Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Реле электромеханическое – 2.2. Электромеханические реле

Содержание

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.

Вот таких типоразмеров может быть это устройство

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.

Первое реле Дж. Генри

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

Первое реле Морзе

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.

Простейшая схема устройства электромагнитного соленоида

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.

Разнообразие видов реле очень велико и каждый предназначен для выполнения определенной задачи

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.

На фото (обведено красным) показано, где находится одно из реле в стиральной машине

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.

Принцип работы электромагнитного соленоида

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.

Промежуточное реле 220 В

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.

Реле переменного тока широко применяются в промышленном оборудовании и бытовой технике

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.

С каждым годом реле становятся эффективней и компактней

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.

Четырехконтактное автомобильное реле

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

Электронное реле управления в схеме прибора

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.

 

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

homius.ru

1.2 Электромеханические реле времени

В
схемах защиты и автоматики часто
требуется выдержка времени между
срабатыванием двух или нескольких
аппаратов. При автоматизации технологических
процессов также может возникнуть
необходимость в
определенной временной последовательности
операций. Для создания выдержки времени
служат электрические аппараты, называемые
реле времени.
Общими
требованиями для реле времени являются:

а)
стабильность
выдержки времени при колебаниях
напряжения,
частоты
питания, температуры окружающей среды
и воздействии других
факторов;

б)
малые потребляемая мощность, масса и
габариты.

Возврат
реле в исходное положение происходит,
как правило, при его
обесточивании. Поэтому коэффициент
возврата может быть очень низким.

В
зависимости от назначения к реле времени
предъявляются раз­личные
специфические требования. Для схем
автоматического управления электроприводом
при большой частоте включений требуются
реле с высо­кой
механической износостойкостью — до
(5-10)-106
срабатываний. Требуемые выдержки времени
находятся в пределах 0,25-10 с. К этим реле
не предъявляются
требования относительно высокой
стабильности выдержки времени.
Разброс времени срабатывания может
достигать 10 %. Реле должны
работать в производственных условиях
при наличии интенсивных механических
воздействий.

Реле
для защиты энергосистем должны иметь
большую точность выдержки
времени. Эти реле работают относительно
редко, поэтому к ним не
предъявляются особые требования по
износостойкости. Износостой­кость
реле времени защиты порядка (5-10)-103
срабатываний. Выдержки времени таких
реле составляют 0,1-20 с.

Для
автоматизации технологических процессов
необходимы реле с большой выдержкой
времени — от нескольких минут до нескольких
часов. В этом случае, как правило,
используются моторные реле времени. В
настоящее
время созданы также полупроводниковые
реле с таким же большим
диапазоном выдержки времени.

Увеличение
времени срабатывания или отпускания
можно достичь воздействием на время
трогания и времени движения до момента
замыкания или размыкания. Увеличение
времени трогания возможно двумя
способами: электрическим или магнитным.
При электрическом методе реле включают
в схемы (рис. 1.4), изменяющие скорость
нарастания или спадания тока в его
обмотке.

При
магнитном
методе замедление достигается с помощью
различных медных втулок, коротко
замкнутых витков и т. п., уменьшающих
скорость нарастания или спадания тока
в обмотке реле. Втулки или коротко-замкнутые
витки насаживают непосредственно на
сердечники под обмотку или рядом с ней,
у конца пли начала сердечника.

Втулки,
надетые на конце сердечника, увеличивают
в основном время
срабатывания, а надетые на основание —
время отпускания.

Для увеличения
второй составляющей (времени движения)
обычно применяют воздушные и масляные
демпферы или часовые механизмы.

Рассмотрим
электрические методы замедления
срабатывания и от­пускания
реле.

а б
в г

Рис. 1.4. Электрические методы образования
реле времени

На
рис. 1.4, а
показана схема замедления срабатывания
реле с ис­пользованием
лампы накаливания, включенной параллельно
обмотке реле и добавочного резистора
R.
В холодном состоянии лампа имеет
небольшое сопротивление, поэтому при
замыкании ключа К в цепи лампы будет
протекать большой ток, на резисторе R
будет большое падение напряжения и,
следовательно, малое напряжение па
обмотке реле.

По
мере разогрева нити лампы током
сопротивление ее уве­личивается,
растет напряжение на обмотке реле, и
оно срабатывает с за­медлением.

На
рис. 1.4, б

показана схема замедления срабатывания
реле с помощью шунтирования его обмотки
конденсатором С. В этом случае при
замыкании
ключа К заряд конденсатора происходит
по времени. Напряжение заряда конденсатора
постепенно возрастает, а время срабатывания
реле увеличивается. Эта схема тоже
увеличивает время отпускания реле, так
как якорь
некоторое время остается притянутым
за счет энергии, накопленной в
конденсаторе.

На
рис. 3, в
показана
схема замедления отпускания реле. После
размыкания ключа К через обмотку реле
и диод VD
некоторое время протекает ток, созданный
за счет ЭДС самоиндукции обмотки реле.
Этот ток постепенно уменьшается, и реле
отключается с замедлением.

В схеме
(рис.1,4, г)
время отпускания реле увеличивается
за счет того что при размыкании ключа
К в цепи, состоящей из обмотки реле,
кон­денсатора С и резистора R
некоторое время сохраняется ток разряда
кон­денсатора. Чтобы переходной
процесс в этой цепи имел апериодический
характер, применяют достаточно большой
емкости конденсатор и большой величины
резистор R.

Работа
реле времени с магнитными демпферами
осуществляется следующим
образом. При появлении тока в рабочей
обмотке реле начинает нарастать
магнитный поток в сердечнике. Изменение
магнитного потока обусловливает
появление в короткозамкнутой обмотке
(втулке) ЭДС, под действием
которой образуется ток, создающий, в
свою очередь, магнитный поток.
Новый магнитный поток направлен
противоположно магнитному потоку
рабочей обмотки и поэтому замедляет
скорость увеличения резуль­тирующего
потока в рабочем зазоре. Если
короткозамкнутая обмотка (втулка)
расположена на конце сердечника, то при
подаче питания на реле магнитный поток,
образуемый токами во втулке, направлен
навстречу основному
потоку рабочей обмотки и как бы отталкивает
его из рабочего зазора.
В результате возрастают потоки рассеяния
в сердечнике и у основания, а поток в
рабочем зазоре сильно ослабляется.

Таким
образом, усиливается влияние
короткозамкнутой обмотки на время
срабатывания реле (одновременно
увеличивался время отпускания).

С помощью магнитного
демпфирования можно получить выдержку
времени при срабатывании реле 0,1- 0,3 с.

Большие
выдержки времени получить невозможно,
так как нарастание магнитного потока
происходит при большом зазоре между
якорем и сердечником.
Это определяет индуктивность системы,
а следовательно, быстрый
рост магнитного потока.

Магнитное
демпфирование удобно применять для
замедления от­пускания реле, так как
спад магнитного потока происходит при
малом ра­бочем
зазоре, т. е. при большой индуктивности
системы, что определяет ее большую
инерционность и позволяет получить
выдержку времени от 0,2 до
10 с.

Для
увеличения времени отпускания реле
короткозамкнутую обмотку
(втулку) располагают у основания
сердечника.

При
подаче питания на обмотку реле магнитный
поток, образуемый током
во втулке, смещает результирующий
магнитный поток системы к рабочему
зазору, поэтому втулка меньше влияет
на время срабатывания реле.
включения
реле. Время срабатывания реле с
электромагнитным
замедлением очень мало, так как постоянная
времени мала из-за большого
начального рабочего зазора, и трогание
реле происходит при малом
значении МДС обмотки. МДС трогания
значительно меньше установившегося
значения. Это время составляет 0,05-0,2с
при наличии короткозамкнутого
витка и 0,02-0,05с при его отсутствии. Таким
образом, возможности электромагнитного
замедления при срабатывании весьма
ограничены.
Поэтому используются специальные схемы
включения электромагнитных
реле (рис. 1.5).

Если
необходима большая выдержка времени
при замыкании конактов, то целесообразна
схема с промежуточным реле К (рис. 1.5,а).
Обмотка
реле времени КТ все время подключена к
напряжению через размыкающий контакт
реле К. При подаче напряжения на обмотку
К последнее размыкает
свой контакт и обесточивает реле КТ.
Якорь КТ отпадает, и его размыкающие
контакты срабатывают с необходимой
выдержкой времени, обусловленной
временем срабатывания реле К и временем
отпускания реле КТ.
В схеме (рис. 1.5, б)
роль короткозамкнутого витка играет
сама намагничивающая
обмотка, которая питается через резистор
Rдоб.
Напряжение, приложенное
к обмотке, должно быть достаточным для
насыщения магнитной
цепи при притянутом якоре. При замыкании
управляющего контакта
5 обмотка реле закорачивается и
обеспечивается медленный спад потока
в
магнитной цепи. Отсутствие специальной
короткозамкнутой обмотки
позволяет
все окно магнитопровода занять
намагничивающей обмоткой и создать
большой запас по МДС. При этом выдержка
времени неизменна при
снижении питающего напряжения на обмотке
до 0,5 Uhom.
Такая
схема широко применяется в электроприводе.
Обмотка реле включается параллельно
ступени пускового реостата в цепи якоря.
При закорачивании этой
ступени обмотка реле замыкается, а его
контакты с выдержкой времени
включают контактор, шунтирующий следующую
ступень пускового реостата.

Применение
полупроводникового вентиля также
позволяет использовать
реле без короткозамкнутого витка. При
включении обмотки
ток через вентиль практически равен
нулю. При этом через вентиль протекает
ток, определяемый этой ЭДС, активным
сопротивлением обмотки
и вентиля и индуктивностью обмотки.

Для
того чтобы прямое сопротивление вентиля
не приводило к уменьшению выдержки
времени (растет активное сопротивление
коротко-замкнутой цепи), оно должно быть
на один-два порядка ниже сопротивления
обмотки.

При
любых схемах обмотки реле питаются от
источника либо по­стоянного, либо
переменного тока с мостовой схемой
выпрямления.

Реле времени с
электромагнитным замедлением.

Конструкция
реле с таким замедлением типа РЭВ-800
(рис.1.6) содержит П-образный
магнитопровод 1 и якорь 2 с немагнитной
прокладкой 3. Маг-нитопровод укрепляется
на плите 4 с помощью литого алюминиевого
цоколя 5, на котором устанавливается
контактная система 6.

На
магнитопроводе установлена намагничивающая
обмотка 7 и короткозамкнутая обмотка в
виде овальной гильзы 8. Усилие возвратной
пружины 9 изменяется с помощью
регулировочной гайки 10, которая
фик­сируется шплинтом.

Д

Рис.1.6 Реле времени с электромагнитным
замедлением

ля получения большой выдержки
времени при отпускании необходима
высокая магнитная проводимость рабочего
и паразитного зазоров в замкнутом
состоянии магнитной системы. С этой
целью все соприкасающиеся
детали магнитопровода и якоря тщательно
шлифуются. Литой алюминиевый цоколь
создает дополнительный коротко-замкнутый
виток,
увеличивающий выдержку времени. У
реальных магнитных материалов после
отключения намагничивающей
обмотки поток спадает до Фост,
который определяется свойствами
материала магнитопровода, геометрическими
размерами магнитной цепи
и магнитной проводимостью рабочего
зазора. Чем меньше коэрцитивная
сила магнитного материала при заданных
размерах магнитной цепи
и магнитной проводимости рабочего
зазора, тем ниже остаточная индукция,
а следовательно, и остаточный поток.
При этом возрастает наибольшая
выдержка времени, которая может быть
получена от реле.

Применение
стали с низким значением Нс
позволяет увеличить
выдержку
времени.

Для
получения большой выдержки времени
материал
магнитопровода должен иметь высокую
магнитную проницаемость
на ненасыщенном участке кривой
намагничивания.

Регулирование
выдержки времени. Время срабатывания
реле можно
плавно регулировать с помощью возвратной
пружины 9 (рис. 1.6.) С увеличением сжатия
этой пружины увеличивается электромагнитное
усилие,
необходимое дня трогания якоря и
определяемое потоком в магнитной цепи.
При большем сжатии пружины поток трогания
возрастает. Следовательно, возрастает
время трогания.

При
разомкнутой магнитной цепи постоянная
времени обмотки мала
и максимальная выдержка времени также
незначительна (около 0,2 с). Выдержка
времени значительно увеличивается,
если поток трогания близок к установившемуся
значению. Однако в этом случае реле
работает на пологой части кривой O(t).
что вызывает большие разбросы времени
срабатывания.

Для получения
выдержки времени 1 с и более, необходимо
исполь­зовать отпускание якоря.
Регулировка выдержки реле при отпускании
мо­жет производиться плавно и ступенчато
(грубо).

Плавное
регулирование выдержки времени
производится изменением усилия пружины
11 (рис. 1.6). Эта пружина верхним концом
упирается в шайбу 14, которая удерживается
шпилькой 15, ввернутой в якорь реле.
Нижний конец пружины посредством
специальной пластины 16 передает силу
через два латунных штифта 12, которые
могут свободно перемещаться в отверстиях
якоря. Оси латунных штифтов 12 смещены
относительно оси пружины. В притянутом
положении якоря 2 штифты 12 перемещаются
вверх и пружина 11 дополнительно сжимается.
Пружина 11 создает
основную силу, отрывающую якорь от
сердечника. Начальное сжатие пружины
изменяется с помощью гайки 13. С увеличением
силы пружины 11 электромагнитное усилие,
при котором происходит отрыв якоря,
увеличивается
и возрастает поток отпускания Фотп.
При этом время отпускания
уменьшается (рис.1.7.). Чем меньше сила
пружины, тем больше выдержка
времени. Следует отметить, что при Фотп
близком к Фост
якорь реле
вообще может не отпадать от сердечника.

Возвратная
пружина 9 регулируется так, чтобы
обеспечить необхо­димое
нажатие размыкающих контактов реле и
четкий возврат якоря в по­ложение,
показанное на рис. 1.6.(после того как
якорь оторвется от сердеч­ника).

Грубое
регулирование выдержки времени
осуществляется изменением толщины
немагнитной прокладки 8.
Поскольку
при притянутом якоре
магнитная цепь насыщена, толщина
немагнитной прокладки мало сказывается
на установившемся потоке. С уменьшением
толщины немагнитной
прокладки
<растет
индуктивность катушки при ненасыщенном
магнитопроводе и уменьшается скорость
спадания магнитного потока. В результате
при неизменном усилии пружины 11 (рис.1.6.)
выдержка времени увеличивается
(рис.1.8.).

Толщину
немагнитной прокладки не рекомендуется
брать менее 0,1мм. В противном случае при
повторно-кратковременном
режиме работы якорь расклепывает
немагнитную прокладку
и толщина ее уменьшается, что ведет к
изменению выдержки времени. При толщине
прокладки более 0,1мм этим явлением можно
пренебречь.

Следует
отметить, что электромеханические реле
времени достаточно просты по конструкции
и обладают большой ударо-, вибро- и
изно­состойкостью. Допустимое число
включений достигает 600 в час. Они могут
использоваться в схемах автоматики и
электропривода как реле тока, напряжения
и промежуточные. Коэффициент возврата
их низок и составляет 0,1-0,3. Короткозамкнутые
витки создают электромагнитное замедление
как при притяжении, так и при отпускании
якоря. Поэтому токовые реле
с короткозамкнутым витком не реагируют
на кратковременные перегрузки.
При кратковременных перегрузках МДС
обмотки пропорциональна
этим перегрузкам.

Поток
в магнитопроводе нарастает с постоянной
времени Тк,
опре­деляемой
параметрами короткозамкнутого витка
LK
/Rk.

Если
перегрузка кратковременна и ее
длительность tПEP<tсp,
то поток к моменту tПEP
не достигнет
значения потока срабатывания и якорь
останется неподвижным.
Если tПEP>tсp,
то реле сработает. Таким образом,
предотвращается отключение нагрузки
(двигателя) при больших, но кратковременных
токовых перегрузках,
не опасных для двигателя.

Промышленностью
выпускаются многочисленные модификации
реле
с электромагнитным замедлением и
выдержкой времени при отпускании
0,3-5 с. Современные реле имеют один или
два унифицированных контактных
узла. Каждый узел имеет один замыкающий
и один размыкающий контакты
с общей точкой. Постоянный ток включения
контактов составляет 10 А при напряжении
110 В и 5 А при 220 В. Ток отключения для
индуктивной нагрузки (катушки реле,
контакторов) составляет 0,2, для активной
0,5 А.

Реле времени с
механическим замедлением

Реле
с пневматическим замедлением
.
В таких реле электромагнит
постоянного или переменного тока
воздействует на контактную систему
через замедляющее устройство в виде
пневматического демпфера. Выдержка
времени меняется при регулировке этого
устройства. Преимуществом
такого реле является возможность питания
как переменным, так и
постоянным током и независимость от
напряжения и частоты питания, температуры.
Пневматическое реле РВП,
применяемое в схемах электропривода
станков и других
механизмов, показано на рис.
1.9. При срабатывании электромагнита 1
колодка 2 под действием пружины опускается
и воздействует на микропереключатель
4. Колонка 2 свя:
зана
с резиновой диафрагмой 5 пневма­тического
замедлителя. Скорость движения колодки
определяется сечением отверстия, через
которое засасывается воздух
в верхнюю полость замедлите­ля.
Выдержка времени регулируется иглой
6, меняющей сечение этого отверстия.
Контактная система 7 срабатывает
без выдержки времени.

Реле
с пневматическим замедлением позволяет
регулировать выдержку времени в диапазоне
от 0,4 до 180с с точностью ±10 %. Контактная
система микропереключателя допускает
длительный ток ЗА, ток отключения 0,2 А
при переменном напряжении 380 В

Рис. 1.9. Реле времени
с
пневматическим
замедлением.

В
замедлителях в виде анкерного механизма
его пружина заводится
под воздействием электромагнита.
Контакты реле приходят в движение лишь
после того, как связанный с ними анкерный
механизм отсчитает определенное
время уставки.

Выдержка
времени у этих реле регулируется в
пределах от 7 до 17с с точностью ±10%
уставки. В реле имеются и нерегулируемые
контакты, которые
связаны с якорем электромагнита и
используются в цепях, не требующих
выдержки времени. Реле надежно работают
при напряжении питания до 0,85
Uhom.
Так
как износостойкость анкерного механизма
составляет всего 15000 срабатываний, такие
реле не применяются при частых включениях.
Моторные реле.

Для создания выдержки времени 20-30 мин
исполь­зуются так называемые моторные
реле времени, в состав которых входит
электродвигатель
с заданной частотой вращения.
Промышленностью выпус­каются
большие серии этих реле на выдержки
времени от 1 с до 26 мин и с различным
исполнением контактов

.

Начальное положение кулачка

при
обесточенном реле

Рис. 1.10. Моторное реле времени

Рис. 1.11. Кинематическая схема реле
времени ЭВ-215

На
рис. 1.10 показано устройство моторного
реле. Для пуска реле подается напряжение
на электромагнит 1 и двигатель 2. С помощью
рычага 12 электромагнит без выдержки
времени включает муфту 3, 4 и замыкает
выходной контакт 5. Через муфту и зубчатую
передачу 6 двигатель начинает вращать
диски 7 с кулачками 8 и 9, воздействующими
на промежуточные кулачки 10 и 11 и выходные
контакты 16 и 13. При соприкосновении
кулачков 8 и 10 последний поворачивается
против часовой стрелки и дает возмож­ность
контактной пластине 14 опуститься вниз
под действием силы упругости. При этом
контакт 16 размыкается. При соприкосновении
кулачков 9 и 11 последний поворачивается
и освобождает пластину 15, что вызывает
замыкание контакта 13. Выдержка времени
работы контактов 16 и 13 регулируется
путем изменения начального положения
дисков 7. При снятии напряжения с реле
диски 7 поворачиваются в начальное
положение с помощью спираль­ной
возвратной пружины 17.

Точность
работы реле ± 5 с. Реле позволяет
устанавливать различую
выдержку времени в пяти независимых
цепях. Выходные контакты реле
допускают длительный ток 10 А и при
переменном токе могут отключать нагрузку
мощностью 800 ВА при напряжении 220 В и 100
Вт при том же
напряжении и индуктивной нагрузке
постоянного тока. Допустимые колебания
напряжения составляют (0,9-1,12) Uном
.
Износостойкость не менее 1000 циклов.
Время возврата не более 1 с.

Реле
времени часового (анкерного) механизма.

Реле времени предназначено
для замедления действия МТЗ с целью
обеспечения селективности или
избирательности её действия, заключающегося
в отключении к ближайшему месту
повреждения сети выключателя. Устройство
электромагнитного
реле времени типа

ЭВ-215
с анкерным часовым механизмом
показано на рис. 1.11.

При
подаче напряжения на катушку 1 её
сердечник втягивается, сжимает пружину
2 и освобождает рычаг 3. Под действием
пружины 6 зубчатый сектор 5 поворачивается
на оси 4 по часовой стрелке. Шестерня 7
и подвижный контакт 9 будут вращаться
в противоположную сторону. Постоянная
скорость вращения контакта обеспечивается
часовым механизмом
8. Через некоторое время (временя выдержки)
контакт 9 замкнет неподвижные контакты
10. Регулируют выдержку времени изменением
длины прохождения пути контакта 9 за
счет перемещения контактов 10 по шкале
выдержек 12, к которой они крепятся винтом
11. Кроме контактов, замыкающихся
с выдержкой времени, реле имеет
вспомогательные контакты
13,14 мгновенного действия.

Изображение
катушки реле времени КТ и его контактов
(замыкающего
с выдержкой времени при замыкании КТ.
1 размыкающего с выдержкой времени при
размыкании КТ.2) показаны на рис. 1.11. В
общем случае направление
выдержки времени на изображаемом
контакте совпадает с направлением
«рожек» дуги («рожки» препятствуют
движению контакта).

studfiles.net

Электромеханическое реле – применение

Электромеханическое реле – применение

Электромеханическое реле представляет собой устройство, в котором механическое перемещение подвижных элементов образуется с помощью электрического сигнала. Этим обусловлено замыкание или размыкание основных контактов. Благодаря такому устройству токи и напряжения, имеющие значительную величину, легко поддаются управлению. При этом затрачивается минимальная мощность.

Разновидности

Питание электромеханического реле бывает как с постоянным, так и переменным током. Устройство первого вида делится на два типа: поляризованные и нейтральные. В последних ток протекает через обмотку, а его направление не имеет значения.  В первом же типе функционирование устройства зависит главным образом от полярности включения обмотки.

Электромеханическое реле в зависимости от способа исполнения подразделяется на:

  • Статические. Устройство не имеет подвижных элементов;
  • Электромеханические. В данном случае имеются подвижные элементы.

Где применяется?

Сегодня реле занимает особое место в  электронике, а также электротехнике. Устройство активно применяется для управления большими токами. Если цепи имеют небольшие токи, то управление осуществляется транзисторами. В случае со сверхбольшими токами, к примеру, когда металл очищается путем электролиза, применяется широкая площадь контактной среды, чтобы исключить вероятность образования пробоя. Управляемые цепи при этом погружаются в специальную «масляную ячейку».

Электромеханическое реле получило широко распространение в  бытовой электротехнике, например в холодильниках или стиральных машинах. Это помогает защитить технику от сильных перепадов напряжения. Устройство применяется для автоматизированного управления электродвигателей. Электрические схемы автомобилей также включают в себя реле.

Где купить?

Компания «Ракурс» предлагает широкий спектр электротехнического оборудования, имеющего высокую степень надежности и качества. В перечень продукции входят электромеханические реле, которые позволяют с легкостью решать практически любые задачи автоматизации производства. Устройства имеют различную конфигурацию корпусов, индикаторов, а также контактов. Оборудование может быть применено в различных отраслях промышленности – от машиностроения и тепло- и гидроэнергетики до нефтехимии и станкостроения.

Выбрав сотрудничество с компанией «Ракурс», клиент получает следующие преимущества:

  • Широкий ассортимент оборудования в одном месте;
  • Наличие собственного склада с компонентами;
  • Ремонтный центр;
  • Гарантия – 12 месяцев;
  • Учебные центры, где можно получить знания о грамотном применении оборудования;
  • Удобные способы оплаты;
  • Консультирование заказчиков;
  • Доставка по России;
  • Скидки.

web.snauka.ru

Электромагнитное реле | Практическая электроника

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

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.

Электромагнитное 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.

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 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 реле

Плюсы реле
  • 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 реле
  • 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 😉

www.ruselectronic.com

устройство, виды, маркировка, подключение и регулировка

Преобразование электрических сигналов в соответствующую физическую величину — движение, сила, звук и т. д., осуществляется с помощью приводов. Классифицировать привод следует как преобразователь, поскольку это устройство изменяет один тип физической величины в другой.

Привод обычно активируется или управляется командным сигналом низкого напряжения. Классифицируется дополнительно как двоичное или непрерывное устройство исходя из числа стабильных состояний. Так, электромагнитное реле является двоичным приводом, учитывая два имеющихся стабильных состояния: включено — отключено.

В представленной статье подробно разобраны принципы работы электромагнитного реле и сфера использования приборов.

Содержание статьи:

Основы исполнения привода

Термин «реле» является характерным для устройств, которыми обеспечивается электрическое соединение между двумя и более точками посредством управляющего сигнала.

Наиболее распространенным и широко используемым типом электромагнитного реле (ЭМР) является электромеханическая конструкция.

Так выглядит одна конструкция из многочисленного ряда изделий, именуемых как электромагнитные реле. Здесь показан закрытый вариант механизма с помощью крышки из прозрачного оргстекла

Схема фундаментального контроля над любым оборудованием всегда предусматривает возможность включения и отключения. Самый простой способ выполнить эти действия — использовать переключатели блокировки подачи питания.

Переключатели ручного действия могут использоваться для управления, но имеют недостатки. Явный их недостаток – установка состояний «включено» или «отключено» физическим путем, то есть вручную.

Устройства ручного переключения, как правило, крупногабаритные, замедленного действия, способные коммутировать небольшие токи.

Ручной механизм переключения – «дальний родственник» электромагнитных реле. Обеспечивает тем же функционалом – коммутацией рабочих линий, но управляется исключительно вручную

Между тем электромагнитные реле представлены в основном переключателями с электрическим управлением. Приборы имеют разные формы, габариты и разделяются по уровню номинальных мощностей. Возможности их применения обширны.

Такие приборы, оснащенные одной или несколькими парами контактов, могут входить в единую конструкцию более крупных силовых исполнительных механизмов — контакторов, что используются для коммутации сетевого напряжения или высоковольтных устройств.

Основополагающие принципы работы ЭМР

Традиционно реле электромагнитного типа используются в составе электрических (электронных) схем управления коммутацией. При этом устанавливаются они либо непосредственно на печатных платах, либо в свободном положении.

Общее строение прибора

Токи нагрузки используемых изделий обычно измеряются от долей ампера до 20 А и более. Релейные цепи широко распространены в электронной практике.

Приборы самой разной конфигурации, рассчитанные под инсталляцию на монтажных электронных платах либо непосредственно в виде отдельно устанавливаемого устройства

Конструкция электромагнитного реле преобразует магнитный поток, создаваемый приложенным напряжением переменного/постоянного тока, в механическое усилие. Благодаря полученному механическому усилию, выполняется управление контактной группой.

Наиболее распространенной конструкцией является форма изделия, включающая следующие компоненты:

  • возбуждающую катушку;
  • стальной сердечник;
  • опорное шасси;
  • контактную группу.

Стальной сердечник имеет фиксированную часть, называемую коромысло, и подвижную подпружиненную деталь, именуемую якорем.

По сути, якорь дополняет цепь магнитного поля, закрывая воздушный зазор между неподвижной электрической катушкой и подвижной арматурой.

Детальный расклад конструкции: 1 – пружина отжимающая; 2 – сердечник металлический; 3 – якорь; 4 – контакт нормально закрытый; 5 – контакт нормально открытый; 6 – общий контакт; 7 – катушка медного провода; 8 – коромысло

Арматура движется на шарнирах или поворачивается свободно под действием генерируемого магнитного поля. При этом замыкаются электрические контакты, прикрепленные к арматуре.

Как правило, расположенная между коромыслом и якорем пружина (пружины) обратного хода возвращает контакты в исходное положение, когда катушка реле находится в обесточенном состоянии.

Действие релейной электромагнитной системы

Простая классическая конструкция ЭМР имеет две совокупности электропроводящих контактов.

Исходя из этого, реализуются два состояния контактной группы:

  1. Нормально разомкнутый контакт.
  2. Нормально замкнутый контакт.

Соответственно пара контактов классифицируется нормально открытыми (NO) или, будучи в ином состоянии, нормально закрытыми (NC).

Для реле с нормально разомкнутым положением контактов, состояние «замкнуто» достигается, только когда ток возбуждения проходит через индуктивную катушку.

Один из двух возможных вариантов установки контактной группы по умолчанию. Здесь в обесточенном состоянии катушки «по умолчанию» установлено нормально закрытое (замкнутое) положение

В другом варианте — нормально закрытое положение контактов остается постоянным, когда ток возбуждения отсутствует в контуре катушки. То есть контакты переключателя возвращаются в их нормальное замкнутое положение.

Поэтому термины «нормально открытый» и «нормально закрытый» следует относить к состоянию электрических контактов, когда катушка реле обесточена, то есть напряжение питания реле отключено.

Электрические контактные группы реле

Релейные контакты представлены обычно электропроводящими металлическими элементами, которые соприкасаются друг с другом, замыкают цепь, действуя аналогично простому выключателю.

Когда контакты разомкнуты, сопротивление между нормально открытыми контактами измеряется высоким значением в мегаомах. Так создается условие разомкнутой цепи, когда прохождение тока в контуре катушки исключается.

Контактная группа любого электромеханического коммутатора в разомкнутом режиме имеет сопротивление в несколько сотен мегаом. Величина этого сопротивления может несколько отличаться у разных моделей

Если же контакты замкнуты, контактное сопротивление теоретически должно равняться нулю — результат короткого замыкания.

Однако подобное состояние отмечается не всегда. Контактная группа каждого отдельного реле обладает определенным контактным сопротивлением в состоянии «замкнуто». Такое сопротивление называется устойчивым.

Особенности прохождения токов нагрузки

Для практики установки нового электромагнитного реле, контактное сопротивление включения отмечается малой величиной, обычно менее 0,2 Ом.

Объясняется это просто: новые наконечники остаются пока что чистыми, но со временем сопротивление наконечника неизбежно будет увеличиваться.

Например, для контактов под током 10 А, падение напряжения составит 0,2х10 = 2 вольта (закон Ома). Отсюда получается — если подводимое на контактную группу напряжение питания составляет 12 вольт, тогда напряжение для нагрузки составит 10 вольт (12-2).

Когда контактные металлические наконечники изнашиваются, будучи не защищенными должным образом от высоких индуктивных или емкостных нагрузок, становится неизбежным появление повреждений от эффекта электрической дуги.

Электрическая дуга на одном из контактов электромеханического прибора коммутации. Это одна из причин повреждения контактной группы при отсутствии надлежащих мер

Электрическая дуга — искрообразование на контактах — приводит к возрастанию контактного сопротивления наконечников и как следствие к физическим повреждениям.

Если продолжать использовать реле в таком состоянии, контактные наконечники могут полностью утратить физическое свойство контакта.

Но есть более серьезный фактор, когда в результате повреждения дугой контакты в конечном итоге свариваются, создавая условия короткого замыкания.

В таких ситуациях не исключается риск повреждения цепи, которую контролирует ЭМР.

Так, если сопротивление контакта увеличилось от влияния электрической дуги на 1 Ом, падение напряжения на контактах для одного и того же тока нагрузки увеличивается до 1×10=10 вольт постоянного тока.

Здесь величина падения напряжения на контактах может быть неприемлема для схемы нагрузки, особенно при работе с напряжениями питания 12-24 В.

Тип материала контактов реле

С целью уменьшения влияния электрической дуги и высоких сопротивлений, контактные наконечники современных электромеханических реле изготавливают или покрывают различными сплавами на основе серебра.

Таким способом удается существенно продлить срок службы контактной группы.

Наконечники контактных пластин электромеханических приборов коммутации. Здесь представлены варианты наконечников, покрытых серебром. Покрытие подобного рода снижает фактор повреждений

На практике отмечается использование следующих материалов, коими обрабатываются наконечники контактных групп электромагнитных (электромеханических) реле:

  • Ag — серебро;
  • AgCu — серебро-медь;
  • AgCdO — серебро-оксид кадмия;
  • AgW — серебро-вольфрам;
  • AgNi — серебро-никель;
  • AgPd — серебро-палладий.

Увеличение срока службы наконечников контактных групп реле за счет уменьшения количества формирований электрической дуги, достигается путем подключения резистивно-конденсаторных фильтров, называемых также RC-демпферы.

Эти электронные цепочки включают параллельно с контактными группами электромеханических реле. Пик напряжения, который отмечается в момент открытия контактов, при таком решении видится безопасно коротким.

Применением RC-демпферов удается подавлять электрическую дугу, что образуется на контактных наконечниках.

Типичное исполнение контактов ЭМР

Помимо классических нормально открытых (NO) и нормально закрытых (NC) контактов, механика релейной коммутации также предполагает классификацию с учетом действия.

Особенности исполнения соединительных элементов

Конструкции реле электромагнитного типа в этом варианте допускают наличие одного или нескольких отдельных контактов переключателя.

Таким выглядит прибор, технологически сконфигурированный под исполнение SPST – однополюсный и однонаправленный. Существуют также другие варианты исполнения

Исполнение контактов характеризуется следующим набором аббревиатуры:

  • SPST (Single Pole Single Throw) – однополюсный однонаправленный;
  • SPDT (Single Pole Double Throw) – однополюсный двунаправленный;
  • DPST (Double Pole Single Throw) – двухполюсный однонаправленный;
  • DPDT (Double Pole Double Throw) – двухполюсный двунаправленный.

Каждый такой соединительный элемент обозначается, как «полюс». Любые из них могут подключаться или сбрасываться, одновременно активируя катушку реле.

Тонкости применения приборов

При всей простоте конструкции коммутаторов электромагнитного действия, существуют некоторые тонкости практики использования этих приборов.

Так, специалисты категорически не рекомендуют подключать в параллель все контакты реле, чтобы таким способом коммутировать цепь нагрузки с высоким током.

Например, подключать нагрузку на 10 А путем параллельного соединения двух контактов, каждый из которых рассчитан на ток 5 А.

Эти тонкости монтажа обусловлены тем, что контакты механических реле никогда не замыкаются и не размыкаются в единый момент времени.

В результате один из контактов в любом случае будет перегружен. И даже с учетом кратковременной перегрузки, преждевременный отказ прибора в таком подключении неизбежен.

Неправильная эксплуатация, а также подключение реле вне установленных правил монтажа, обычно заканчивается вот таким исходом. Внутри выгорело практически все содержимое

Электромагнитные изделия допустимо использовать в составе электрических или электронных схем с низким энергопотреблением как переключатели относительно высоких токов и напряжений.

Однако категорически не рекомендуется пропускать разные напряжения нагрузки через соседние контакты одного прибора.

Например, коммутировать напряжение переменного тока 220 В и постоянного тока 24 В. Всегда следует применять отдельные изделия для каждого из вариантов в целях обеспечения безопасности.

Приемы защиты от обратного напряжения

Значимой деталью любого электромеханического реле является катушка. Эта деталь относится к разряду нагрузки с высокой индуктивностью, поскольку имеет проводную намотку.

Любая намотанная проводом катушка обладает некоторым импедансом, состоящим из индуктивности L и сопротивления R, образуя, таким образом, последовательную цепь LR.

По мере протекания тока через катушку, создается внешнее магнитное поле. Когда течение тока в катушке прекращается в режиме «отключено», увеличивается магнитный поток (теория трансформации) и возникает высокое обратное напряжение ЭДС (электродвижущей силы).

Это индуцированное значение обратного напряжения может в несколько раз превосходить по величине коммутационное напряжение.

Соответственно, появляется риск повреждения любых полупроводниковых компонентов, размещенных рядом с реле. Например, биполярный или полевой транзистор, используемый для подачи напряжения на катушку реле.

Схемные варианты, благодаря которым обеспечивается защита полупроводниковых элементов управления – транзисторов биполярных и полевых, микросхем, микроконтроллеров

Одним из способов предотвращения повреждения транзистора или любого переключающего полупроводникового устройства, включая микроконтроллеры, является вариант подключения обратно смещенного диода в цепь катушки реле.

Когда ток, протекающий через катушку сразу после отключения, генерирует индуцированную обратную ЭДС, это обратное напряжение открывает обратно смещенный диод.

Через полупроводник накопленная энергия рассеивается, чем предотвращается повреждение управляющего полупроводника – транзистора, тиристора, микроконтроллера.

Часто включаемый в цепь катушки полупроводник называют также:

  • диод-маховик;
  • шунтирующий диод;
  • обращенный диод.

Однако большой разницы между элементами нет. Все они выполняют одну функцию. Помимо использования диодов с обратным смещением, для защиты полупроводниковых компонентов применяются и другие устройства.

Те же цепочки RC-демпферов, металло-оксидные варисторы (MOV), стабилитроны.

Маркировка электромагнитных релейных приборов

Технические обозначения, несущие частичную информацию о приборах, обычно указываются непосредственно на шасси электромагнитного коммутационного прибора.

Выглядит такое обозначение в виде сокращенной аббревиатуры и числового набора.

Каждое электромеханическое устройство коммутации традиционно маркируется. На корпусе или на шасси наносится примерно такой набор символов и цифр, указывающий определенные параметры

Пример корпусной маркировки электромеханических реле:

РЭС32 РФ4.500.335-01

Эта запись расшифровывается так: реле электромагнитное слаботочное, 32 серии, соответствующее исполнению по паспорту РФ4.500.335-01.

Однако подобные обозначения редкость. Чаще встречаются сокращенные варианты без явного указания ГОСТ:

РЭС32 335-01

Также не шасси (на корпусе) прибора отмечается дата изготовления и номер партии. Подробные сведения содержатся в техническом паспорте на изделие. Паспортом комплектуется каждый прибор или партия.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик популярно рассказывает о том, как действует электромеханическая электроника коммутации. Наглядно отмечаются тонкости конструкций, особенности подключений и прочие детали:

Электромеханические реле уже довольно долгое время применяются в качестве электронных компонентов. Однако этот тип коммутационных приборов можно считать морально устаревшим. На смену механическим устройствам все чаще приходят более современные приборы – чисто электронные. Один из таких примеров – .

Появились вопросы, нашли недочеты или есть интересные факты по теме стать которыми вы можете поделиться с посетителями нашего сайте? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы, делитесь опытом в блоке для связи под статьей.

sovet-ingenera.com

Заменяем электромеханическое реле на электронное

Чем заменить электромеханические реле. Так вот, мы уже говорили, механические коммутаторы довольно ненадежны. Все по причине контактов, которые со временем изнашиваются и обгорают. Токи, которые протекают при коммутации, достигает десятков ампер.

В результате контакты изнашиваются, их срок службы значительно сокращается. К недостаткам следует отнести и сравнительно низкое быстродействие, которое может отличаться от электронных на несколько порядков. Из вышесказанного можно понять.

Поэтому, если у Вас стоят обычные реле, будет намного лучше, если Вы их замените электронными. Это все притом, что схема устройства проста и доступна для повторения даже начинающему радиолюбителю:

Принципиальная электрическая схема электронного реле.

Если решили повторить схему, обратите внимание на следующие детали. Уточняем параметры устройства. На самом деле детали не занимают много места, устройство получится небольшим – смотрите рисунок 2.

Вот такое компактное устройство должно получиться у Вас в итоге. Коммутационный ток зависит от используемого Вами полевого транзистора. Указанный на схеме (с использованием IRFZ44) позволит нормально функционировать с нагрузкой до 150 Ватт.

Если его заменить ключевик на IRF3205, нагрузка можно увеличить до 200 Ватт. Но и это еще не все. При нагрузке более 80 Ватт лучше дополнить небольшим радиатором, так как он начнет греться. Частота переключения (мигания) зависит от емкости конденсатора С2.

Все просто, выше емкость – ниже частота. Наконец, корпус для данного устройства можно использовать как готовый, так и сделать самостоятельно. Повторяем, при больших нагрузках от силовых деталей необходимо отводить тепло. Говоря строго, особых требований нет.

Корпус не должен быть очень большим. В багажник должен поместиться. Шутка. Следовательно, он не должен быть полностью герметичным – отверстия устройству будут просто необходимы. Впрочем, можно сделать вообще без корпуса, но эстетический вид будет утерян.

А Вам то что? Вид его достаточно приличный:

Самодельное электронное реле в сборе – отличная замена традиционному.

Подводя итоги, отметим. Механика и контакты в большинстве случаев — плохо. И чтобы увеличить надежность и значительно увеличить быстродействие устройства необходимо избавляться от контактов и от механических движущих частей.

xn--100—j4dau4ec0ao.xn--p1ai

Малогабаритные, но силовые: электромеханические реле серии РТ

В процессе совершенствования технологий и повышения требований к компактности, числу срабатываний и качеству контактов, электромеханические реле превратились в элегантные высокотехнологичные изделия. Устойчивость к электроэрозии и низкое сопротивление контактных пар, способность коммутировать высокие напряжения и большие токи промышленных частот и частот ВЧ-диапазона позволяют электромеханическим реле по-прежнему оставаться одним из популярнейших способов для управляемой коммутации электрических цепей.

Силовые реле характеризуются тем же набором параметров, что и сигнальные: напряжением и мощностью управляющей катушки, рабочим и максимально допустимым коммутируемым напряжением, рабочим и предельным током, предельной частотой коммутации, максимальным количеством срабатываний, электрической прочностью изоляции и т.д. Большое значение имеет набор контактных групп: нормально замкнутые (Normal Closed — NC), нормально разомкнутые (Normal Open — NO), переключающие (Change Over — CO) и их количество.

Габаритные размеры реле как показатель стали актуальными в связи с миниатюризацией электро- и радиоаппаратуры. В настоящее время многие компании-производители прикладывают значительные усилия по уменьшению габаритных размеров своих изделий при сохранении эксплуатационных характеристик.

Хорошим примером такой работы является серия PT производства компании TE Connectivity. Конструктивно реле серии PT представляют собой сменный картридж габаритами 28х22,5х29 мм. Такое решение хорошо зарекомендовало себя в отношении ремонтопригодности аппаратуры и удобства монтажа. При применении коммутационных колодок вышедшее из строя реле может быть заменено в считанные секунды и без использования инструмента. Внешний вид и габаритные размеры приведены на рисунке 1.

 

Рис. 1. Внешний вид и габаритные размеры реле

Идентификация отказавшего реле дополнительно упрощается наличием контрольного светодиода (опция). Тестовая кнопка на корпусе позволяет замкнуть все контактные группы и, таким образом, проконтролировать дальнейшее прохождение сигнала в цепи. Опционально кнопка может быть фиксируемой, с возвратом посредством повторного нажатия. Также на корпусе реле есть небольшое поле для нанесения маркировки.

Электрические параметры имеют большое значение для выбора реле в зависимости от условий применения. Рассматриваемая серия относится к силовым реле средней мощности, способным коммутировать нагрузку до 3000 ВА.

Обобщенные технические характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1. Обобщенные технические характеристики реле серии PT

Контактные группы
Исполнения контактных групп реле PT2 PT3 PT5
Тип контактной группы 2 переключающих контакта 3 переключающих контакта 4 переключающих контакта
Номинальное коммутируемое напряжение, В ~240
Максимально допустимое коммутируемое напряжение, В ~400 ~400 ~240
Номинальный ток контактной группы, А 12 10 6
Предельно допустимый протекающий ток контактной группы в течение 20 мс, А 24 20 12
Ток короткого замыкания нагрузки, А 300 в течение 30 мс
Максимальная коммутируемая мощность, ВА 3000 2500 1500
Частота переключения под нагрузкой (без нагрузки), ч-1 360 (36000)
Время срабатывания контактов, мс 15
Минимальная рекомендуемая нагрузка на контакты 12 В при 10 мА
Начальная электрическая прочность изоляции, В между разомкнутыми контактами 1200 1200 1200
между контактами и катушкой 2500 2500 2500
между соседними контактами 2500 2500 2000
Начальное напряжение пробоя изоляции между контактами и катушкой, кВ 5 (1,2/50 мкс)
Катушка
Ряд номинальных напряжений катушки реле, В 6, 12, 24, 48, 60, 115, 230
Род тока катушки реле постоянный или переменный
Номинальная рассеиваемая мощность, мВт 750*
Общие параметры реле
Рабочая температура окружающей среды, °С -40…70
Температура хранения, по IEC 60068-2 -40…85
Степень защиты по IEC 61810 RTII — стойкость к воздействию агрессивных сред
Материал контактов AgNi (90/10), AgNi (90/10) с золочением
Тип выводов реле Соединитель AMP 2,8 / штыри для пайки в печатную плату
Вес, г 30
Термостойкость при пайке по IEC 60068-2-20 270°C в течение 10 с
Вибростойкость нормально разомкнутых/ нормально замкнутых контактов 7g/4g
Ударопрочность нормально разомкнутых/ нормально замкнутых контактов 20g/5g
Механическая износостойкость реле с катушкой постоянного / переменного тока, циклов 30х106/20х106
Монтажное расстояние между соседними реле 5 мм
* — В исполнениях со встроенным светодиодом мощность выше на величину, потребляемую индикатором.

Как любое активное сопротивление, катушка реле выделяет и способна рассеивать строго определенную мощность. Рассеивающая способность катушки во многом зависит от температуры окружающей среды. Номограммы зависимости рассеиваемой мощности от температуры окружающей среды и коэффициента нагрузки катушки для постоянного и переменного тока приведены на рисунке 2.

 

Рис. 2. Зависимость рассеиваемой мощности от коэффициента нагрузки и температуры окружающей среды для катушки постоянного и переменного тока

Коэффициентом нагрузки для обеих диаграмм (Кн) является отношение действующего напряжения, приложенного к катушке реле, к рекомендуемому номинальному значению. Как видно из диаграмм, с ростом коэффициента нагрузки и температуры допустимая рассеиваемая мощность катушки реле снижается. Кривые 2х12 А, 3х 10 А, 4х6 А характеризуют максимальную мощность контактов реле, а 0 А — холостую работу (без нагрузки на контактные группы).

Важным параметром является минимальная рекомендуемая нагрузка на контакты. Данное требование актуально, когда одна из контактных групп силового реле используется для коммутации информационного сигнала — подтверждения срабатывания реле. Это бывает необходимо, когда система управления питается от одного источника питания, а силовая часть, содержащая реле, от другого. В этом случае важно учесть падение напряжения на контактной группе. При малых значениях напряжения переходное сопротивление контактов может оказаться достаточно большим и внесет значительное затухание в информационный сигнал. Реле с позолоченными контактами позволяют решить не только эту проблему, но и добиться минимальных потерь при коммутации за счет неокисляемого стойкого к электроэрозии позолоченного покрытия контактной группы.

Напряжение на катушке реле может варьироваться в пределах 90…110% от номинального значения.

Эксплуатационные показатели реле соответствуют стандартам IEC 61810, UL508 и EN 60947-4-1.

Высокая износостойкость контактов, широкий диапазон коммутируемых токов и низкое контактное сопротивление обеспечиваются применением высококачественных материалов и защитных покрытий.

Электрическая стойкость контактов реле приведена на рисунке 3.

 

Рис. 3. Электроэрозионная стойкость контактной системы реле

Не стоит забывать, что нельзя использовать параллельное включение контактных групп реле: точность сборки не обеспечивает абсолютно синхронного срабатывания всех контактов, следовательно, к какой-то контактной группе на короткое время будет приложена вся коммутируемая мощность. Важно правильно выбрать реле, исходя из параметров электрической цепи. Параметрический каталог на сайте КОМПЭЛ позволяет значительно упростить эту задачу — достаточно задать требования к реле.

Следует отметить, что в промышленной автоматике наиболее часто применяются реле с катушками, номинальным напряжением 12/24 В постоянного тока и 24/230 В переменного тока. Эти позиции оперативно поддерживаются на складе КОМПЭЛ в достаточном количестве для быстрой комплектации в соответствии с потребностями заказчика и приведены в таблице 2.

Таблица 2. Наиболее востребованные со склада КОМПЭЛ модели реле серии PT

Наименование Конфигурация контактов Материал контактов Напряжение катушки
PT270024 2 CO AgNi 90/10 24 VDC
PT570012 4 CO 12 VDC
PT570024 24 VDC
PT570220 230 VDC
PT570524 24 VAC
PT570730 230 VAC

Преимуществом реле PT, по сравнению с другими сериями, является их высокая унификация. Серия представлена рядом аксессуаров, позволяющих значительно повысить удобство, скорость монтажа и ремонтопригодность оборудования. Разнообразие аксессуаров включает в себя колодки на печатную плату и DIN-рейку, дополнительные модули индикации и защиты, защелки и т.д.

Все малогабаритные силовые реле серии PT могут быть установлены в колодки, предназначенные для пайки на печатную плату. Это значительно расширяет область применения реле и позволяет повысить коммутируемую мощность в требуемом конструктиве устройства.

Внешний вид колодок для пайки на печатную плату приведен на рисунке 4.

 

Рис. 4. Колодка для пайки на печатную плату и разметка посадочного места

Реле также могут крепиться на конструктив типа «панель». В этом случае колодки устанавливаются в вырезы панели. Габаритные размеры посадочного места и внешний вид колодки приведены на рисунке 5.

 

Рис. 5. Габаритные размеры посадочного места на панели и внешний вид колодки для реле серии PT

Варианты колодок реле для установки на DIN-рейку приведены на рисунке 6.

 

Рис. 6. Варианты колодок реле для установки на DIN-рейку

Габаритные и установочные размеры колодок показаны на рисунке 7.

 

Рис. 7. Габаритные размеры держателей реле PT 78 720/PT 78 730/PT 78740 (а) и PT 78 722/PT 78 742 (б) для установки на DIN-рейку

 

Доступны колодки с подпружиненными контактами (рисунок 8).

 

Рис. 8. Держатель реле с подпружиненными контактами

 

Все колодки для установки на DIN-рейку допускают использование дополнительных модулей, обеспечивающих визуальный контроль функционирования реле и защиту катушки от напряжения самоиндукции. Модули индикации имеют различное свечение и напряжение питания для соответствия выбранному питанию катушки. Защитные модули представлены RC-цепочками, варисторами и защитными диодами и также выбираются исходя из типа питающего напряжения. Внешний вид дополнительных модулей приведен на рисунке 9.

 

Рис. 9. Дополнительные модули индикации и защиты для колодок реле серии PT

Реле серии PT могут поставляться в виде уже скомплектованных наборов с различным числом контактных групп и аксессуаров.

Заключение

Миниатюрные электромагнитные силовые реле серии PT — это простое и надежное решение для коммутации электрических цепей силового оборудования и построения систем релейной автоматики. Невысокая цена и постоянное наличие востребованных позиций на складе КОМПЭЛ — залог успешности серии PT на российском рынке промышленной автоматики и системотехники.

Литература

1. http://www.te.com/

2. /

3. TE Connectivity Relay Products — General Purpose Relays — Industrial Relays 04/2011 rev.0411

4. Tyco Electronics General Purpose Relay — Relay Package PT — Datasheet 10/2009 rev. IJ1

5. Tyco Electronics General Purpose Relay — Accessories Miniature Relay PT — Datasheet 11/2010 rev. JK1.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: [email protected]

 

 

Наши информационные каналы

Рубрики: статья

www.compel.ru

admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о