичны индукционным реле дискового типа. Основное отличие состоит в том, что в реле дискового типа вращающийся диск заменен алюминиевой чашкой С-образной формы. Это снижает инерцию диска и позволяет работать быстрее.

• Реле индукционного типа используются в высокоскоростных приложениях, таких как приложения направленного или фазового сравнения. Это возможно благодаря их высокой чувствительности, виброустойчивости и меньшей инерционности.
• Существует два основных типа реле индукционного типа: реле реактивного сопротивления или реле типа Mho (для измерения реактивного сопротивления в цепях), направленное или силовое реле (обеспечивают максимальный крутящий момент для срабатывания контактов в условиях неисправности).

• Реле балансирного типа
  • Электромагнитные реле балансного типа также относятся к типу реле с притягивающимся якорем. У них шарнир расположен в середине арматуры, а не на конце. Два конца имеют независимые электромагниты, один обеспечивает удерживающий/удерживающий крутящий момент (слева), а другой обеспечивает рабочий крутящий момент (справа).

• При нормальной работе сила притяжения, создаваемая удерживающим электромагнитом, достаточна для того, чтобы якорь оставался притянутым к нему. В этот момент поле рабочей катушки нейтрализуется ею. В условиях неисправности, когда рабочий ток высок, сила притяжения от управляющего электромагнита становится больше, чем от удерживающего электромагнита. Это заставляет луч отклоняться и входит в контакт с контактами цепи отключения.
• Эти реле обычно работают быстрее, однако любые переходные процессы постоянного тока (всплески) также могут вызывать их срабатывание. Поэтому эти реле обычно не используются.

• Реле с подвижной катушкой
  • Среди семейства электромагнитных реле реле с подвижной катушкой являются наиболее чувствительными. Они используются в приложениях дистанционной и дифференциальной защиты из-за их высокой чувствительности и работают только с системами постоянного тока. Для систем переменного тока их можно дооснастить дополнительными цепями выпрямителей.

• В этом типе реле подвижная катушка может быть типа осевой или поворотной . Осевой тип имеет в два раза большую чувствительность, чем роторный тип. Катушка намотана на подвижную часть (шпиндель), как показано на рисунке выше. Подача тока через катушку заставляет ее вращаться из-за отталкивания, вызванного полюсами постоянного магнита. Вращение приводит к тому, что подвижный контакт замыкает контакты цепи отключения.

• Реле с поляризованным подвижным магнитом
  • Реле поляризованного типа, как следует из названия, имеют поляризованную катушку. Это означает, что реле будет работать только при определенной полярности напряжения, подаваемого на катушку. Реле этого типа особенно подходят для высокочувствительных приложений, где системы работают от источников постоянного тока.
  • Конструкция этих реле аналогична конструкции реле с подвижной катушкой, но поляризующие реле также содержат в себе постоянные магниты, обеспечивающие полярность катушки.

Электромагнитное реле Символ

Электромагнитные реле представлены на электрических схемах различными способами. Некоторые из них содержат общие символы, а некоторые схемы могут иметь сложные символы, указывающие на тип срабатывания и количество полюсов/выходов реле. Давайте посмотрим на некоторые из наиболее распространенных символов реле, встречающихся на электрических чертежах.

• Реле — электромагнитное — SPST
  • Это реле имеет только один замыкающий или размыкающий контакт. Левая часть представляет собой катушку, а правая часть представляет собой два контакта переключателя. Иногда катушку изображают так, как показано на правом изображении. Реле SPST имеют 4 контакта.

• Реле – SPDT – однополюсное, двухпозиционное
  • Это реле аналогично модели SPST, но имеет два выхода. Пока он не активен, вход COM соединен с выходом NC. При подаче питания реле размыкает контакт с НЗ и замыкает контакт с НР выходом. Всего у него 5 контактов.

• Реле — DPST — двухполюсное однопозиционное
  • Это реле имеет два изолированных переключателя, которые можно использовать для двух разных задач. Он имеет 6 контактов, включая 2 контакта для катушки.

В зависимости от количества выводов, количества полюсов/расходов и технологии на электрических чертежах используется множество других стандартных символов. На веб-сайте Electrical-symbols есть подробное руководство по этим символам.

Применение электромагнитных реле

Электромагнитные реле используются там, где необходимо переключать большие электрические нагрузки с помощью слабого сигнала. Реле также используются для обеспечения электрической изоляции между системами высокого и низкого напряжения, чтобы обеспечить защиту систем низкого напряжения и пользователей.

Реле находят применение в

• Автомобили
  • Топливный насос, звуковые сигналы, стартеры, ветровое стекло
• Автоматизация зданий
  • Системы контроля доступа, лифты, панели управления
• Промышленная автоматизация
  • Контроллеры двигателей, контроллеры освещения, распределение электропитания и коммутация
• Бытовые электроприборы
  • Духовки, стиральные машины, внутренние и наружные блоки кондиционирования воздуха

И многое другое.

Как долго работает электромагнитное реле?

Поскольку реле содержит движущиеся части и постоянно включается/отключается, их ожидаемый срок службы относительно меньше, чем у их полупроводниковых аналогов.

Как правило, первой частью реле, которая выходит из строя, являются контакты. По данным FDA, ожидаемый срок службы реле составляет 100 000 операций для их контактов и 10 миллионов операций в целом.

Однако, если реле постоянно находятся под большой нагрузкой, ожидаемый срок их службы может быть значительно ниже. Например, если реле используется для переключения нагрузок, намного превышающих его номинальное значение, контакты могут изнашиваться быстрее и в конечном итоге могут сплавиться вместе, создавая опасную ситуацию.

Как проверить электромагнитное реле

Электромагнитные реле можно проверить с помощью нагрузки или мультиметра. Процедура проверки реле с помощью мультиметра следующая:

1. Установите режим мультиметра в режим непрерывности/зуммера . Подсоедините щупы к клеммам катушки реле. Если звучит зуммер, катушка исправна и исправна.

Проверку катушки можно также выполнить в режиме измерения сопротивления . Функциональная катушка будет иметь сопротивление около 10-500 Ом.

1. Подключите датчики к контактам NO и COM. В этот момент зуммер не должен звонить. Если звучит зуммер, реле неисправно.
2. Аналогичным образом подключите датчики к клеммам NC и COM. Теперь должен звучать зуммер (если измеритель находится в режиме сопротивления, он должен показывать 0 Ом). . Если этого не происходит, значит реле неисправно.

Сколько контактов у электромагнитного реле?

Электромагнитные реле доступны во всех различных формах и размерах. В зависимости от конфигурации реле может иметь количество выводов от 4, 5, 8, а иногда и больше. Есть несколько конфигураций реле, которые широко доступны:

• SPST – однополюсный, однонаправленный
• SPDT — однополюсный, двухпозиционный
• DPST – двухполюсный, однонаправленный
• DPDT — двухполюсный на два направления

В дополнение к контактным клеммам имеются две дополнительные клеммы, которые подключаются к катушке.