Электромагнитные реле постоянного тока: Военно-техническая подготовка

Электромагнитные реле. Виды и работа. Устройство и применение

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

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

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

По конструктивным особенностям исполнительных элементов электромагнитные реле делятся на:

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

По области применения реле:

• Сигнализации.
• Защиты.
• Цепей управления.

По мощности сигнала управления:

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

По быстродействию управления:

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

По виду напряжения управления:

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

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

Реле постоянного тока разделяют:

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

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

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

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

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

По защищенности от внешних факторов реле разделяют:

• Герметичные.
• Зачехленные.
• Открытые.

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

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

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

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

К таким реле времени предъявляются специальные требования:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Основные параметры реле:

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

Преимущества

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

Недостатки

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Похожие темы:

• Модульные контакторы

• Виды реле и применение

• Релейная защита. Виды и устройство. Принцип работы.Особенности

• Реле тока. Виды и устройство, Принцип действия. Как выбрать

• Промежуточные реле. Разновидности и особенности. Принцип действия

Что такое реле, устройство, принцип действия, виды, производители

Реле – коммутационное устройство (КУ), соединяющее или разъединяющее цепь электронной или электрической схемы при изменении входных величин тока. Прежде чем мы перейдем к детальному рассмотрению того, что такое реле, как устроено, по какому принципу работает и где применяется, пожалуй, нужно узнать, когда это устройство впервые появилось и кто его изобретатель.

Содержание статьи

История создания

Первенство создания реле спорно. Некоторые утверждают, что впервые это устройство было сконструировано в 1830—1832 гг. русским ученым Шиллингом П.Л. и являлось основным элементом вызывающего механизма в разработанном им же варианте телеграфа.

Другие научные историки приписывают первенство изобретения известному физику Дж. Генри, который в 1835 г. разработал контактное реле во время усовершенствования созданного им в 1831 году телеграфного аппарата. Первый соленоид работал по принципу электромагнитной индукции и был некоммутационным устройством.

Реле, в качестве самостоятельного устройства, впервые упоминается в патенте на телеграф, выданном Самуэлю Морозе.

Как видим, первой сферой применения этого коммутационного устройства был телеграф и только позднее с развитием техники он стал применяться в электрическом и электронном оборудовании.

Устройство и принцип работы реле

Реле представляет собой катушку, состоящую из немагнитного основания, на которое намотан провод из меди с тканевой или синтетической изоляцией, но чаще всего с диэлектрическим лаковым покрытием. Внутри катушки установленной на нетокопроводящее основание, размещается металлический сердечник. Также в устройстве имеются пружины, якорь, соединительные элементы и пары контактов.

При подаче тока на обмотку электромагнита (соленоида) сердечник притягивает якорь, который соединяется с контактом и электрическая или электронная цепь замыкается. При снижении силы тока до определенного значения, якорь, под действием пружины, возвращается на исходную позицию, вследствие чего происходит размыкание цепи.

Более плавная и точная работа достигается благодаря использованию резисторов, а защиту от скачков напряжения и искрения обеспечивает установка конденсаторов.

У большинства электромагнитных реле имеется не одна, а несколько пар контактов, что позволяет управлять несколькими цепями одновременно.

Если в двух словах, то этот вид коммутационного устройства работает по принципу электромагнитной индукции. Благодаря довольно простому принципу действия реле имеют высокую надежность в эксплуатации.

В видеоролике ниже разъясняется принцип действия электромагнитного КУ:

Основные характеристики КУ

К основным характеристикам, на которые следует обратить внимание при выборе данного вида коммутационного устройства, относят:

• чувствительность – срабатывание от подаваемого на обмотку тока определенной силы, достаточной для включения устройства;
• сопротивление обмотки электромагнита;
• напряжение (ток) срабатывания – минимально допустимое значение, достаточное для переключения контактов;
• напряжение (ток) отпускания – значение параметра, при котором происходит отключение КУ;
• время притягивания и отпускания якоря;
• частота срабатывания с рабочей нагрузкой на контактах.

Классификация и для чего нужно реле

Поскольку реле являются высоконадежными коммутационными устройствами, то не удивительно, что они нашли широкое применение в самых различных областях человеческой деятельности. Они используются в промышленности для автоматизации рабочих процессов, а также в быту в самой различной технике, например в привычных всех холодильниках и стиральных машинах.

Реле имеют сложную классификацию и делятся на несколько групп:

По сфере применения:

• управление электрическими и электронными системами;
• защита систем;
• автоматизация систем.

По принципу действия:

• тепловые;
• электромагнитные;
• магнитолектические;
• полупроводниковые;
• индукционные.

По поступающему параметру, вызывающему срабатывание КУ:

• от тока;
• от напряжения;
• от мощности;
• от частоты.

По принципу воздействия на управляющую часть устройства:

• контактные;
• бесконтактные.

В зависимости от вида и классификации реле применяются в бытовой технике, автомобилях, поездах, станках, вычислительной технике и т.д. Однако, чаще всего этот вид коммутирующего устройства используется для управления токами большой величины.

Основные виды реле и их назначение

Производители настраивают современные коммутационные устройства таким образом, чтобы срабатывание происходило только при определенных условиях, например, при увеличении силы тока, поступающего на входные клеммы КУ. Ниже мы вкратце рассмотрим основные виды соленоидов и их назначение.

Электромагнитные реле

Электромагнитное реле – это электромеханическое коммутационное устройство, принцип действия которого основан на воздействии магнитного поля, созданного током в статичной обмотке, на якорь. Этот вид КУ разделяется собственно на электромагнитные (нейтральные) устройства, которые реагируют лишь на значение тока, подаваемого на обмотку, и поляризованные, работа которых зависит как от токовой величины, так и от полярности.

Используемые в промышленном оборудовании электромагнитные реле находятся на промежуточной позиции между сильноточными устройствами (магнитными пускателями, контакторами и т. д.) и слаботочным оборудованием. Наиболее часто данный вид реле применяется в цепях управления.

Реле переменного тока

Срабатывание этого вида реле, как видно из названия, происходит при подаче на обмотку переменного тока определенной частоты. Данное коммутирующее устройство для переменного тока с контролем перехода фазы через ноль или без такового, представляет собой блок из тиристоров, выпрямительных диодов и управляющих схем. Реле переменного тока могут быть выполнены в виде модулей на основе трансформаторной или оптической развязки. Данные КУ применяются в сетях переменного тока с максимальным напряжением 1,6 кВ и средним током нагрузки до 320 A.

Иногда работа электросети и приборов не возможна без использования промежуточного реле на 220 В. Обычно КУ данного типа применяется, если необходимо разомкнуть или разомкнуть разнонаправленные контакты цепи. К примеру, если используется осветительный прибор с датчиком движения, то один проводник присоединяется к сенсору, а другой подводит электроэнергию к светильнику.

Работает это таким образом:

1. подача тока на первое коммутационное устройство;
2. от контактов первого КУ ток поступает на следующее реле, которое имеет более высокие характеристики, чем у предыдущего и способно выдерживать токи с высокими значениями.

Функции малогабаритного реле переменного тока с напряжением 220 В весьма разнообразны и широко используются в качестве вспомогательного устройства в самых различных областях. Данный вид КУ применяется в тех случаях, когда основное реле не справляется со своей задачей или же при большом количестве управляемых сетей которые уже не в состоянии обслужить головное устройство.

Промежуточное коммутационное устройство применяется в промышленном и медицинском оборудовании, транспорте, холодильном оборудовании, телевизорах и прочей бытовой технике.

Реле постоянного тока

Реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Отличие между ними состоит в том, что поляризованные КУ постоянного тока чувствительны к полярности подаваемого напряжения. Якорь коммутационного устройства меняет направление движения в зависимости от полюсов питания. Нейтральные электромагнитные реле постоянного тока не зависят от полярности напряжения.

Электромагнитные КУ постоянного тока в основном используют, когда нет возможности подключения к электрической сети переменного тока.

К недостаткам соленоидов постоянного тока относят необходимость использования блока питания и более высокую стоимость в сравнении с КУ переменного тока.

Данное видео демонстрирует схему подключения и объясняет принцип работы 4 контактного реле:

Электронное реле

Разобравшись с тем, что такое токовое реле, рассмотрим электронный тип этого устройства. Конструкция и принцип действия электронных реле практически те же, что и в электромеханических КУ. Однако, для выполнения необходимых функций в электронном устройстве используется полупроводниковый диод. В современных транспортных средствах большинство функций реле и переключателей выполняют электронные релейные блоки управления и на данный момент невозможно полностью от них отказаться. Так, например, блок электронных реле позволяет контролировать расход энергии, величину напряжения на клеммах аккумуляторных батарей, управлять системой освещения и т.д.

Обозначение реле на схеме

Чтобы отремонтировать или создать новое электрооборудование, мало знать как работает реле, нужно знать как оно выглядит на схемах. В приведенной ниже таблице показаны самые основные буквенно-графические обозначения КУ принятые в международном классификаторе.

Основные обозначения

Подробнее, с символическим обозначением реле и других элементов электронных и электрических схем, можно ознакомиться, заглянув в специальные справочники, которых в интернете довольно много.

Ведущие производители реле

Где приобрести реле и их стоимость

Реле в зависимости от типа КУ, производителя, сферы применения и продавца могут стоить от 15$ до нескольких сотен. Приобрести необходимое коммутационное устройство можно непосредственно у производителя в традиционных специализированных магазинах или интернете. В настоящее время купить нужное реле любого типа и назначения не составит труда. Существуют специальные каталоги, в которых указывается маркировка, компания-производитель, параметры и стоимость изделия.

Заключение

Как следует из этого обзора, реле является неотъемлемой частью практически любой электрической и электронной схемы промышленного оборудования и бытовой техники. Полную информацию об этом виде коммутационного устройства сложно втиснуть в рамки одной статьи. Если у вас возникнут какие-либо вопросы по этой теме, то задавайте и будем вместе разбираться.

ИнженерияНасосная станция для частного дома: критерии выбора и особенности эксплуатации

ИнженерияПодбираем с умом сифон для раковины на кухню

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:

ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

Реле Переменного Тока: Особенности Работы, Разновидности

Реле переменного тока твердотельное

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

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

Основные рабочие характеристики

Промышленное реле на 24В

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

Для этого устройства характерны следующие параметры:

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

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

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

Как работает реле

Диаграмма работы реле во времени

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

• Срабатывание;
• Работа;
• Возврат.

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

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

Трехфазное реле переменного тока

Прочие характеристики

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

Разновидности электрических реле

Реле контроля изоляции переменного тока следит за уровнем сопротивления изоляции

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

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

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

Реле времени переменного тока

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

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

Электромагнитные реле

Электромагнитное реле

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

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

Данное втягивающее реле можно встретить на стартере автомобиля ВАЗ 2110

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

Принцип работы реле

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

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

Контактное реле для автомобиля

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

Беспроводное реле на 16 Ампер

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

Механическая и тяговая характеристики устройств

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

Тяговая характеристика на диаграмме

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

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

Механическая характеристика реле

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

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

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

Реле поляризованного типа

На фото — электромагнитное поляризованное реле

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

Также их можно разделить на три типа по настройке контактов:

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

Принцип действия двухпозиционного поляризованного реле

По представленной схеме можно понять, как работают такие реле:

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

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

Реле электромагнитные переменного тока

Оптореле переменного тока

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

Схематическое изображение реле переменного тока

Работает такое реле по следующей схеме:

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

Как меняется тяговое усилие при перемене направления тока

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

Изменение тяговой силы

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

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

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

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

Электромагнитное реле | Практическая электроника

Электромагнитное реле представляют из себя изделие радиотехнической промышленности, которое используется для коммутации электрического тока.

Простейший электромагнит

Думаю, все уже в курсе , что поле – это не только гектары земли с пшеницей, картошкой, коноплей 🙂

В нашей жизни существуют еще и другие виды полей, невидимые для человеческого глаза. Это может быть гравитационное, электрическое или даже магнитное поле. Давайте рассмотрим, что же из себя представляет магнитное поле?

Магнитное поле образуется вокруг любого куска магнита. Не зависимо от размеров этого кусочка, этот магнит всегда будет иметь два полюса: северный (N – North) и южный (S – South). Стрелки магнитного поля начинаются с Севера и заканчиваются на Юге, но они  нигде не разрываются. Даже в самом магните (доказано наукой).  Как вы знаете, Земля – это тот же самый кусочек магнита очень большого размера. Она также имеет эти два полюса, покрытые льдинами. На полюсах Земли, как вы знаете, компас не работает.

Но самый смак заключается в том, что провод, по которому течет электрический ток,  вокруг себя образует то же самое магнитное поле как и простой магнит.  Буквой I отмечают направление тока, а В – это линии магнитного поля. Они представляют собой замкнутые круги.

Направление линий магнитного поля определяется правилом буравчика

Даже не знаю,  кто первый придумал навернуть провод пружиной и пропустить через него электрический ток, но это того стоило.

В результате этого получили нечто иное, как соленоид. Если на концы такого соленоида подать электрический ток, то он будет обладать магнитными свойствами! Правильнее было бы его назвать электромагнит. Смотрите, сколько силовых  линий образуется в соленоиде, при подаче на его концы электрического тока!

А если обмотать какую-нибудь железяку этими витками и подать на них напряжение, то эта железяка станет электромагнитом и будет притягивать к себе металлические предметы.

Внешний вид электромагнитного реле

Дело как раз в том, что принцип электромагнита используется в очень важном электротехническом изделии: в электромагнитном реле.

Возьмем простое электромагнитное  реле

Давайте же посмотрим, что на нем написано:

TDM ELECTRIC – видимо производитель. РЭК 78/3 – название реле. Дальше идет самое интересное. Мы видим какие то полоски и цифры.  Контакты с 1 по 9  – это и есть  коммутационные контакты реле, 10 и 11 – это катушка реле.

Теперь обо всем по порядку.  Реле состоит из коммутационных контактов. Что значит словосочетание “коммутационные контакты”? Это контакты, которые осуществляют переключение. Катушка – это медный провод, намотанный на цилиндрическую железку. В результате, соленоид превращается в электромагнит, если на его концы подать напряжение.

Еще чуть ниже мы видим такие надписи, как 5А/230 В~ и 5А 24 В=. Это максимальные параметры, которые могут коммутировать контакты реле. Эти параметры желательно не превышать и брать с большим запасом. Иначе при превышении допустимых параметров контакты реле  могут обгореть, либо полностью выгореть, что в свою очередь приведет к полному выходу из строя электромагнитного реле.

[quads id=1]

Когда напряжение на катушку мы НЕ подаем, то контакт 1 соединяется с 7, 2 с 8, 3 с 9

Иными словами, если достать мультиметр, то можно прозвонить контакты 1 и 7, 2 и 8, 3 и 9. Мультиметр должен показать 0 Ом.

Если же мы подаем напряжение на катушку, то группа контактов перебрасывается. В результате соединяется 4 с 7, 5 с 8, 6 с 9. 

Какое же напряжение подавать на катушку? На катушке уже есть ответ. Написано 12 VDC. DC – это постоянный ток, АС – переменный. Значит, на катушку  подаем 12 Вольт постоянного тока.

С другой стороны мы видим те самые контакты. Слева-направо и сверху-вниз идет нумерация контактов:

Как работает электромагнитное реле

Но как же так оно работает? Все оказывается очень просто. Давайте внимательно рассмотрим фото ниже:

При подаче на катушку напряжения, ярмо притягивается к электромагниту. На ярме находится коммутационный контакт и он движется вслед за ярмом. В результате этого, “пипочка” на коммутационном контакте  перебрасывается на нижний контакт и происходит переключение.

При пропадании напряжения на катушке, пружинка оттягивает ярмо назад и реле принимает свой первозданный вид.

Как проверить электромагнитное реле

Давайте же проверим реле с помощью мультиметра  и блока питания. Прозваниваем контакт 1 и 7 и смотрим, что у нас они звонятся, значит эти контакты соединены. Видно даже визуально.

Подаем напряжение на катушку  12 Вольт  с блока питания и смотрим, что у нас получилось.

В результате у нас ярмо “приклеилось” к электромагниту (катушке)  и потянула за собой коммутационный контакт. Цепь 1 и 7 у нас оборвалась, но зато восстановилась цепь контактов 7 и 4. Вот таким образом проверяются контакты реле.

Если контакты с налетом, то следует протереть их карандашным ластиком. Если прилично поджарились, а другого реле под рукой нет, то здесь поможет только шкурка-микронка. Но этот случай уже критический, так как наждачная бумага сдирает тонкий слой из благородного металла, которым покрыты “пипочки”.

Целостность катушки реле проверяется с помощью мультиметра в режиме омметра. Для этого проверяем сопротивление катушки. Оно  зависит от самого реле. У всех  оно разное. Если сопротивления нет или оно очень маленькое  – порядка пару Ом, то значит в катушке либо обрыв, либо короткое замыкание.

На схемах электромагнитные реле обозначаются вот так:

Также контакты обозначают уже просто цифрами. В данном случае:

11 – это общий контакт

11-12 – это нормально замкнутые контакты

11-14 – нормально разомкнутые контакты

Прямоугольником обозначается сама катушка реле, а выводы катушки обозначаются буквами A1 и A2.

При подаче напряжения на катушку в данном реле у нас контакт перекинется, то есть картина будет выглядеть следующим образом:

Без подачи напряжения:

После подачи напряжения:

Плюсы и минусы электромагнитного реле

Плюсы

• Управляемое напряжение и управляющее напряжение никак не связаны между собой. Выражаясь домашним языком – напряжение на катушке никак не связано с напряжением на контактах реле. Они гальванически развязаны, что делает реле безопасным устройством для человека  и самой аппаратуры в электро- и радиопромышленности.
• коммутируемые токи могут достигать сотни ампер у промышленных видов реле (пускатели, контакторы)
• большой срок службы при правильной эксплуатации. До сих пор на некоторых зарубежных станках ЧПУ стоят реле 70-ых годов, чьи коммутационные контакты выглядят почти как новые.
• неприхотливость в работе и надежность. Реле до сих пор используются в средствах автоматического управления (САУ), так как они неприхотливы и готовы работать безотказно, хотя уже давненько разработаны твердотельные реле (ТТР), которые опережают простые электромагнитные реле по многим параметрам.

Минусы

• время задержки срабатывания, в течение которого коммутационный контакт “летит” с одного контакта до другого. В очень быстродействующей аппаратуре реле не применяются.  Производители обеспечивают электротехническую промышленность различными видами реле и других устройств на их принципе.
  
• щелкающий звук при переключении. Кого-то он может раздражать, особенно если реле будет очень часто срабатывать.
• габариты даже самого маленького электромагнитного реле достаточно много занимают место на печатной плате.

Не знаете, где можно купить нужное вам электромагнитное реле?  Вот каталог, где вы найдете подходящее по параметрам реле для своих нужд 😉

Электромагнитное реле, устройство, принцип действия, конструкция

Принцип действия основан на притяжении якоря к неподвижному сердечнику электромагнита. По конструктивному выполнению различают реле клапанного, поворотного и втяжного типа (рис 1.89). Чувствительная часть реле — электромагнит, промежуточная часть — якорь, исполнительная часть — контактная группа (рис. 1.90).

При подаче на обмотку электромагнита управляющего напряжения постоянного тока по обмотке будет протекать ток, возникает магнитный поток Ф и электромагнитная сила:

под действием которой якорь притягивается к сердечнику и рычаг якоря воздействует на контактную группу, размыкая замкнутые контакты и замыкая разомкнутые. При снятии напряжения с катушкиэлектромагнита якорь под действием упругой силы контактных пластин возвращается в исходное положение. При срабатывании реле его контакты коммутируют цепи с мощностями, существенно превышающими мощности срабатывания реле (реле выполняет функцию усилителя). Работа реле характеризуется следующими параметрами (рис. 1.91):

коэффициент запаса реле на срабатывание

где Iср ток срабатывания, Iраб — установившееся (рабочее) значение тока катушки, Рср — мощность срабатывания реле, соответствующая току срабатывания.
Статическая характеристика реле показана на рис. 1.91. При изменении полярности входного сигнала полярность выходного сигнала не изменяется; такое реле называется нейтральным.

У поляризованного реле (рис. 1.94) в ограниченном пространстве используются постоянный магнит и электромагнит. Постоянный магнит М обеспечивает распознавание полярности управляющего сигнала Uy и повышение чувствительности. Якорь реле располагается между двумя полюсами Собразного магнитопровода. В отсутствие управляющего сигнала магнитный поток Ф0 постоянного магнита замыкается через якорь и разветвляется на две равные части Ф01 и Ф02, направленные в противоположные стороны якорь находится в нейтральном положении.

При подаче на обмотку реле управляющего сигнала создается магнитный поток Фк, направление которого зависит от полярности U если слева справа «—», то Фк и Фо2 вычитаются, а справа Фк и Фо1 складываются; при этом якорь поворачивается вправо, в сторону большего результирующего потока. При смене полярности Uy потоки справа вычитаются, а слева складываются, якорь повернется влево — реле реагирует на полярность управляющего сигнала.

Дифференциальный принцип работы (разность магнитных потоков) повышает чувствительность поляризованного реле в десятки раз по сравнению с нейтральным электромагнитным реле.

Устройство и принцип действия электромагнитных реле. Их преимущества и недостатки | RuAut

Реле — называется электрическое устройство, которое предназначается для осуществления коммутации различных участков электрических схем  при изменении электрических или неэлектрических входных воздействий. Впервые, термин «реле» фигурирует в тексте патента на изобретение телеграфа за авторством С. Морзе в 1837 году. А само устройство электромагнитного реле было изобретено Джозефом Генри за два года до этого в 1835 году. Интересно также, что термин «реле» произошел от английского слова «relay», которое в те времена означало действие при передаче эстафеты спортсменами или же подмену почтовых лошадей на станциях, когда они начинают уставать.

Наиболее широкое применение в схемах автоматики и системах защиты электроустановок получили электромагнитные реле, благодаря своей высокой надежности и простоте принципа действия. Электромагнитные реле подразделяются на реле переменного и постоянного тока. Последние, в свою очередь, подразделяются на поляризованные (реагируют на полярность управляющего сигнала) и нейтральные (в одинаковой степени реагируют на протекающий по его обмотке постоянный ток любой полярности).

Принцип работы электромагнитных реле основан на применении электромагнитных сил, которые возникают в металлическом сердечнике во время прохождения электрического тока по виткам его катушки. Все детали будущего реле необходимо смонтировать на основание и закрыть крышкой, после чего над сердечником электромагнита устанавливается пластина (подвижный якорь), к которой крепятся от одного до нескольких контактов. Напротив закрепленных контактов устанавливают парные им неподвижные контакты.

Поддерживать якорь в исходном положении помогает закрепленная пружина. Во время подачи напряжения на электромагнит якорь начинает притягиваться, преодолевая сопротивление пружины, при этом, в зависимости от конструкции имеющегося реле, происходит размыкание или замыкание контактов. Если отключить напряжение – благодаря пружине якорь вернется в исходное положение. Иные модели реле могут содержать в себе электронные элементы. Примерами таких реле могут послужить резистор, который подключается к обмотке катушки, чтобы реле более четко срабатывало, и конденсатор, расположенный параллельно контактам, дабы снизить вероятность появления искр и помех.

У электромагнитного реле имеется ряд преимуществ, недоступных полупроводниковым конкурентам:

• Возможность коммутации нагрузок общей мощностью не более 4 кВт в то время когда объем реле не превышает 10см3;
• Проявление устойчивости к импульсам перенапряжения и способным оказать разрушительное воздействие помехам, возникающим во время разряда молнии или по причине протекания коммутационных процессов в высоковольтном оборудовании;
• Наличие исключительной электрической изоляции, проложенной между катушкой (управляющей цепью) и группой контактов (требования последнего стандарта – 5 кВ) – недоступная мечта для большей части полупроводниковых ключей;
• Малый уровень выделения тепла замкнутых контактов вследствие малого падения напряжения: во время коммутации тока 10 А малогабаритным реле суммарно рассеивается по катушке и контактам не более 0,5 Вт, при учете что симисторным реле отдается в атмосферу не менее 15 Вт, в результате чего приходится решать вопрос по интенсивному охлаждению, а попутно усугубляется проблема парникового эффекта на нашей планете;
• В сравнении с полупроводниковыми ключами электромагнитные реле имеют более низкую стоимость.
• Кроме достоинств электромагнитные электромеханические реле имеют и свои недостатки: не высокая скорость работы, ограниченность электрического и механического ресурса, возникновение радиопомех во время замыкания и размыкания контактов, и последнее, но наиболее неприятное свойство – возникновение серьезных проблем во время коммутации высоковольтных и индуктивных нагрузок на постоянном токе.

Как правило, электромагнитные реле применяются при коммутации нагрузок при переменном токе с напряжением 220В или при постоянном токе в диапазоне напряжений 5 – 24В и токами коммутации 10 – 16 А. Стандартными нагрузками для мощных реле являются – лампы накаливания, нагреватели, обогреватели, электромагниты, маломощные электродвигатели (к примеру, сервоприводы и вентиляторы), иные активные, индуктивные и емкостные потребители электрической энергии с диапазоном мощностей 1 Вт – 3 кВт.

Рабочее напряжение и сила тока в катушке реле не должны превышать предельно допустимых значений, поскольку уменьшение этих значений значительно снизит надежность контактирования, а их увеличение приведет к перегреву катушки, тем самым снизив надежность реле при предельно допустимых значения положительной температуры. Крайне нежелательно даже кратковременное воздействие повышенного напряжения, поскольку при этом возникают в деталях магнитопровода и в контактных группах механические перенапряжения, а электрическое перенапряжение обмотки катушки может привести к пробою изоляции во время размыкания цепи.

Во время выбора режима работы реле стоит учитывать характер воздействующих нагрузок, род и значение коммутируемого тока, частоту коммутации.

Во время коммутации индуктивных и активных нагрузок самым тяжелым является процесс размыкания цепи, поскольку образовывающийся дуговой разряд становится причиной основного износа контактов.

Реле постоянного тока

В системах регулирования движения поездов применяются реле, с помощью которых производят различные переключения электрических цепей для осуществления схемных зависимостей между состоянием пути, положением стрелок и показанием сигнала, необходимых для обеспечения безопасности движения поездов.

Реле представляет собой элемент, в котором при плавном изменении входной величины (тока, напряжения) происходит скачкообразное изменение выходной величины (перемещение якоря у контактных реле, изменение внутреннего электрического или

магнитного сопротивления у бесконтактных реле). Большое распространение получили электрические контактные реле, в частности, электромагнитные, у которых скачкообразное изменение тока во входной цепи достигается физическим ее разрывом. Такие реле просты и надежны в работе и обеспечивают независимое переключение большого числа выходных цепей. Реле имеет два устойчивых состояния: рабочее (под током), при котором реле

возбуждено и якорь его притянут, т.е. замкнуты верхние (фронтовые) контакты; нерабочее (без тока), при котором реле обесточено и якорь отпущен, т.е. замкнуты нижние (тыловые) контакты.

По принципу действия реле СЦБ подразделяются на электромагнитные, у которых при протекании электрического тока по обмотке возникает магнитное поле, которое действует на подвижныйякорь, притягивая его к сердечнику и переключая связанные с якорем контакты, и индукционные, которые работают под действиемпеременного магнитного поля, создаваемого одним элементом реле,с током, индуцированным в подвижном секторе магнитным полемдругого элемента.

В зависимости от рода питающего тока реле могут быть постоянного, переменного и постоянно-переменного тока.

Рис.1.2 Устройство реле

Электромагнитное реле постоянного тока (рис. 1.2, а) состоит из катушки 3, надетой на сердечник 4, ярма 5, подвижного якоря 2 и связанных с ним контактов 1. Катушка, или обмотка реле служит для создания магнитного потока, а сердечник — для его усиления.

Ярмо предназначено для получения непрерывного магнитопровода, подвижной частью которого является якорь. При отсутствии тока в катушке реле якорь отпущен, замкнут нижний (тыловой) контакт О—Т. При пропускании тока в катушке создается магнитный

поток, сердечник намагничивается и притягивает к себе якорь, в результате чего размыкается контакт О—Т и замыкается верхний (фронтовой) контакт О—Ф. У такого реле якорь притягивается при прохождении тока по катушке в любом направлении, поэтому это

реле называют нейтральным.

Реле, у которого якорь переключается в зависимости от направления прохождения тока в катушке, называется поляризованным. Поляризованное реле (рис. 1.2, б) состоит из сердечника 1, на который надеты катушки 2 и 6, соединенные последовательно, из постоянного магнита 3, поляризованного якоря 5 и связанных с ним кон- тактов 4. Постоянный магнит обеспечивает переключение якоря при изменении направления тока в обмотке реле и удерживает якорь в заданном положении при отсутствии тока в обмотке.

К конструкции реле предъявляют высокие требования надежности, долговечности и четкости работы, так как от правильной работы реле зависят безопасность движения поездов и бесперебойное действие систем регулирования движения. По надежности действия реле бывают первого (I) и низшего классов надежности. Класс надежности определяется сочетанием следующих основных факторов: наличием гарантии возврата якоря под

действием собственного веса при выключении тока в обмотке реле, степенью несвариваемости фронтовых контактов, состоянием контактной системы — открытая или закрытая.

К реле I класса надежности относятся такие, у которых возврат

якоря при выключении тока в обмотке обеспечивается с максимальной гарантией под действием веса якоря, а для контактных поверхностей применяются несвариваемые материалы, контактная же система закрытая. Такие реле применяются во всех ответственных

схемах, обеспечивающих безопасность движения, без дополнительного схемного контроля отпускания якоря реле.

К реле низших классов надежности относятся такие, у которых отпускание якоря гарантируется в меньшей степени и происходит под действием веса якоря и реакции контактных пружин, и у которых возможно сваривание контактов. Эти реле используют в схемах, непосредственно не связанных с обеспечением безопасности движения поездов (в схемах контроля и индикации). Если такие реле применяют в ответственных цепях, то обязателен схемный контроль притяжения и отпускания якоря реле. По числу рабочих позиций реле делятся на двух— и трехпозиционные. По числу контактных групп реле бывают одноконтактные (с одной контактной группой) и многоконтактные (с двух-, четы-рех-, шести- и восьмиконтактными группами), а также одно-, двух— и многообмоточные. По времени срабатывания реле подразделя-ют на: быстродействующие — с временем срабатывания на притяжение и отпускание якоря до 0,03 с; нормальнодействующие — с

временем срабатывания до 0,2 с; медленнодействующие — с временем срабатывания до 1,5 с; временные — с временем срабатывания свыше 1,5 с. По мощности, необходимой для срабатывания реле (притяжение якоря реле), реле подразделяют на маломощные, у которых мощность срабатывания 1…3 Вт; средней мощности 3…10 Вт; мощные —

более 10 Вт.

В эксплуатируемых системах регулирования движения используются в основном ш т е п с е л ь н ы е р е л е , которые отличаютсяот реле с контактно-болтовым соединением конструкцией и способом включения в схемы.

Реле СЦБ имеют определенное условное обозначение (маркировку), состоящее из букв и цифр, занимающих определенное место в обозначении. Первая буква или сочетание двух первых букв в обозначении указывает на физический принцип действия реле: Н — нейтральное, П — поляризованное, К — комбинированное, СК — самоудерживающее комбинированное, И — импульсное, ДС — двухэлементное секторное (индукционное реле переменного тока). Буква М, стоящая на втором месте в условном обозначении штепсельных реле, указывает на малогабаритное исполнение реле. У реле, предназначенных для использования в автоблокировке, на первом месте стоят две буквы АН: первая буква А указывает на то, что реле автоблокировочное малогабаритное, а вторая буква — на принцип

действия реле. У пусковых реле в условном обозначении имеется буква П, а у реле с выпрямителем — буква В. Штепсельное соединение реле с другими приборами обозначается буквой Ш.

В обозначении медленнодействующих реле присутствует допол-нительная буква: М — обозначает реле с замедлением на отпускание якоря с помощью медной гильзы, Т — реле с замедлением на срабатывание с помощью термоэлемента. После указанных букв ставится цифра, характеризующая число контактных групп (НМШ1, АНШ2, НМПШ3 и т.д.). Второе число, отделенное _______дефисом, обозначает сопротивление обмотки реле постоянному току в омах (НМШМ2—640, НМПШ2—400 и т.д.).

У некоторых типов реле эта система обозначений не выдерживается. Так, в обозначении аварийных и огневых реле (АСШ, ОМШ) первая буква характеризует назначение реле. Наряду с электрическими контактными реле все большее применение получают полупроводниковые приборы релейного действия (бесконтактные реле) и микроэлектронные приборы, использующие интегральные микросхемы и микропроцессорную технику.

Реле постоянного тока по принципу действия являются электромагнитными, а по конструкции подразделяются на следующие типы:

Нейтральные реле НМШ, НШ, АНШ. Это двухпозиционные реле

с одним якорем, который притягивается к полюсам катушек при прохождении через них постоянного тока в любом направлении, т.е. реле нейтральны к полярности постоянного тока. Все эти реле относятся к 1 классу надежности и могут быть нормально- и медленнодействующими. По принципу действия относятся к электромагнитным.

Нейтральное малогабаритное штепсельное реле типа НМШ (рис. 1.3, а) состоит из сердечника 4 с надетыми на него катушками 5и 6, Г-образного ярма 2 и якоря 7 с противовесом 3

Рис. 1.3. Нейтральное реле НМШ

Бронзовый упор 8 на якоре исключает его залипание, так как он препятствует касанию якоря в притянутом положении к полюсу сердечника 4. Якорь двумя тягами 9 управляет контактной системой. Фронтовые контакты Ф-1 изготавливают из угля с серебряным наполнением, а общие О 11 и тыловые Т 10 — из серебра. Такое сочетание материалов исключает сваривание фронтовых контактов с общими при пропускании по ним тока значительной величины. Условное обозначение реле и его контактов, а также нумерация

контактов показаны на рис. 1.3, б.

Реле РЭЛ (рис. 1.4) имеет две независимые обмотки 2, каждая из которых состоит из двух катушек, расположенных на разных сердечниках. Магнитная система реле разветвленная, содержит якорь 5, ярмо 1 и два сердечника 11, на каждом из которых расположено по две катушки. Якорь закреплен на ярме при помощи скобы 6 и может свободно поворачиваться при работе реле. На якоре прикреплена бронзовая пластина 4, которая обеспечивает зазор между якорем и обоими сердечниками. Для утяжеления якоря имеются два груза 3, которые закреплены на якоре изгибом планки 7. Контактная система содержит восемь независимых контактов. Каждый переключающий контакт состоит из фронтового 8, подвижного 9 и тылового 10 контактов. Контактная система выполнена в виде отдельного узла, закрепленного на ярме. Контакты размещены в один ряд. Реле закрыто прозрачным колпаком и запломбировано.

Рис. 1.4. Реле типа РЭЛ

Контактная система содержит восемь независимых контактов. Каждый переключающий контакт состоит из фронтового 8, подвижного 9 и тылового 10 контактов. Контактная система выполнена в виде отдельного узла, закрепленного на ярме. Контакты размещены в один ряд. Реле закрыто прозрачным колпаком и запломбировано.

Поляризованное реле ИМШ. Оно двухпозиционное, имеет в магнитной системе постоянный магнит, под действием которого якорь переключается из одного положения в другое в зависимости от направления тока в обмотке реле. Реле ИМШ быстродействующее и

не относится к реле 1 класса надежности. Оно предназначено для импульсной работы, их магнитная система может выполняться с нейтральной регулировкой якоря и с регулировкой на преобладание, т.е. с возвращением его в исходное положение при выключении тока.

Поляризованные импульсные реле нашли широкое применение в устройствах СЦБ в качестве путевых реле в перегонных рельсовых цепях, так как они обладают высокой чувствительностью и большой скоростью срабатывания от импульсов тока. Импульсные

реле в цепях постоянного тока благодаря регулировке положения якоря в магнитной системе могут работать от токов одного направления или токов разных направлений, т.е. обладают избирательностью к направлению постоянного тока. В устройствах СЦБ наибольшее распространение получили импульсные малогабаритные штепсельные реле типа ИМШ.

Комбинированные реле КМШ, КШ. Они трехпозиционные с нейтрально поляризованной системой, имеющей один нейтральный и один поляризованный якорь. Нейтральный якорь этих реле устроен и работает так же, как и у нейтральных реле, т.е. его переключение не зависит от полярности постоянного тока в обмотке реле.

Переключение поляризованного якоря из одного положения в другое у таких реле происходит в зависимости от направления тока в обмотке реле. При возбуждении комбинированных реле первым срабатывает поляризованный якорь, а затем притягивается нейтральный якорь, а при смене полярности тока в обмотке реле происходит кратковременное отпускание якоря. Комбинированные реле по времени срабатывания относятся к нормально действующим.

Кодовые реле КДРШ — двухпозиционные с одним нейтральным якорем, работающим независимо от направления тока в обмотке реле. Эти реле относятся к низшему классу надежности действия, а по времени срабатывания могут быть нормально- и медленнодействующими.

Кодовые реле КДР, КДРШ представляют собой электромагнитные реле постоянного тока облегченной конструкции. В кодовых реле используются три разновидности магнитной системы: неразветвленная с Г-образным ярмом, разветвленная с П-образным ярмом и усиленная разветвленная в медленнодействующих реле.

Узнать еще:

Что такое электромагнитное реле? — Определение и типы

Определение: Электромагнитные реле — это те реле, которые работают по принципу электромагнитного притяжения. Это тип магнитного переключателя, который использует магнит для создания магнитного поля. Затем магнитное поле используется для размыкания и замыкания переключателя и для выполнения механической операции.

Типы электромагнитного реле

По принципу действия электромагнитные реле в основном подразделяются на два типа.Это

1. Реле электромагнитного притяжения
2. Реле электромагнитной индукции

1. Реле электромагнитного притяжения

В этом реле якорь притягивается к полюсу магнита. Электромагнитная сила, действующая на подвижный элемент, пропорциональна квадрату тока, протекающего через катушку. Это реле реагирует как на переменный, так и на постоянный ток.

Для количества переменного тока развиваемая электромагнитная сила равна

Приведенное выше уравнение показывает, что электромагнитное реле состоит из двух компонентов, один постоянный, не зависящий от времени, а другой, зависящий от времени и пульсирующий с удвоенной частотой питания.Эта двойная частота питания создает шум и, следовательно, повреждает контакты реле.

Сложность двухчастотного источника питания преодолевается путем разделения потока, развиваемого в электромагнитном реле. Эти потоки действовали одновременно, но различались по фазе времени. Таким образом, результирующая отклоняющая сила всегда положительна и постоянна. Разделение потоков достигается за счет использования электромагнита, имеющего фазосдвигающие цепи, или за счет установки затеняющих колец на полюсах электромагнита.

Реле электромагнитного притяжения — это простейший тип реле, которое включает в себя плунжер (или соленоид), шарнирный якорь, вращающийся якорь (или сбалансированный) и поляризованное реле с подвижным железом. Все эти реле показаны ниже.

а. Реле со сбалансированным пучком — В реле такого типа сравниваются две величины, поскольку развиваемая электромагнитная сила изменяется пропорционально квадрату ампер-витка. Коэффициент рабочего тока для такого реле невысокий. Если реле настроено на быстрое срабатывание, то при быстром срабатывании оно будет иметь тенденцию выходить за пределы допустимого диапазона.

г. Реле с откидным якорем — Чувствительность реле может быть увеличена для работы от постоянного тока добавлением постоянного магнита. Это реле также известно как подвижное поляризованное реле.

2. Реле электромагнитной индукции

Электромагнитное реле работает по принципу асинхронного двигателя с расщепленной фазой. Начальная сила создается на подвижном элементе, которым может быть диск или другая форма ротора немагнитного подвижного элемента. Сила создается взаимодействием электромагнитных потоков с вихревым током, который индуцируется в роторе этими потоками.

Для получения разности фаз потоков использовалась структура другого типа. Этих строений

а. Конструкция с экранированными полюсами
b. Счетчик ватт-часов или двойная обмотка
c. Структура индукционной чашки.

а. Конструкция заштрихованных столбов

Эта катушка обычно возбуждается током, протекающим в одиночной катушке, намотанной на магнитную структуру, содержащую воздушный зазор. Потоки в воздушном зазоре, создаваемые током инициализации, разделяются на два потока смещения во времени-пространстве и заштрихованным кольцом.Заштрихованное кольцо состоит из медного кольца, охватывающего часть поверхности полюса каждого полюса.

Диск изготовлен из алюминия. Инерция алюминиевого диска намного меньше .. Следовательно, им требуется меньший отклоняющий момент для его движения. В двух кольцах есть ток, индуцированный переменным потоком электромагнитного поля. Магнитное поле, возникающее из-за тока, создает магнитный поток в части железного кольца, окруженной кольцом, который отстает по фазе на 40-50 ° от потока в незатененной части полюса.

г. Конструкция счетчика ватт-часов

Эта конструкция состоит из электромагнита E-образной формы и U-образного электромагнита с вращающимся между ними без диска. Сдвиг фаз между потоками, создаваемыми электромагнитом, достигается потоком, создаваемым двумя магнитами, имеющими разное сопротивление и индуктивность для двух цепей.

Электромагнит E-образной формы имеет две обмотки: первичную и вторичную. Первичный ток переносил ток реле I ₁ , в то время как вторичная обмотка подключена к обмоткам U-образного электромагнита.

Первичная обмотка передает ток реле I ₁ , в то время как вторичный ток индуцирует ЭДС во вторичной обмотке и, таким образом, циркулирует в ней ток I ₂ . Поток φ ₁ индуцирует в E-образном магните, а поток φ индуцирует в U-образном магните. Эти потоки, индуцированные в верхнем и нижнем магнитном поле, различаются по фазе на угол θ, который будет развивать крутящий момент на диске, пропорциональный φ ₁ φ sinθ.

Наиболее важной особенностью реле является то, что размыкание может управлять их работой или замыкать цепь вторичной обмотки.Если вторичная обмотка разомкнута, крутящий момент не будет развиваться, и, таким образом, реле может выйти из строя.

г. Реле индукционного стакана

Реле, работающее по принципу электромагнитной индукции, известно как реле индукционной чашки. Реле имеет два или более электромагнита, которые возбуждаются катушкой реле. Статический железный сердечник помещается между электромагнитом, как показано на рисунке ниже.

Катушка, намотанная на электромагнит, создает вращающееся магнитное поле.Из-за вращающегося магнитного поля внутри чашки возникает ток. Таким образом, чашка начинает вращаться. Направление вращения чашки такое же, как и у тока.

В реле индукционной чашки создается больший крутящий момент по сравнению с затемненными реле и реле ваттметрового типа. Реле быстро срабатывает, и их время срабатывания составляет примерно 0,01 сек.

Типы реле и их применение [объяснено]

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

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

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

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

1. Реле электромеханические
   1. Реле электромагнитного типа притяжения
      1. Реле якоря притяжения
      2. Реле соленоидного типа
      3. Реле симметричного типа
   2. Реле электромагнитной индукции
      1. Структура типа заштрихованных столбов
      2. Конструкция типа ваттметра
      3. Тип конструкции индукционной чашки
2. Твердотельные реле

1. Реле электромеханические

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

1. Реле электромагнитного типа притяжения
2. Реле электромагнитной индукции

1. Реле электромагнитного притяжения

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

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

1. Аттракцион Арматура типа

Реле якорного типа притяжения

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

Реле притяжения якоря

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

2. Реле соленоидного типа

Реле соленоидного типа

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

Реле соленоидного типа

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

3. Реле симметричного типа

Реле сбалансированного типа

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

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

2. Реле электромагнитного индукционного типа

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

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

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

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

1. Конструкция с экранированными полюсами

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

Конструкция с экранированными полюсами

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

2. Структура типа счетчика мощности

Структура типа счетчика ватт-часов

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

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

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

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

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

3. Тип конструкции индукционного стакана

Реле индукционного типа

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

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

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

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

Преимущества электромеханических реле

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

Недостатки электромеханических реле

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

Заявки:

Вот некоторые применения электромеханических реле.

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

2. Твердотельные реле

Твердотельное реле — SSR

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

Принцип работы:

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

Преимущества твердотельных реле

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

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

Применение твердотельных реле:

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

Заключение

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

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

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

Как работают реле? — Объясни это!

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 19 августа 2020 г.

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

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

Что такое реле?

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

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

Как работают реле

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

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

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

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

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

Реле на практике

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

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

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

Реле прочие

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

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

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

Кто изобрел реле?

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

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

Если вам понравилась эта статья…

… вам могут понравиться мои книги. Мой последний Бездыханный: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На сайте

Другие сайты

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

Видео

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

Книги

Простые практичные руководства

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

Подробные технические книги

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

История науки

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

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

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

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

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

Цитировать эту страницу

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

Больше на нашем сайте …

Электромагнитное реле — основы, конструкция и работа

— это в основном электромеханический переключатель, который используется для включения или выключения цепи с помощью электромагнита.Электромагнитные реле работают по принципу магнитного притяжения. Он работает аналогично контактору, но имеет более низкий диапазон ампер по сравнению с контактором. Он использует очень низкую мощность (24 В постоянного тока или 230 В переменного тока) для управления большим током нагрузки (до 5 А). Реле также имеют нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты. Обычно он используется для управления различными цепями через одно реле. Реле могут быть переменного тока (переменного тока) или постоянного тока (постоянного тока). Электромагнитные реле доступны с 5, 8 и 14 контактами.

Электромеханическое реле, которое использовалось в качестве конструктивной части некоторых ранних калькуляторов и компьютеров (см. Компьютеры Цузе, Эйкена и Стибица), было изобретено в 1835 году блестящим американским ученым Джозефом Генри (1797–1878), известным главным образом как изобретатель электромагнитное явление самоиндукции и взаимной индуктивности (см. близлежащую фотографию электромагнита Генри 1831 года). Генри действительно интересовал только наука об электричестве, а реле было лабораторным трюком для развлечения студентов.

Щелкните здесь , чтобы прочитать статью вкратце.

в основном состоит из трех основных частей: —

1. Катушка электромагнитная
2. Контакты — нормально разомкнутые (NO) и нормально замкнутые
3. Подвижная арматура.

• Электромагнитная катушка — Электромагнитная катушка состоит из медной катушки, намотанной в форме круга или спирали.При подаче питания на клеммы электромагнитной катушки. Он начинает создавать магнитное поле, когда питание проходит через медные провода. Эти электромагниты являются временными магнитами, потому что они создают магнит, когда электрический ток течет через катушку.

• Контакты — В электромагнитном реле есть два типа контактов. Два контакта — нормально разомкнутые и нормально замкнутые.

• Нормально разомкнутые контакты замыкают контакты, когда катушка находится под напряжением, а нормально замкнутые контакты замыкают контакты, когда катушка не находится под напряжением.

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

Реле электромагнитные работают по принципу электромагнита.Есть два условия работы электромагнитного реле: одно — нормально разомкнутое, а другое — нормально замкнутое.

Прочтите статьи, связанные с электромагнитным реле: —

Нормально разомкнутый режим : — В нормальном состоянии контакты разомкнуты. В этом состоянии электромагнитная катушка не находится под напряжением. Когда питание достигает электромагнитной катушки, она начинает создавать магнитное поле. Это магнитное поле притягивает подвижный якорь к катушке.Таким образом, нормальный контакт соприкасается с нормально разомкнутым контактом и замыкает цепь.

Нормально замкнутый режим : — В этом состоянии контакты замкнуты. В это время электромагнитная катушка не находится под напряжением, и когда электромагнитная катушка находится под напряжением, контакты разомкнуты, и это разрывает цепь. В нормально закрытом состоянии подвижный якорь касается верхнего контакта, как показано на рисунке.

Узнайте больше об электромагнитном реле из этого видео: —

Нравится:

Нравится Загрузка…

Реле (постоянный ток): снижение мощности на 99,9% и возможность фиксации: 5 ступеней (с изображениями)

С помощью аккуратно размещенного неодимового магнита и небольшой схемы удерживающий ток реле постоянного тока можно уменьшить более чем на 99,9%. Этот метод будет работать со многими … мини-реле, , но не со всеми .

Перед тем, как продолжить:

• Для выполнения этого проекта необходимы навыки пайки и базовые знания электроники.
• Диапазон напряжения питания цепи от 5 до 24 В постоянного тока.

• Из-за падений напряжения и реактивных сопротивлений в цепи выберите реле с номинальным напряжением катушки примерно на 25% ниже, чем напряжение питания вашей цепи. Например, при питании 12 В: 12 В — 25% = 9 В.

Детали:

Инструменты:

• Паяльник и припой
• Мультиметр
• Горячий клей и пистолет

Корпус показанного реле был разрезан для демонстрационных целей, но не должен в этом нет необходимости на практике.В большинстве случаев размещение магнита непосредственно над якорем переключателя в верхней части пластикового корпуса, как показано на рисунке, будет работать. Возможно, придется попробовать магниты разного размера и силы. А также попробовать тонкие пластиковые или картонные прокладки под магнитом, чтобы расположить его подальше от якоря.

Размещение магнита:

1. Поместите магнит, как показано на рисунке 1.
2. Подключите один мультиметрический зонд к общей клемме переключателя.Подключите другой зонд к нормально разомкнутой клемме переключателя. Установите мультиметр на максимальную шкалу сопротивления или режим проверки целостности цепи.
3. Подайте питание на катушку (любой полярности).
4. Если счетчик показывает все нули или звучит зуммер, отключите питание катушки реле.
5. Если глюкометр продолжает показывать, что переключатель находится в замкнутом положении, закрепите магнит в этом положении с помощью ленты или горячего клея.
6. Если нет, поменяйте полярность катушки.Если переключатель замыкается, отключите питание, если держится, закрепите магнит на месте.
7. Если реле не фиксируется при любой полярности, попробуйте отрегулировать положение магнита или подложить под магнит тонкую немагнитную прокладку.
8. Продолжайте повторять эти шаги до тех пор, пока переключатель не сработает и не останется зафиксированным при отключении питания. Затем закрепите магнит на месте.
9. Отметьте полярность источника питания, который работает на корпусе реле.
10. Снова поменяйте полярность катушки и убедитесь, что реле разблокировано. В противном случае может потребоваться дополнительная регулировка.

Добавление магнита таким образом заставляет реле работать как реле с фиксацией. Следующая схема позволяет реле вести себя как стандартное реле без фиксации, но со снижением удерживающего тока более чем на 99,9%.

Построение схемы:

Припаяйте компоненты вместе, как показано в последовательности фотографий в верхней части этого раздела. Убедитесь, что полярность цепи соответствует полярности, ранее отмеченной на корпусе реле. Если ориентация перевернута, как показано на фотографиях, магнит можно перевернуть.

Функциональность цепи:

При подаче питания на катушку реле на короткое время подается напряжение, поскольку конденсатор C1 заряжается. В то же время база Q2 имеет обратное смещение, потому что она связана с землей питания. Это удерживает Q2 и Q1 в выключенном состоянии, а также позволяет току питания проходить через R1.

После зарядки C1 через катушку реле практически не протекает ток, допустим, для небольшого тока утечки конденсатора, который обычно падает до менее 1 мкА. Реле удерживает состояние, потому что его заблокировал неодимовый магнит. Пока цепь подключена к источнику питания, база Q2 удерживается обратным смещением током, проходящим через R1. Вот как рассчитать этот ток: если источник питания 12 В, то 12/2000000 Ом (R1 2 МОм) = 0,000006 А или 6 мкА.

Когда питание отключено, база Q2 смещается в прямом направлении через R1 за счет заряда, накопленного в конденсаторе C1.Это включает Q2 и Q1, позволяя заряду, хранящемуся в C1, быстро разряжаться через обратную полярность катушки реле, что разблокирует его. D1 предотвращает обратное смещение Q2 из-за разряда C1.

Электромеханическое реле

Реле могут использоваться как для коммутации, так и для защиты. Реле используется для переключения цепи таким образом, чтобы ток через нее можно было перенаправить из текущей цепи в другую. Эта операция переключения может выполняться вручную или автоматически.Ручное переключение реле выполняется с помощью кнопок и других обычных переключателей. В большинстве случаев выход схемы управления приводит реле в действие в автоматическом режиме.

реле общего назначения

Защитные реле используются для обеспечения бесперебойной работы любой энергосистемы, так что они изолируют конкретную цепь или генерируют сигнал тревоги, когда такие параметры, как напряжение или ток, превышают свои пределы. Следовательно, основная функция реле заключается в замыкании или размыкании цепи при коммутации и защите.Разнообразные классы реле используются в нескольких приложениях. Эта статья дает вам краткое представление об электромеханическом реле, а также о различных типах реле.

Электромеханические реле

Реле — это электромеханическое устройство, имеющее электрические, магнитные и механические компоненты. Реле управляют электрической цепью, размыкая или замыкая контакты этой цепи. Электромеханическое реле состоит из трех клемм: общего (COM), нормально замкнутого (NC) и нормально разомкнутого (NO) контактов.Они могут либо открываться, либо закрываться, когда реле работает. Эти реле могут работать как от источников переменного, так и от постоянного тока.

Конструкция реле переменного и постоянного тока несколько отличается, но оба работают по принципу электромагнитной индукции. В случае реле переменного тока для каждого текущего нулевого положения катушка реле размагничивается, и, следовательно, существует вероятность продолжения разрыва цепи. Таким образом, реле переменного тока сконструированы со специальным механизмом, обеспечивающим постоянный магнетизм, чтобы избежать вышеуказанной проблемы.Такие механизмы включают устройство электронной схемы или механизм с затемненной катушкой.

Большинство электромеханических реле либо индукционного, либо притягивающего типа.

Электромагнитное реле притягивающего типа работает как на переменном, так и на постоянном токе, в котором якорь притягивается к электромагниту или якорь через плунжер втягивается в соленоид. Все эти реле работают по принципу электромагнитного притяжения. Электромагнитная сила, действующая на якорь или плунжер, пропорциональна квадрату тока или квадрату магнитного потока в воздушном зазоре.Они снова подразделяются на несколько типов, таких как тип с шарнирным якорем, тип плунжера, тип сбалансированной балки, тип с подвижной катушкой и герконовые реле.

Реле индукционного типа работают по принципу электромагнитной индукции. Эти типы реле используются только с источником переменного тока. В этих реле приводная сила создается подвижным контактом, который может быть диском или чашей, за счет взаимодействия двух переменных магнитных потоков на магнитном элементе.Реле индукционного типа подразделяются на реле с экранированными полюсами, индукционные реле и реле ватт-часов.

В начало

Работа реле

Рисунки ниже иллюстрируют работу реле. Для простоты понимания мы привели реле электромагнитного типа притянутого типа. В любом типе электромеханического реле реле основными компонентами являются катушка, якорь и контакты. Кусок проволоки наматывается на магнитный сердечник, образуя электромагнит.Когда на эту катушку подается питание, она возбуждается и создает электромагнитное поле. Якорь — это подвижная часть, основная функция которой — размыкание или замыкание контактов. Он прикреплен с помощью пружины, так что при нормальном рабочем состоянии якорь возвращается в исходное положение. А контакты — это проводящие части, которые соединяют цепи нагрузки и источника.

При включенном состоянии

Если на катушку подается питание от источника, на катушку реле подается напряжение и создается магнитный поток, пропорциональный току, протекающему через нее.Это магнитное поле притягивает якорь к электромагниту, и, следовательно, подвижные и неподвижные контакты становятся ближе друг к другу, как показано на рисунке. В случае клемм NO, NC и COM (не показаны на рисунке), клеммы NO и COM вступают в контакт, когда реле находится под напряжением, в то время как контакт NC остается плавающим.

В обесточенном состоянии

Когда питание не подается на катушку реле, магнитный поток не создается, и, следовательно, якорь находится в неподвижном положении.Следовательно, оба контакта остаются нетронутыми, и между этими контактами существует небольшой воздушный зазор. Другими словами, контакты NC и COM контактируют друг с другом, когда катушка обесточена.

В начало

Типы контактов реле

Реле бывают разных стилей, конфигураций, размеров и технологий. В зависимости от области применения учитывается пригодность реле. В основном, реле имеет три контакта, которые необходимы для соединения двух цепей, но по способу конфигурации этих контактов или переключающему действию контактов реле подразделяются на разные типы.Прежде чем мы узнаем об этой классификации контактов, мы должны знать полюса и ходы релейного переключателя.

Полюса и направления

Каждое реле или переключатель должно иметь как минимум два контакта или клеммы. Это клеммы входа (или входа) и выхода (или выхода) сигнала. В терминологии переключения или реле входные клеммы соответствуют полюсам, а выходные клеммы представлены ходами реле или переключателя. Количество полюсов реле указывает, сколько отдельных цепей оно может контролировать, в то время как количество срабатываний определяет количество различных выходов, которые должны быть подключены к входу каждым полюсом.

В зависимости от полюсов и хода, реле подразделяются на

• Однополюсные, одинарные
• Однополюсные, двойные,
• Двухполюсные, одинарные,
• Двухполюсные, двойные,

На приведенном ниже рисунке показаны различные типы реле. на их переключающих контактах. Однополюсное однопозиционное реле может управлять одной цепью и может быть подключено к одному выходу. Он используется для приложений, требующих только состояния ВКЛ или ВЫКЛ. Однополюсное двухпозиционное реле соединяет одну входную цепь с одним из двух выходов.Это реле также называется переключающим реле. Хотя SPDT имеет два выходных положения, он может состоять более чем из двух выходов в зависимости от конфигурации и требований приложения.

Двухполюсное однополюсное реле имеет два полюса и одноходовое реле, и его можно использовать для одновременного подключения двух клемм одной цепи. Например, это реле используется для одновременного подключения к нагрузке клемм фазы и нейтрали. Реле DPDT (двухполюсный, двухходовой) имеет два полюса и два вывода на каждый полюс.При управлении направлением двигателя они используются для смены фазы или полярности. Переключение между контактами всех этих реле происходит при подаче напряжения на катушку, как показано на рисунке ниже.

Нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты

Нормально разомкнутое реле указывает на разомкнутое состояние переключателя в условиях размагничивания катушки. Всякий раз, когда срабатывание выполняется катушкой под напряжением, цепь замыкается, как показано на рисунке а, на котором для выполнения операции переключения используется простое реле SPST.В качестве альтернативы по умолчанию к цепи подключается нормально замкнутое (NC) реле, даже если катушка размагничена или обесточена.

Когда на катушку подается напряжение, эти контакты размыкаются, и, таким образом, размыкается активная цепь, как показано на рисунке b. Реле может быть сконфигурировано с обоими этими контактами как SPDT конфигурация, состоящая из НЗ и НО контактов в самом реле, как показано на рисунке c. В зависимости от требований приложения мы можем соединить эти клеммы NC и NO, чтобы его можно было переключать с рабочего на размыкание или размыкание для замыкания или переключения между двумя цепями.

Учитывая вышеупомянутые концепции контактов реле, мы можем получить реле с нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми контактами для различных операций переключения, как показано на рисунке ниже.

Вернуться к началу

Типы реле

Реле можно разделить на различные типы в зависимости от их функциональности, структуры, применения и т. Д.

Управление реле

Как мы уже обсуждали, реле позволяет переключать высокий силовая цепь с маломощной схемой.Итак, чтобы реле сработало, мы должны запитать катушку, пропустив через нее ток. Следовательно, необходима управляющая схема, которая не что иное, как схема управления реле. Схема управления реле приводит в действие или приводит в действие реле, чтобы надлежащим образом выполнять функцию переключения в данной схеме. В основном существует два типа схем управления для управления реле, а именно схема управления реле переменного тока и схема управления реле постоянного тока.

1. Схема драйвера реле постоянного тока

Существует множество способов управления реле постоянного тока с использованием различных типов устройств управления, от простых транзисторных устройств до высокопроизводительных устройств интегрального типа.

а. Драйвер NPN или PNP

В простом драйвере реле используется транзистор NPN или PNP для управления током через катушку реле. Схема управления с низким энергопотреблением необходима для подачи базового тока для включения или выключения транзисторов. На рисунке ниже показано реле, управляемое транзистором NPN, в котором катушка реле подключена между клеммой источника постоянного тока и клеммой коллектора транзистора NPN. Резистор R1 ограничивает ток, протекающий к базе транзистора, а диод D1 защищает транзистор от повреждения из-за обратной ЭДС, генерируемой в катушке реле, когда транзистор выключен.

Всякий раз, когда на клемму базы подается соответствующий ток, NPN-транзистор переводится в режим насыщения и, следовательно, завершает путь от источника питания до земли. Ток, протекающий через катушку реле, создает магнитный поток, который отвечает за работу контактов реле. Это магнитное поле притягивает контакты реле, и реле срабатывает. Когда ток базы не подается, транзистор находится в режиме отсечки и, следовательно, катушка реле находится в обесточенном состоянии.

Подобно драйверу NPN, мы можем управлять реле с помощью драйвера PNP, как показано на рисунке.В этом случае катушка реле подключена между выводами эмиттера и заземления. В этой схеме драйвера обратная операция будет выполняться как в драйвере реле NPN.

б. 555 Таймер IC Driver

Вышеупомянутые схемы драйвера очень дешевы и, как правило, более гибки для управления реле. Однако в некоторых случаях базовый ток, необходимый для этих схем, немного низкий, особенно когда схема управления основана на логике CMOS. В этом случае реле может работать с использованием 555 IC.Эта ИС хорошо подходит для управления реле, в котором 2 и 6 закорочены и подключены к входу. Клемма 3 — это выходной контакт, подключенный к катушке реле, как показано на рисунке.

Когда на входах клемм 2 и 6 подается напряжение, превышающее 2/3 напряжения питания, выход на контакте 3 становится низким, в то время как это напряжение меньше 1/3 напряжения питания, тогда выход на выводе 3 становится высоким. Между этими переключениями таймера может удовлетворительно работать реле (маленькие реле) для управления силовой цепью.Диод на катушке реле используется для защиты таймера от обратной ЭДС, создаваемой катушкой.

с. ИС драйвера

В качестве альтернативы рассмотренным выше схемам драйвера на основе транзистора и таймера, ИС драйвера реле могут управлять несколькими устройствами. Эти приводы представляют собой ИС разных типов, такие как ИС, управляемые биполярными транзисторами, ИС, управляемые парами Дарлингтона, ИС типа моста MOSFET и т. Д. С различной конфигурацией каналов, такой как 8-канальный, 16-канальный и так далее. Эти ИС позволяют подключать более одной катушки реле для выполнения приложения переключения.Некоторые из популярных ИС драйверов реле, используемых для управления электронным оборудованием, включают UL2803, ULN2003, TLC5940 и т. Д.

2. Схема драйвера реле переменного тока

На рисунке ниже показана работа реле в цепи переменного тока. В этой схеме реле используется для управления нагревателем с помощью реле. Для управления главным реле (реле 2) используется вспомогательное реле (реле 1), которое управляется цепью управления постоянного тока. Когда на катушку вспомогательного реле подается питание от схемы управления транзистором, путь главного реле завершается через контакты реле 1.Таким образом, обмотка реле 2 находится под напряжением и, следовательно, работает для включения нагревателя. Аналогичным образом для выключения обмотка реле нагревателя 1 должна быть обесточена.

В начало

Тестирование реле

Большинство электромеханических реле нуждаются в регулярных проверках их работоспособности для надежной работы. Поскольку движущиеся части реле изменяются в ответ на ненормальные условия, необходимо проводить регулярные испытания. Защитные реле используются в энергосистемах среднего и высокого напряжения.При длительной эксплуатации соединение реле ухудшается из-за частиц углерода. Следовательно, чтобы гарантировать надежную работу реле, его необходимо протестировать перед вводом в эксплуатацию, а также через определенные промежутки времени его необходимо проверить. Эти типы испытаний включают

Приемочное испытание

Это выполняется изготовителем на нескольких этапах во время производства, чтобы проверить приемлемость устройства для продажи.

Тесты для ввода в эксплуатацию

Эти тесты определяют функцию реле для конкретной схемы защиты.Эти испытания проводятся для проверки точности сборки компонентов реле, номинальных характеристик, калибровки и соответствия всей системе.

Тесты периодического обслуживания

Эти тесты проводятся для выявления ухудшения качества обслуживания и отказов оборудования в реле.

Это тесты, которые проводятся на реле, которые используются для систем коммутации или защиты высокой и средней мощности. Однако для приложений с низким энергопотреблением, особенно реле, которые используются в электронных системах управления, мультиметр достаточно высок, чтобы проводить тестирование реле.Процедура проверки реле следующая.

• Удерживайте переключатель мультиметра в режиме непрерывности.
• Поместите щупы мультиметра так, чтобы один щуп был на полюсе, а другой — на нормально замкнутом контакте, и проверьте целостность.
• Поместите щупы мультиметра так, чтобы один щуп был на полюсе, а другой — на нормально разомкнутом контакте, и проверьте наличие разрыва между полюсом и нормально разомкнутым контактом.
• Теперь подайте номинальное напряжение на катушку реле, чтобы активировать реле, и затем наблюдайте щелчок, связанный с реле.
• Еще раз проверьте целостность цепи между полюсом и замыкающим контактом.
• Также проверьте отсутствие сплошности между полюсом и размыкающим контактом.
• Наконец, снимите блок питания. Переведите селектор мультиметра в режим сопротивления и измерьте сопротивление обмотки реле. Сравните измеренное значение сопротивления со значением, указанным производителем.

Если все вышеперечисленные условия выполнены, то можно сказать, что реле работает исправно, в противном случае оно неисправно.

В начало

Реле используются для защиты электрической системы и минимизации повреждения оборудования, подключенного к системе, из-за превышения токов / напряжений.Реле используется с целью защиты подключенного к нему оборудования. Они используются для управления цепью высокого напряжения с сигналом низкого напряжения в прикладных усилителях звука и некоторых типах модемов. Они используются для управления сильноточной цепью с помощью слаботочного сигнала в таких приложениях, как соленоид стартера в автомобиле. Они могут обнаруживать и изолировать неисправности, возникшие в системе передачи и распределения электроэнергии. Типичные области применения реле:

• Системы управления освещением
• Телекоммуникации
• Контроллеры промышленных процессов
• Управление движением
• Управление моторными приводами
• Системы защиты энергосистемы
• Компьютерные интерфейсы
• Автомобильная промышленность
• Бытовая техника

В начало

Что такое реле? — Основы схемотехники

Реле — это электромагнитный переключатель, который размыкает и замыкает цепи электромеханическим или электронным способом.Относительно небольшой электрический ток, который может включать или выключать гораздо больший электрический ток, приводит в действие реле. Реле работают как некоторые электрические изделия, поскольку они получают электрический сигнал и отправляют сигнал другому оборудованию, включая и выключая переключатель. Даже если контакт реле нормально замкнутый или нормально разомкнутый, они не находятся под напряжением. Его состояние изменится, только если на контакты подать электрический ток.

используются во многих приложениях. Электромагнитные реле защищают различное оборудование переменного и постоянного тока.Он также используется в качестве вспомогательных реле в контактных системах схем защитных реле, для дифференциальной защиты и защиты от максимального или минимального тока различного оборудования переменного и постоянного тока. Текущая схема ретрансляции пилот-сигнала несущей защищает линии передачи.

Как работают реле

На рисунке выше показана схема внутренних секций реле. Катушка управления окружает железный сердечник. Электромагнит начинает подавать питание, когда ток течет через катушку управления, а затем усиливает магнитное поле.Электромагнит подключается к источнику питания через контакты нагрузки и управляющего переключателя. Верхний контактный рычаг притягивается к нижнему фиксированному рычагу и затем замыкает контакты, что приводит к короткому замыканию. Затем контакт перемещается в противоположном направлении и создает разрыв цепи после обесточивания реле.

Подвижный якорь вернется в исходное положение при отключении тока катушки. Сила, вызывающая его движение, будет почти такой же, как половина силы магнитного поля.Пружина и гравитация обеспечивают эту силу.

могут работать двумя способами. Первый — в приложении низкого напряжения, а другой — в приложении высокого напряжения. Он используется для снижения шума всей цепи в системах с низким напряжением. С другой стороны, реле уменьшают искрение в высоковольтных приложениях.

Что такое обратный ход индуктора?

Обратный ход индуктора — это скачок напряжения, создаваемый индуктором при отключении или понижении подачи питания. Скачок напряжения происходит, когда ток, протекающий через катушку индуктивности, постоянный.Постоянная времени индуктора ограничивает скорость изменения тока точно так же, как постоянная времени конденсатора ограничивает скорость изменения напряжения на его выводах.

Обратное напряжение, создаваемое индуктивными нагрузками, повредит компонент, используемый для размыкания и замыкания цепи. Индуктор найдет способ заставить ток соответствовать его кривой рассеяния. Как показано на рисунке выше, падение напряжения на резисторе путем переключения его полярности будет поддерживать ток, протекающий в катушке индуктивности.Для этого используется энергия магнитного поля. Ток по-прежнему не будет течь с идеальной скоростью катушки индуктивности, даже если на зазоре резистора уже есть падение напряжения. Перед размыканием переключателя индуктор хочет, чтобы ток составлял 99%. Однако умножение небольшого тока на такое большое сопротивление приведет к огромному напряжению. Как показано на рисунке, катушка индуктивности использовала избыток накопленной энергии для создания огромного отрицательного потенциала на одной стороне резистора зазора для достижения большого падения напряжения.Следовательно, ток течет согласно своей кривой диссипации.

Зачем реле нужен ограничитель переходных процессов?

требуется ограничитель переходных процессов, чтобы предотвратить возможность выхода из строя коммутационного устройства в цепи из-за индуктивного обратного хода. Он обеспечивает протекание тока после отключения индуктора.

На рисунке выше полярность источника питания и диода противоположна друг другу.Таким образом, диод находится в обратном смещении всякий раз, когда переключатель замкнут. Поскольку это обратное смещение, это не повлияет на схему, потому что диод не пропускает ток.

На рисунке выше показана разомкнутая цепь, в которой катушка индуктивности поменяла полярность, а диод находится в прямом смещении. В этой установке диод позволяет течь и рассеивать ток с той скоростью, которую хочет индуктор. Добавление диода дает возможность протеканию тока.Таким образом, катушка индуктивности должна создавать лишь небольшое падение напряжения для развития идеального протекания тока, поскольку диоды имеют почти нулевое сопротивление при прямом смещении. При такой настройке коммутационное устройство не будет повреждено. Следовательно, когда переключатель разомкнут, обратная полярность индуктора будет соответствовать полярности диода и предотвратит скачок напряжения обратного хода.

Нормально открытый, нормально закрытый и общий зажим

• Нормально открытый (NO) терминал — подключите ваше устройство (например,g., светодиод или любую нагрузку) к этому контакту, если вы хотите, чтобы устройство было выключено, когда реле не запитано, и включалось, когда реле запитано.

• Нормально замкнутый (NC) терминал — подключите к этому терминалу, если вы хотите, чтобы ваше устройство было выключено, когда реле включено, и нормально включалось, когда реле не запитано.

• Общая клемма — это клемма реле, к которой вы подключаете первую часть вашей цепи. Когда реле находится под напряжением, а переключатель замкнут, общая клемма и нормально разомкнутая клемма имеют целостность.С другой стороны, когда реле не запитано, а переключатель разомкнут, общая клемма и нормально закрытая клемма имеют непрерывность.

• COIL — клеммы, на которые подается напряжение для подачи питания на катушки, которые в конечном итоге замыкают переключатель. Здесь полярность не важна. Любая из сторон может быть отрицательной или положительной. Однако при использовании диода полярность имеет значение.

Контакты в реле 5 В SRD-05VDC-SL-C

Пример схемы с использованием реле 5 В SRD-05VDC-SL-C

S-контактный разъем является входом.Контакт + подключается к источнику питания +5 В постоянного тока, а контакт — подключается к заземлению источника питания. Реле и светодиод будут работать при наличии высокого сигнала на входе S. Диод на катушке реле предназначен для предотвращения ЭДС от катушки. Транзистор обеспечивает усиление по току, а небольшой входной ток может переключать относительно большой ток, необходимый для работы катушки реле.