Электрическое реле: Военно-техническая подготовка

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.

Что такое реле? | БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Аппараты, замыкающие или размыкающие свои контакты, вследствие изменения величины контролируемого ими физического фактора называются реле. Они служат для защиты и для автоматического управления электрическими машинами.

Факторы, воздействующие на срабатывание реле, могут быть как электрическими (ток, напряжение), так и неэлектрическими (температура, давление, характер среды, уровень жидкости и т. п.). Значение фактора, при котором происходит срабатывание реле, называется величиной срабатывания, или уставкой реле.

По принципу действия реле можно разделить на электромагнитные, индукционные, тепловые и т. п. По времени срабатывания различают реле мгновенного действия и реле с выдержкой времени (реле времени). Выдержка времени может быть как при замыкании контактов реле, так и при размыкании.

Обычно реле осуществляет свои защитные функции в сочетании с контакторами. Контакты реле включаются в цепь втягивающей катушки контактора (поэтому контакты реле предназначаются для сравнительно небольших токов).

При срабатывании реле его контакты размыкаются и разрывают цепь питания втягивающей катушки контактора. Контактор, лишившись питания, размыкает свои контакты и отключает защищаемый электродвигатель от сети.

Размыкание контактов реле может происходить при увеличении тока выше допускаемой величины (реле максимального тока), при падении тока ниже определенной величины (реле минимального тока), при изменении его направления (реле обратного тока). Существуют также реле максимального, минимального и нулевого напряжения.

Особую группу составляют реле защиты генераторов и двигателей, встраиваемые в воздушные автоматические выключатели.

Якорь электромагнитов этих реле оказывает непосредственное воздействие на механизм переключения автомата. Такие реле называются реле прямого действия, или расцепителями, так как под их воздействием происходит расцепление деталей в механизме переключения автомата и разрыв защищаемой цепи.

Наибольшее распространение на судах морского флота имеют электромагнитные реле. Рассмотрим устройство некоторых типов этих реле.

На рис. 1 дан эскиз реле типа ЭР-70. Это реле в основном употребляется как реле максимального тока. На изоляционной плите 9 смонтирован угольник магнитопровода 1 с надетой на него втягивающей катушкой 2 и две неподвижные контактные стойки 10. На магнитопровод навешен якорь 3 с контактным мостиком 4.

Когда якорь притягивается к магнитопроводу, контактный мостик размыкает неподвижные контакты 10, если же тока в катушке 2 нет или проходящий по ней ток меньше тока уставки реле — контакты 10 замкнуты мостиком 4 (реле с н. з. контактами).

Уставка реле зависит от натяжения пружины 6 и может быть изменена вращением фасонной гайки 8. На шкале 7 нанесены риски, соответствующие различным уставкам реле.

В таком исполнении, если уменьшится величина тока, вызвавшего срабатывание реле, якорь реле под действием пружины 6 отпадает от сердечника и контакты реле вновь замкнутся.
Это возвращение контакта реле в исходное положение происходит без какого-либо внешнего воздействия, поэтому реле такого типа называется реле с самовозвратом.

При применении реле с самовозвратом сразу же после отключения электродвигателя происходит повторный пуск его в ход. Если при этом причина, приведшая к недопустимому току в цепи двигателя, еще не устранена, то максимальное реле опять сработает и двигатель опять будет отключен от сети.

В некоторых случаях применение реле с самовозвратом является недопустимым; тогда реле снабжается дополнительным приспособлением в виде защелки 5, препятствующей возврату якоря, а следовательно, и контактов реле в исходное положение. Защелку можно сдвинуть с места только посредством внешнего воздействия. Такие реле носят название реле с принудительным возвратом.

Рис.1. Эскиз реле типа ЭР-70

Если защелка освобождается вручную, реле называется реле с ручным возвратом. Если для освобождения защелки применяют электромагнит, то реле называют реле с электромагнитным возвратом.

Ручной возврат осуществляется нажимом на кнопку специального толкателя, установленного на дверцах ящика, в котором обычно монтируется реле вместе с другими аппаратами управления. Толкатель нажимает на защелку 5 и освобождает якорь реле.

Дистанционный электромагнитный возврат осуществляется при помощи катушки 11. Эта катушка рассчитана на кратковременный режим работы и не может оставаться включенной на длительное время.

На рис. 2 изображено электромагнитное реле типа ЭР-100. Оно употребляется в качестве максимального реле, реле защиты от перегрузки (грузовое реле), реле минимального напряжения и реле времени.

При использовании реле в качестве токового его втягивающая катушка 7 выполняется из толстой проволоки или медной шины, имеет небольшое число витков и включается в цепь последовательно.

У реле напряжения или реле времени катушка состоит из большого числа витков тонкой медной проволоки и включается параллельно защищаемой цепи.

Магнитопровод реле состоит из угольника 1 и сердечника 8. На сердечник надета втягивающая катушка 7, закрепленная нажимной шайбой 9.

Рис.2. Электромагнитное реле типа ЭР-100

Подвижные контакты реле выполнены в виде контактных мостиков 3, укрепленных на якоре 6. Мостик подвешен на пружине 4, допускающей некоторое смещение мостика в любой плоскости.

Якорь связан с неподвижным магнитопроводом пластиной 5 и уравновешен грузом 13. При срабатывании реле якорь преодолевает натяжение пружины 10 и контактные мостики попарно замыкают неподвижные контакты, расположенные на стойках 2.

Регулировка уставки реле производится вращением гайки 11, т. е. изменением натяжения пружины 10.

Выдержка времени у этих реле, получаемая при размыкании контактов, достигается или замыканием катушки реле накоротко, или (при наличии на сердечнике катушки медной гильзы) размыканием цепи катушки, как это было описано при рассмотрении таймтакторов.

Грубая регулировка выдержки времени производится изменением толщины немагнитной прокладки 12, укрепленной на якоре реле.

Чем толще эта прокладка (т. е. чем больше расстояние между сердечником катушки и притянутым якорем), тем меньше выдержка времени.

Окончательная (точная) регулировка, как было сказано выше, достигается изменением натяжения пружины 10.

Электромагнитные реле могут обеспечить выдержку времени от 0,3 до 5 сек.

Реле времени применяются в различных схемах управления двигателями в качестве так называемых реле ускорения, которые служат для постепенного выведения из цепи ступеней пуско-регулировочного сопротивления.

Реле ускорения имеют нормально замкнутые контакты, замыкающиеся тогда, когда ток по 7 катушке реле не проходит.

Защита от обратного тока параллельно работающих генераторов осуществляется при помощи реле обратного тока. Схема устройства такого реле дана на рис. 3.

Рис. 3. Реле обратного тока

Магнитопровод 1 этого реле имеет сердечник 5, на котором размещена токовая катушка 4. На якоре 2, могущем поворачиваться на своей оси, находится катушка напряжения. На оси якоря укреплен рычажок с подвижным контактом 3. Рычажок оттягивается пружиной 6 от неподвижных контактов 7.

При нормальном направлении тока в обеих катушках якорь стремится повернуться в ту сторону, в которую его оттягивает пружина 6. При изменении направления тока в защищаемой цепи, а следовательно, и в катушке 4 полюсы магнитопровода изменят свою полярность — якорь повернется в другую сторону и его подвижный контакт 3 замкнет неподвижные контакты 7.

Контакт 7 включит выключающую катушку автомата, последний сработает и отключит генератор. Реле этого типа может быть выполнено и на размыкание контактов.

Рассмотренные максимальные реле мгновенного действия не могут защитить электродвигатели от перегрузок порядка 10—50% от номинальной мощности двигателя, так как уставка максимального реле не может быть меньше пускового тока двигателя (обычно превосходящего нормальный ток в 1,5—2 раза).

Между тем такие перегрузки в течение определенного интервала времени могут вызвать серьезное повреждение двигателя. Поэтому, кроме защиты двигателя от кратковременных, больших токов (толчков тока или коротких замыканий), осуществляемой максимальным реле, двигатель .защищают от длительных перегрузок.

Одним из аппаратов, осуществляющих эту защиту, является тепловое реле. Устройство теплового реле представлено схематически на рис. 4.

Рис. 4. Тепловое реле

В реле имеется биметаллическая пластинка 2, окруженная нагревательным элементом 1, по которому проходит ток защищаемого объекта. Биметаллическая пластинка изготовляется из двух разных металлов, обладающих различной способностью расширяться при нагревании.

Поэтому при нагреве эта пластинка изгибается в сторону металла с меньшей способностью к расширению.

Нагревательный элемент рассчитывается так, что при прохождении по нему определенного тока в течение заданного условиями защиты промежутка времени биметаллическая пластинка нагреется и изогнется настолько, что освободит придерживаемый ею рычажок 3.

Рис. 5. Двухполюсное тепловое реле типа ТТ-12

Под действием пружины 5 этот рычажок поворачивается на своей оси, вследствие чего контакты 4 и 6 разомкнутся. Эти контакты включены в управляющую цепь контактора, который отключает защищаемый электродвигатель от сети.

Рассмотренное тепловое реле относится к числу реле с ручным возвратом контактов в исходное положение. Время, по истечении которого тепловое реле приходит в действие от перегрузки, зависит от величины последней: чем больше перегрузка двигателя, тем быстрее действует реле. Так, например, тепловое реле для защиты небольших по мощности двигателей (до 3 кВт) сработает: при перегрузке двигателя на 25% — через 3 мин, при перегрузке на 50% — через 2 мин и при перегрузке на 100% — через 1 мин.

На рис. 5 показано двухполюсное тепловое реле типа ТТ-12 с нормально замкнутыми контактами (кожух с реле снят).

Рис. 6. Реле давления

В качестве примера реле, реагирующего на изменение неэлектрических величин, рассмотрим реле давления, изображенное на рис. 6. Это реле широко применяется на морских судах в гидрофорных установках, служащих для автоматического снабжения экипажа пресной и забортной водой.

В корпусе 1, закрытом кожухом 2, смонтированы две мембраны 3, воспринимающие давление снизу и передающие его через поршни 4 на подушки 5. С противоположной стороны на подушки 5 воздействуют пружины 6, установленные на стержнях 7. Натяжение пружин регулируется гайками 8. Цифрой 9 помечены выключающие органы реле — микровыключатели.

Внутренняя полость реле, в которой находятся мембраны, соединена с контролируемой цистерной. Если давление в цистерне преодолеет натяжение пружины, поршень 4 подымется и через подушку 5 воздействует на контактную систему реле.

Реле имеет две контактные системы. Одна работает при повышении давления до максимального и отключает электродвигатель насоса, подающего воду в контролируемую цистерну. Другая срабатывает при понижении давления до минимального и включает электродвигатель насоса, подающего воду.

Мощное электромагнитное реле NNC71A1 | Электрическое устройство | Clion

Мощное электромагнитное реле NNC71A1 (JQX-12F) используется в бытовых электроприборах, механическом управлении, промышленном оборудовании, промышленной и автоматической системе управления, сельскохозяйственном оборудовании и передачи и распределения мощности, и так далее.

Особенности

• Большая мощность: 30A
• Мощное электромагнитное реле NNC71A1(JQX-12F) устанавливается прикручиванием.
• Устройство оснащено одной и двумя группами перекидных контактов.

Маркировка

CCC:2011010303471251
CE:5401090516

Объяснение обозначений модели

Параметры контакта реле

Электромагнитная катушка реле

Номинальное напряжение в	DC12V	DC24V	DC110V	DC220V
Номинальный ток (±10%) мA	167	83. 3	18.2	9
Сопротивление обмотки(±10%) Ом	71.8	288	6044	24444
Номинальная мощность Вт	2.0W
Напряжение втягивания(Макс.)в	Ниже 75%
Напряжение отпадания(Мин.)в	Выше 10%
Допустимое напряжение(Макс.)в	Номинальное напряжение ×110%
Номинальное напряжение в	AC12V	AC24V	AC110V	AC220V
Номинальный ток (±10%) мA	333	167	36	18.1
Сопротивление обмотки(±10%) Ом	12.6	50.3	1069	4254
Номинальная мощность Вт	4.0VA
Напряжение втягивания(Макс.)в	Ниже 80%
Напряжение отпадания(Мин. )в	Выше 30%
Допустимое напряжение(Макс.)в	Номинальное напряжение ×110%

Характеристики мощного электромагнитного реле NNC71A1 (JQX-12F)

Размер и установка

① Вид спереди; ② Вид сбоку; ③ Установочный размер ; ④ Схема соединения 1Z; ⑤ Схема соединения 2Z

Схожая продукция
релейный переключатель, электрический выключатель, электроустройство

Типы и устройство реле

Реле — электрическое устройство (выключатель), предназначенное для замыкания и размыкания различных участков электрических цепей при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных величин. Различают электрические, механические и тепловые реле.

Существует класс электронных полупроводниковых приборов, именуемых оптореле (твердотельное реле), но он в данной статье не рассматривается.

В электронной схемотехнике иногда электронные блоки с функцией переключения цепи по изменению какого-либо физического параметра также называют реле. Например, фотореле, реле контроля фаз или реле-прерыватель указателей поворота автомобиля.

Устройство

Основные части электромагнитного реле: электромагнит, якорь и переключатель. Электромагнит представляет собой электрический провод, намотанный на катушку с сердечником из магнитного материала. Якорь — пластина из магнитного материала, через толкатель управляющая контактами.

Классификация реле

• По начальному состоянию контактов выделяются реле с:
  • Нормально замкнутыми контактами.
  • Нормально разомкнутыми контактами.
  • Переключающимися контактами.

• По типу управляющего сигнала выделяются реле:
  • Постоянного тока:
    • Нейтральные реле: полярность управляющего сигнала не имеет значения, регистрируется только факт его присутствия/отсутствия. Пример: реле типа НМШ.
    • Поляризованные реле: чувствительны к полярности управляющего сигнала, переключаются при её смене. Пример: реле типа КШ.
    • Комбинированные реле: реагируют как на наличие/отсутствие управляющего сигнала, так и на его полярность. Пример: реле типа КМШ.

  • Переменного тока.

• По допустимой нагрузке на контакты.
• По времени срабатывания.
• По типу исполнения:
  • Электромеханические реле:
    • Электромагнитные реле (обмотка электромагнита неподвижна относительно сердечника).
      • Герконовые реле.

    • Магнитоэлектрические реле (обмотка электромагнита с контактами подвижна относительно сердечника).
    • Термореле (биметаллическое).
    • Электродинамические реле:
      • Ферродинамические реле.

    • Индукционные реле.

  • Статические реле:
    • Ферромагнитные реле.
    • Ионные реле.
    • Полупроводниковые реле.

• По контролируемой величине:
  • Реле напряжения.
  • Реле тока.
  • Реле мощности.
  • Реле пневматического давления.
  • Реле контроля изоляции.

• Специальные виды электромагнитных устройств:
• Шаговый искатель.
• Устройство защитного отключения.
• Автоматический выключатель.
• Реле времени.
• Электромеханический счётчик.

Особенности работы

Работа электромагнитных реле основана на использовании электромагнитных сил, возникающих в металлическом сердечнике при прохождении тока по виткам его катушки. Детали реле монтируются на основании и закрываются крышкой. Над сердечником электромагнита установлен подвижный якорь (пластина) с одним или несколькими контактами. Напротив них находятся соответствующие парные неподвижные контакты.

В исходном положении якорь удерживается пружиной. При подаче управляющего сигнала электромагнит притягивает якорь, преодолевая её усилие, и замыкает или размыкает контакты в зависимости от конструкции реле. После отключения управляющего напряжения пружина возвращает якорь в исходное положение. В некоторые модели, могут быть встроены электронные элементы. Это резистор, подключенный к обмотке катушки для более чёткого срабатывания реле, или (и) конденсатор, параллельный контактам для снижения искрения и помех.

Управляемая цепь электрически никак не связана с управляющей (такая ситуация часто обозначается в электротехнике как сухой контакт). Более того в управляемой цепи величина тока может быть намного больше чем в управляющей. Источником управляющего сигнала могут быть: слаботочные электрические схемы (например дистанционного управления), различные датчики (света, давления, температуры и т. п.), и другие приборы которые на выходе имеют минимальные значения тока и напряжения. Таким образом, реле по сути выполняют роль дискретного усилителя тока, напряжения и мощности в электрической цепи. Это свойство реле, кстати, имело широкое применение в самых первых дискретных (цифровых) вычислительных машинах. Впоследствии реле в цифровой вычислительной технике были заменены сначала лампами, потом транзисторами и микросхемами — работающими в ключевом (переключательном) режиме. В настоящее время имеются попытки возродить релейные вычислительные машины с использованием нанотехнологий.

В настоящее время в электронике и электротехнике реле используют в основном для управления большими токами. В цепях с небольшими токами для управления чаще всего применяются транзисторы или тиристоры.

При работе со сверхбольшими токами (десятки-сотни ампер; например, при очистке металла методом электролиза) для исключения возможности пробоя контакты управляемой цепи исполняются с большой контактной площадью и погружаются в масло (так называемая «масляная ячейка»).

Реле до сих пор очень широко применяются в бытовой электротехнике, в особенности для автоматического включения и выключения электродвигателей (пускозащитные реле), а также в электрических схемах автомобилей. Например, пускозащитное реле обязательно имеется в бытовом холодильнике, а также в стиральных машинах. В этих устройствах реле намного надёжнее электроники, так как оно устойчиво к броску тока при запуске электродвигателя и, особенно, к сильному броску напряжения при его отключении.

ПРО РЕЛЕ И НЕ ТОЛЬКО

1. Про реле и не только

Для начала несколько фактов из истории развития реле. Джозеф Генри (1797-1878), выдающийся американский ученый, изобрел электромагнитное реле и использовал его в лаборатории своего университета. Его маломощный электромагнит мог управлять устройством для замыкания и размыкания высоковольтной электрической цепи. Генри считал, что реле могут использоваться в промышленности в качестве средства (системы) управления, но основной сферой его интересов все же было электричество. Реле он использовал в качестве лабораторного фокуса для развлечения студентов. Позже Сэмюель Морзе усовершенствовал релейное устройство Генри путем использования более тонкой проволоки и приспособил его для передачи сигналов кода Морзе по многокилометровым проводам.

В 1846 году Джозеф Генри был профессором физики в колледже Нью-Джерси (ныне известном как Принстонский университет). Он публиковал научные статьи по разнообразным вопросам, включая электромагнетизм, оптику, акустику, геомагнетизм и многое другое, но его репутация как ученого сложилась в основном на основании его работы в области общего и прикладного электромагнетизма. В частности, он открыл взаимоиндукцию, самоиндукцию, придумал электромагнитное реле, что позволило ему изобрести первый электромагнитный телеграф, который можно было использовать на больших расстояниях, а также разработал концепцию электрического трансформатора. Первый электродвигатель – еще одно изобретение Генри.

По общему мнению, бытующему сегодня, именно Джозеф Генри является изобретателем телеграфа, а не Сэмюель Морзе, у которого, если уж на то пошло, даже не было технического образования. Морзе лишь адаптировал идеи и изобретения Генри (и Вейла) так, что они стали похожи на его собственные, и запатентовал их, что закрепило за ним звание владельца.

Ясно то, что вклад Джозефа Генри имеет огромное значение для истории телеграфа. Он сделал важнейшие открытия в сфере электромагнетизма, в частности, разработал способы создания электромагнитов, достаточно мощных для трансформации электрической энергии в полезную мощность на расстоянии. В большой степени телеграф Морзе основывается на обнаруженных Генри принципах действия электромагнитов.

Вот что говорят документы, хранящиеся в Смитсоновском институте и Гарвардском университете: «Джозеф Генри начал исследования в области электромагнетизма в 1827 г., когда был преподавателем Академии Олбани в Нью-Йорке. К 1830 г. на его счету было несколько важнейших технологических прорывов. В частности, он успешно объединил умножитель Швайгера и электромагнит Стерджена, в результате чего получил чрезвычайно мощный магнит. В то время как Стерджен неплотно обмотал подковообразный магнит несколькими футами неизолированной проволоки, Генри использовал изолированный провод, туго намотанный в несколько слоев. В марте 1829 г. он продемонстрировал электромагнит, который имел 400 витков (около 35 футов) из изолированного провода».

«Генри начал демонстрировать практический потенциал электромагнитного телеграфа сразу после того, как вышла его статья. Его прототип состоял из небольшой батареи и магнита, которые соединялись с помощью длинного отрезка медного звонкового провода, натянутого в лекционном зале. Между полюсами этого подковообразного электромагнита он поместил постоянный магнит. Когда на электромагнит подавалось напряжение, постоянный магнит отталкивался от одного полюса и притягивался к другому, а после смены полярности батареи постоянный магнит возвращался в исходное положение. В устройстве Генри постоянный магнит ударял по маленькому офисному звонку. Генри постоянно демонстрировал это устройство в аудитории Олбани в течение 1831-32 гг. »

Коротко говоря, Джозеф Генри был ученым-физиком от бога и настоящим учителем для своих студентов. В награду за все его достижения его идеи и научные эксперименты были украдены. Некоторые всерьез считают Морзе мошенником, захватившим чужие идеи и изобретения, такие как телеграф, и оформившим на них свой патент. Тем не менее, Сэмюелю Морзе стоит отдать должное за изобретение кода, который используется до сих пор.

С того важного дня в 1836 году, когда Генри передал слабый электрический ток по проводу, чтобы подать питание на катушку и заставить зазвенеть звонок, реле эволюционировали и далеко ушли от грубых неуклюжих реле времен Джозефа Генри. В наш век твердотельные реле заменили первоначальные реле, особенно там, где используется переменный ток. Но если подводить итог, то можно сказать, что реле (и соленоиды) благополучно пережили эпоху транзисторов и интегральных микросхем.

Электромагнитные реле, как элемент конструкций

Конечно, выдающийся американский физик Джозеф Генри, помогая худож­нику Самюэлю Морзе в постройке телеграфа, и не думал ни о какой электро­нике, которая потом завоюет мир. Электромагнитное реле он изобрел даже не в рамках фундаментальной науки, которая, как известно, есть способ по­знания мира и чурается практики, а просто, чтобы «помочь товарищу», кото­рый, впрочем, наверняка платил неплохие деньги.

Так это было или иначе — важно, что электромагнитное реле стало одним из самых главных технологических изобретений XIX века. По популярности ему не затмить, конечно, электрического освещения, электрогенератора и электродвигателя, телеграфа, телефона и прочих достижений «века электри­чества», но факт, что именно этот не очень известный широкой публике при­борчик еще недавно был одним из важнейших компонентов любой электри­ческой системы и широко используется до сих пор.

Рис. 7.1. Схематическое устройство (а) и рекомендуемая схема включения (б) электромагнитного реле

Реле стало первым в истории — задолго до ламп и транзисторов — усилите­лем электрических сигналов. С помощью реле напрямую не усилить предвы­борную речь кандидата в президенты, но если ее закодировать нулями­единицами, как мы это будем делать в этой книге позднее, то реле справится с такой задачей ничуть не хуже любого другого устройства— именно на этом свойстве было основано его применение в телеграфе Морзе.

Конечно, быстродействие реле, как ключевого элемента, оставляет желать лучшего — даже о килогерцах здесь речь не идет, обычная скорость сраба­тывания для самых малогабаритных и быстродействующих реле составляет десятки миллисекунд, что соответствует частотам в десятки герц. Но в режи­ме быстрого переключения реле использовать и не надо, для этого сущест­вуют другие электронные компоненты. Реле используют там, где нужно на­дежно коммутировать нагрузку с минимальными потерями в контакте. Огромным преимуществом реле является не только полная гальваническая развязка между входом и выходом, но и низкое сопротивление контактов. По этой причине их использовали до самого последнего времени, например, для коммутации в измерительных схемах, где очень важно, чтобы сопротивление измерительных цепей было минимальным и стабильным. Учтите, что указы­ваемые в справочниках параметры контактов (типа «переходное сопротивле­ние не более 1 Ом») обычно сильно завышены, они рассчитаны на наихуд­ший случай.

На рис. 7.1, а схематически изображено устройство простейшего электромаг­нитного реле. Любое реле — независимо от конструкции — обязательно со­держит три главных компонента: обмотку, якорь и контакты. Исключение составляют т. н. герконовые² реле, у которых якорем служат сами контакты. Обмотка представляет собой катушку индуктивности (соленоид), около ко­торой (или в которой) при подаче тока перемещается якорь, выполненный из ферромагнитного материала. Теорию этого процесса излагать слишком дол­го, да к тому же она не нужна для практических целей. Важно понимать, что при подаче переменного или постоянного тока якорь перемещается и через тягу из изолирующего материала (на рис. 7.1, а она показана пунктиром) приводит к перемещению подпружиненных контактов, которые замыкаются (если были «нормально разомкнутыми») или размыкаются (если были «нор­мально замкнутыми»).

Также используется и вариант «перекидных» контактов, в которых присутст­вует центральный общий подпружиненный контакт, в нормальном положе­нии замкнутый с одним из соседних, а при подаче тока перекидывающийся к другому. Если ток через обмотку снимается, то все возвращается в исходное состояние. Большинство типов реле содержит не одну, а несколько групп та­ких контактов, управляемых одним якорем. Это можно увидеть на рис. 7.2, где представлены некоторые типы реле.

Разумеется, вокруг этого базового принципа работы за много лет были на­кручены различные «прибамбасы»: так, существуют реле, которые при каж­дой подаче импульса тока перебрасываются в противоположное положение (пускатели), реле, контакт в которых может иметь три положения (трехпози-ционные: замкнуто-нейтраль-замкнуто) и т. п., но мы не будем их рассматри­вать, потому что большинство функций таких специализированных реле дав­но выполняют логические микросхемы. Мало того, вместо электромагнитных реле во многих случаях (но не во всех!) лучше использовать оптоэлектрон-ные (твердотельные) реле — принцип тот же, но нет никаких соленоидов и движущихся частей. Их мы кратко рассмотрим далее, а пока изучим важней­шие характеристики обычных реле — они мало меняются даже с переходом к твердотельной электронике.

Главным и основным свойством, побуждающим инженера-электротехника и электроника использовать обычные реле в век господства транзисторов и микросхем, является полная (более полной и представить себе трудно) галь­ваническая развязка не только обмотки от коммутируемого напряжения, но если пар контактов больше одной, то и различных коммутируемых напряже­ний друг от друга. Коммутация происходит чисто механическим способом, потому коэффициент усиления по мощности у реле очень велик — например, обмотка реле РЭС9 потребляет 30 мА при 27 вольтах, что составляет меньше ватта, но это реле может двумя парами контактов коммутировать нагрузки до 1 А при 220 вольтах переменного тока на каждый контакт в отдельности — то есть в сумме почти полкиловатта!

Мы будем заниматься реле постоянного тока (то есть такими, обмотки кото­рых работают от постоянного тока, хотя коммутировать они могут в принци­пе любой сигнал). В первую очередь нас интересует, сколько энергии надо затратить на переключение. В справочниках приводится либо величина тока через обмотку, либо величина рабочего напряжения, что равнозначно, пото­му что величина сопротивления обмотки тоже всегда приводится. Обычно одинаковые типы реле имеют разновидности с разными сопротивлениями обмоток (это определяется т. н. «паспортом»).

Рис. 7.2. Некоторые разновидности электронных реле

Главный недостаток электромагнитных реле в сравнении с полупроводнико­выми устройствами — энергетический порог, с которого начинается управ­ление обмотками, весьма велик. Все же токи в 30—50 мА при напряжениях 5—30 В, то есть мощности порядка ватта (и это для малогабаритных реле, для реле покрупнее нужна еще большая мощность), — запредельны для со­временной электроники и являются слишком большой роскошью, если тре­буется всего только включить нагрузку в виде лампочки. А вот когда необхо­димо от маломощного сигнала включить, например, мощный нагреватель — тут реле практически незаменимы. В большинстве современных бытовых нагревательных приборов (в отопителях, электродуховках, хлебопечках и пр. ), по моим наблюдениям, для включения-отключения мощного нагрева­теля применяют именно электромагнитные реле, а не бесконтактные выклю­чатели— так надежнее, дешевле и, к тому же, они дают ниже уровень электромагнитных помех.

Заметки на полях

Кстати, а как определить напряжение срабатывания незнакомого реле, если справочника нет под рукой? Это несложно, только надо иметь регулируемый источник питания. Найдите с помощью тестера выводы обмотки (она имеет обычно сопротивление от десятков ом до нескольких килоом, а если реле имеет прозрачный корпус, то найти ее можно просто визуально) и подключите обмотку к источнику. Найдите нормально замкнутые контакты (прозвонкой) и подключите к ним тестер. Выведите источник на минимальное напряжение, включите его, а затем постепенно добавляйте напряжение. Вместо подключе­ния тестера можно просто поднести реле к уху, но если оно малогабаритное и тем более герконовое, то щелчок при срабатывании можно и не услышать. Отметьте значение напряжения, когда реле сработает, а затем умножьте его на полтора — это и будет приблизительное значение номинального напряже­ния срабатывания.

Другим недостатком реле, как нагрузки для полупроводниковых приборов, является то, что его обмотка представляет собой индуктивность. Для посто­янного тока это просто сопротивление, но в момент переключения она, как описано в главе 5, может доставить немало неприятностей. В момент разрыва или замыкания управляющей цепи на обмотке реле возникает импульс на­пряжения (по полярности он противоположен направлению изменения тока в обмотке). Если индуктивность обмотки велика, а ее собственное (активное) сопротивление мало, то импульс этот может вывести из строя коммутирую­щий прибор (например, транзистор) и в любом случае создает сильные поме­хи остальным элементам схемы по шине питания. Поэтому при стандартном включении реле всегда рекомендуется включать параллельно его обмотке диод (даже если коммутация происходит не от полупроводниковых источни­ков, а от таких же реле) — в таком направлении, чтобы в статическом режи­ме, когда все успокоилось, диод этот тока не пропускал (см. рис. 7.1, б). То­гда выброс напряжения ограничивается уровнем напряжения на открытом диоде, то есть 0,6 В.

Следует учитывать еще одну особенность электромагнитных реле. Ток (на­пряжение) срабатывания у них намного превышает ток (напряжение) отпус­кания — так, если в характеристиках указано, что номинальное напряжение реле составляет 27 В, то при этом напряжении гарантируется замыкание нормально разомкнутых до этого контактов. Но совершенно необязательно выдерживать это напряжение длительное время — так, 27-вольтовые реле спокойно могут удерживать контакты в замкнутом состоянии вплоть до того момента, пока напряжение на их обмотке не снизится до 8—10 вольт. Такой гистерезис — очень удобное свойство электромагнитных реле, которое по­зволяет избежать дребезга при срабатывании-отключении и далее сэкономить энергию при работе с ними. Так, на рис. 7.3, а приведена схема управления реле, которое в начальный момент времени подает на него нужное номи­нальное напряжение для срабатывания, а затем неограниченное время удер­живает реле в сработавшем состоянии при пониженной величине тока через обмотку.

Рис. 7.3. Некоторые схемы включения реле: а — со снижением напряжения удержания; б — схема самоблокировки с кнопками «Пуск» и «Стоп»; в — схема классического электромеханического звонка

На рис. 7.3 также приведены еще две классические схемы. Схема на рис. 7.3, б называется «схемой самоблокировки» (после нажатия кнопки «Пуск» ее можно отпустить, и реле останется замкнутым — блокируется) и очень часто применяется в управлении различными мощными устройствами, например, электродвигателями станков. Мощные реле-пускатели для таких двигателей имеют даже специальную отдельную пару маломощных контак­тов, предназначенную для осуществления самоблокировки. В этих случаях ток через стандартные кнопки «Пуск» и «Стоп» не превышает тока через об­мотку пускателя (который составляет несколько десятков или сотен милли­ампер), в то время, как мощность разрываемой цепи может составлять мно­гие киловатты, притом это может быть трехфазная цепь со всякими дополнительными неприятностями вроде огромных индуктивностей обмоток мощных двигателей.

Другая схема (рис. 7.3, в) скорее забавна и есть дань прошлому, когда ника­кой электроники не существовало. Это есть схема простейшего электриче­ского звонка, который может быть реализован на любом реле. Оно и само по себе при подключении по этой схеме задребезжит (правда, звук может быть самым разным, в зависимости от быстродействия и размеров реле, потому лучше употребить слово «зазуммерит»), но в обычном звонке якорь еще свя­зывают со специальной тягой, которая в процессе работы стучит по металли­ческой чашке, формируя звуковой сигнал. Есть и более простая конструкция электромеханического звонка, когда на обмотку реле просто подают пере­менное напряжение, от чего якорь вибрирует с его частотой (так устроены, например, звонки старинных телефонов с крутящимся диском), но нас тут интересует именно классическая схема, потому что в ней в чистом виде реа­лизован другой основополагающий принцип электроники, так или иначе присутствующий в любых генераторах колебаний, — принцип положитель­ной обратной связи. Якорь в первый момент притягивается — питание раз­мыкается— якорь отпускает— питание замыкается— якорь притягивается и т. д. Частота генерируемых колебаний зависит исключительно от механи­ческой инерции деталей реле.

Условное обозначение реле

Как известно, что если через катушку индуктивности пропустить постоянный электрический ток, то вокруг нее образуется магнитное поле, которое начинает притягивать металлические предметы. Если около такого соленоида расположить одну или несколько подпружиненных контактных групп и их подвижные части жестко соединить с пластиной, изготовленной из металлического сплава, расположенной около одного из полюсов катушки, то получится электромагнитное коммутирующее устройство, которое называется «реле» от французского «relais».

При подключении катушки к источнику тока стальная пластинка начинает, притягивается к катушке и тем самым приводит в движение контакты, замыкающие или размыкающие электрическую цепь. Чтобы пластина реле вернулась в первоначальное положение, катушку необходимо обесточить.

Обозначение реле

На электрических схемах условное обозначение реле наносится в виде прямоугольника, от наибольших сторон которого отведены линии выводов питания соленоида.

Номера контактной группы К2.1 и К2.2

Контакты электромагнитного реле изображают аналогично, контактам выключателей и переключателей. Условное графическое обозначение реле, контакты которого расположены рядом с катушкой, соединяют штриховой линией, а если контакты расположены в различных местах, то около прямоугольного знака соленоида, ставят символ «К» и его порядковый номер, как и в первом случае, и около контактов реле помимо его номера, через точку пишут номер контактной группы.

Поляризованное реле

Работа обычных электромагнитных реле не требует полярности подключения источника напряжения, приложенного к концам катушки. Но есть реле, для которых обязательно нужно соблюдать это условие. Такие реле называют поляризованными.

При подаче напряжения на обмотку зависимого от полярности реле, его контакты приводятся в движение и могут быть зафиксированы в таком положении даже при разрыве цепи обмотки. Чтобы изменить положение контактов, необходимо поменять полярность подачи напряжения на обмотке.

Условное обозначение полярного реле, на электрической принципиальной схеме, наносится в виде прямоугольника с двумя выводами и жирной точкой у одного из разъёмов. Этот знак, в виде жирной точки, ставится так же у одного из неподвижного контакта, говорящего о том, что в данном положении состояние коммутирующего элемента будет зафиксировано при срабатывании реле. Латинский символ «Р» наносимый в прямоугольнике указывает на то, что это реле поляризованное.

Как работают электрические 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 так же, 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.

Реле

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

Как работают реле

Конструкция реле

На рисунке выше показана схема внутренних частей 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.

Реле

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.

Всплеск напряжения обратного хода

Обратное напряжение, создаваемое индуктивными нагрузками, повредит компонент, используемый для размыкания и замыкания цепи.Катушка индуктивности найдет способ привести ток в соответствие с 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, индуктор использовал 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?

Реле

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.

Замкнутый контур с обратным диодом

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

Обрыв цепи с обратным диодом

На рисунке выше показана разомкнутая цепь, в которой катушка индуктивности изменила свою полярность, а диод находится в прямом смещении.В этой схеме диод позволяет течь и рассеивать ток с той скоростью, которую требует 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, светодиод или любую нагрузку) к этому терминалу, если вы хотите, чтобы устройство было выключено, когда реле не запитано, и включено, 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.

• Общий терминал — это терминал реле, к которому 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.

• Катушка — 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.

SRD-05VDC-SL-C Реле 5 В

Реле SRD-05VDC-SL-C — очень популярное реле среди энтузиастов Arduino и Raspberry Pi. Реле представляет собой реле на 5 вольт, а это означает, что для его активации требуется сигнал 5 вольт. Клеммы NO, NC и C могут работать с нагрузками 125 В / 250 В, 10 А переменного тока:

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

В этом проекте реле будет работать и включать лампочку, когда на выходе Arduino высокий уровень. Добавление другой лампочки к нормально замкнутому штыревому контакту реле приведет к попеременному миганию лампочек.

Вот детали, которые вам понадобятся для сборки этого проекта:

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 предотвращает попадание в катушку ЭДС. Транзистор обеспечивает усиление по току, а небольшой входной ток может переключать относительно большой ток, необходимый для работы катушки реле. Вы можете подключить вход S платы реле к любому из цифровых выходов Arduino Uno. В данном случае он подключен к выводу 13, который можно включать и выключать. Лампочка и аккумулятор 12 В подключены последовательно к общей клемме и нормально разомкнутым штыревым контактам на модуле реле.

Чтобы узнать больше об Arduino, ознакомьтесь с нашим полным руководством по видеокурсу Arduino. Мы обучаем программированию на Arduino и методам построения схем, которые подготовят вас к созданию любого проекта.

Спасибо, что прочитали, и обязательно оставьте комментарий ниже, если у вас есть вопросы по чему-либо!

Как работают реле — Инженерное мышление

Изучите основы реле, чтобы понять основные части, различные типы, а также то, как они работают.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть руководство YouTube.

Для всех ваших потребностей в реле ознакомьтесь с Tele Controls, которые любезно спонсировали это видео.Tele Controls — один из ведущих производителей в области автоматизации с 1963 года. Они предлагают одни из лучших решений, когда речь идет о надежных переключающих реле, и гарантируют максимальный срок службы вашего оборудования.

Ознакомьтесь с их ассортиментом переключающих реле, а также подходящими релейными базами и аксессуарами. Вы можете связаться с ними по электронной почте [адрес электронной почты защищен] или через linkedin, чтобы получить бесплатную памятку по настройке реле.

Для получения дополнительной информации нажмите ЗДЕСЬ

Что такое реле и почему мы их используем?

Реле — это переключатель с электрическим управлением.Реле, как правило, используют электромагнит для механического управления переключателем. Однако в более новых версиях будет использоваться электроника, такая как твердотельные реле.

Реле

Реле используются там, где необходимо управлять цепью с помощью сигнала малой мощности или когда несколько цепей должны управляться одним сигналом. Реле обеспечивают полную гальваническую развязку между управляющими и управляемыми цепями.

Реле

часто используются в цепях для уменьшения тока, протекающего через первичный переключатель управления.Выключатель, таймер или датчик относительно низкой силы тока можно использовать для включения и выключения нагрузки с гораздо большей мощностью. Примеры этого мы увидим чуть позже в статье.

Основные части реле

В реле две главные цепи. Первичная и вторичная стороны.

Первичный и вторичный

Первичный контур обеспечивает управляющий сигнал для работы реле. Этим можно управлять с помощью ручного переключателя, термостата или какого-либо датчика. Первичная цепь обычно подключается к источнику постоянного тока низкого напряжения.

Вторичная цепь — это цепь, которая содержит нагрузку, которую необходимо переключать и контролировать. Когда мы говорим о нагрузке, мы имеем в виду любое устройство, потребляющее электричество, например вентилятор, насос, компрессор или даже лампочку.

Объяснение первичной и вторичной обмоток

На первичной стороне мы находим электромагнитную катушку. Это катушка из проволоки, которая создает магнитное поле, когда через нее проходит ток.

Когда электричество проходит по проводу, оно создает электромагнитное поле, мы можем видеть, что, поместив некоторые компасы вокруг провода, когда мы пропускаем ток через провод, компасы меняют направление, чтобы выровняться с электромагнитным полем.Когда мы наматываем провод в катушку, магнитное поле каждого провода объединяется, образуя большее и более сильное магнитное поле. Мы можем контролировать это магнитное поле, просто контролируя ток.

Кстати, о том, как работают соленоиды, и даже о том, как сделать соленоид своими руками, мы рассказали в нашей предыдущей статье. Убедитесь, что ЗДЕСЬ .

На конце электромагнита находим якорь. Это небольшой компонент, который поворачивается. Когда электромагнит возбуждается, он притягивает якорь.При обесточивании электромагнита якорь возвращается в исходное положение. Обычно для этого используется небольшая пружина.

К якорю подсоединен подвижный контактор. Когда якорь притягивается к электромагниту, он замыкается и замыкает цепь на вторичной стороне.

Якорь

Как работает электромеханическое реле

У нас есть два типа основных реле: нормально разомкнутые и нормально замкнутые. Существуют и другие типы реле, о которых мы поговорим позже в этой статье.

В нормально разомкнутом типе электричество во вторичной цепи не течет, поэтому нагрузка отключена. Однако, когда ток проходит через первичный контур, в электромагните индуцируется магнитное поле. Это магнитное поле притягивает якорь и тянет подвижный контактор, пока он не коснется клемм вторичной цепи. Это замыкает цепь и подает электричество на нагрузку.

С нормально закрытым типом. Вторичный контур обычно замкнут, поэтому нагрузка включена.Когда ток проходит через первичную цепь, электромагнитное поле заставляет якорь отталкиваться, что отключает контактор и разрывает цепь, что прекращает подачу электричества на нагрузку.

Как работают твердотельные реле (SSR)

Принцип работы твердотельных реле или SSR аналогичен, но, в отличие от электромеханических реле, у них нет движущихся частей. Твердотельное реле использует электрические и оптические свойства твердотельных полупроводников для выполнения изоляции входа и выхода, а также функций переключения.

В устройствах этого типа мы находим светодиод на первичной стороне вместо электромагнита. Светодиод обеспечивает оптическую связь, направляя луч света через зазор в приемник соседнего фоточувствительного транзистора. Мы контролируем работу этого типа простым включением и выключением светодиода.

SSR

Фототранзистор действует как изолятор и не пропускает ток, если не подвергается воздействию света. Внутри фототранзистора находятся разные слои полупроводниковых материалов.Есть N-тип и P-тип, которые зажаты вместе. И N-тип, и P-тип изготовлены из кремния, но каждый из них был смешан с другими материалами, чтобы изменить их электрические свойства. N-тип был смешан с материалом, который дает ему много лишних и ненужных электронов, которые могут свободно перемещаться к другим атомам. P-тип был смешан с материалом, в котором меньше электронов, поэтому на этой стороне много пустого пространства, в которое могут перемещаться электроны.

Когда материалы соединяются вместе, возникает электрический барьер, препятствующий течению электронов.

Фототранзистор

Однако, когда светодиод включается, он излучает другую частицу, известную как фотон. Фотон попадает в материал P-типа и сбивает электроны, толкая их через барьер в материал N-типа. Электроны на первом барьере теперь также могут совершать прыжок, и поэтому возникает ток. После выключения светодиода фотоны перестают сталкивать электроны через барьер, и ток на вторичной стороне прекращается.

Итак, мы можем управлять вторичной цепью, просто используя луч света.

Типы реле

Существует множество типов реле, мы рассмотрим несколько основных, а также несколько простых примеров их использования.

Нормально разомкнутые реле

Как мы видели ранее в этой статье, у нас есть простое нормально разомкнутое реле. Это означает, что нагрузка вторичной стороны отключена до тех пор, пока не будет замкнута цепь первичной обмотки. Мы можем использовать это, например, для управления вентилятором, используя биметаллическую полосу в качестве переключателя на первичной стороне.Биметаллическая полоса изгибается при повышении температуры, при определенной температуре замыкает цепь и включает вентилятор, чтобы обеспечить некоторое охлаждение.

Нормально разомкнутые реле

Нормально замкнутые реле

Еще у нас есть нормально замкнутое реле. Это означает, что нагрузка на вторичной стороне обычно включена. Например, мы могли бы управлять простой насосной системой для поддержания определенного уровня воды в резервуаре для хранения. Когда уровень воды низкий, насос включен. Но, как только он достигает необходимого предела, он замыкает первичную цепь и снимает контактор, что отключает питание насоса.

Нормально закрытый простой пример

Блокировочное реле

В стандартном нормально разомкнутом реле после обесточивания первичной цепи электромагнитное поле исчезает, и пружина возвращает контактор в исходное положение. Иногда мы хотим, чтобы вторичная цепь оставалась под напряжением после размыкания первичной цепи. Для этого мы можем использовать реле с фиксацией.

Например, когда мы нажимаем кнопку вызова на лифте, мы хотим, чтобы свет на кнопке оставался включенным, чтобы пользователь знал, что лифт идет.Итак, для этого мы можем использовать фиксирующие реле. Есть много различных конструкций для этого типа реле, но в этом упрощенном примере у нас есть 3 отдельные цепи и поршень, который находится между ними. Первый контур — это кнопка вызова. Второй — лампа, а третий — схема сброса.

Блокировочное реле

Когда кнопка вызова нажата, оно замыкает цепь и приводит в действие электромагнит, это подтягивает поршень и замыкает цепь, чтобы включить лампу. Контроллеру лифта также посылается сигнал, чтобы лифт опускался. Кнопка отпускается, это отключает питание исходной цепи, но, поскольку поршень не подпружинен, он остается на месте, а лампа остается включенной.

Когда кабина лифта достигает нижнего этажа, она контактирует с выключателем. Это приводит в действие второй электромагнит и отталкивает поршень, отключая питание лампы.

Таким образом, реле с защелкой

предлагают преимущество наличия «памяти» положения. После активации они останутся в своем последнем положении без необходимости в дальнейшем вводе или токе.

Двух- или однополюсный

Реле

могут быть однополюсными или двухполюсными. Термин «полюс» относится к количеству контактов, переключаемых при включении реле. Это позволяет запитать более одной вторичной цепи от одной первичной цепи.

Мы могли бы, например, использовать двухполюсное реле для управления охлаждающим вентилятором, а также сигнальную лампу. И вентилятор, и лампа обычно выключены, но когда биметаллическая полоса в первичной цепи становится слишком горячей, она изгибается, замыкая цепь. Это создает электромагнитное поле и замыкает оба контактора на вторичной стороне, это обеспечивает питание охлаждающего вентилятора, а также сигнальную лампу.

Двухполюсные

Двух- или одинарные реле

Говоря о реле, вы часто будете слышать термин «бросает». Имеется в виду количество контактов или точек подключения. Реле двойного хода объединяет нормально разомкнутую и нормально замкнутую цепи. Реле двойного действия также называют реле переключения, поскольку оно переключает или переключает между двумя вторичными цепями.

В этом примере, когда первичная цепь разомкнута, пружина на вторичной стороне подтягивает контактор к клемме B, запитывая лампу. Вентилятор остается выключенным, потому что цепь не замкнута.

Двойной бросок

Когда первичная сторона находится под напряжением, электромагнит подтягивает контактор к клемме A и отводит электричество, на этот раз запитывая вентилятор и выключая лампу. Таким образом, мы можем использовать этот тип реле для управления различными цепями в зависимости от события.

Двухполюсное реле двойного выброса

Двухполюсное, двухпозиционное реле или DPDT используется для управления 2 состояниями в 2 отдельных цепях.

Здесь мы видим реле DPDT. когда первичная цепь не завершена, клеммы T1 и T2 подключаются к клеммам B и D соответственно. Красный светодиод и световой индикатор горят.

Double Pole Double Throw

Когда первичная цепь замкнута, то T1 и T2 подключаются к клеммам A и C, вентилятор включается и загорается зеленый светодиод.

Ограничительные диоды (диоды с маховиком)

При работе с электромагнитами необходимо учитывать обратную ЭДС или электродвижущую силу.Когда мы запитываем катушку, электромагнитное поле нарастает до максимальной точки, магнитное поле накапливает энергию. Когда мы отключаем питание, электромагнитное поле коллапсирует и очень быстро высвобождает эту накопленную энергию, это коллапсирующее поле продолжает толкать электроны, поэтому мы получаем обратную ЭДС. Это нехорошо, потому что это может вызвать очень большие скачки напряжения, которые повредят наши цепи.

Супрессорный диод

Чтобы преодолеть это, мы можем использовать что-то вроде диода, чтобы подавить это.Диод пропускает ток только в одном направлении, поэтому при нормальной работе ток течет к катушке. Но когда мы отключаем питание, обратная ЭДС будет выталкивать электроны, и поэтому диод теперь будет обеспечивать катушкой путь для безопасного рассеивания энергии, чтобы не повредить наши цепи.

Типы реле

— Руководство по покупке Thomas

Реле

представляют собой переключатели с электрическим управлением. Они используются для управления цепью отдельным сигналом малой мощности или для управления несколькими цепями одним сигналом. Реле впервые были использованы в сетях дальнего телеграфа в качестве усилителей. Они воспроизвели сигнал, поступающий из одной цепи, и повторно передали его в другую цепь. Простое электромагнитное реле состоит из соленоида, который представляет собой проволоку, намотанную на сердечник из мягкого железа, железного ярма, которое обеспечивает путь с низким сопротивлением для магнитного потока, подвижной железной рамы и одного или нескольких наборов контактов. Три основных типа реле: электромеханические, твердотельные и герконовые.

Это реле защиты от перегрузки реагирует на перегрев.

Изображение предоставлено: U.S. Tsubaki Power Transmission, LLC

Реле электромеханические

Электромеханические реле имеют электромагнитную катушку и механический подвижный контакт. Когда катушка получает ток, она создает магнитное поле, которое притягивает подвижный контакт или якорь. Когда катушка теряет мощность, она теряет свое магнитное поле, и пружина втягивает контакт. Механические реле могут выдерживать большие токи, но не так быстро переключаются, как другие типы реле.Их можно использовать с переменным или постоянным током, в зависимости от области применения и конструкции.

Твердотельные реле

Твердотельные реле — это твердотельные электронные компоненты, не имеющие движущихся компонентов, что увеличивает их долговременную надежность. Требуемая энергия управления намного ниже выходной мощности, в результате чего коэффициент усиления мощности выше, чем у большинства других реле. Как правило, это самые маленькие реле, а также они быстрее переключаются, чем другие реле, поэтому они используются в таких приложениях, как компьютерные транзисторы.Компьютеры выполняют миллионы инструкций в секунду и нуждаются в высокоскоростных транзисторных переключателях.

Герконовые реле

Реле

имеют герконовый переключатель и электромагнитную катушку. Переключатель состоит из двух металлических пластин, также называемых язычками, запечатанных в стеклянной трубке, заполненной инертным газом. Когда катушка получает ток, лезвия притягиваются друг к другу и образуют замкнутый путь. Поскольку подвижный якорь отсутствует, износ контактов не является проблемой. Они могут переключаться быстрее, чем более крупные реле, и для их работы требуется низкое напряжение от цепи управления.

Дополнительные типы реле

Коаксиальные реле

Коаксиальные реле используются, когда радиопередатчики и приемники используют одну антенну. Они переключают радиочастотный сигнал с приемника на передатчик. Это действие защищает приемник от высокой мощности передатчика. Контакты не отражают радиочастоту обратно к источнику и изолируют клеммы приемника и передатчика. Они часто используются в трансиверах, которые объединяют передатчик и приемник в одном устройстве.

Реле с выдержкой времени

Реле с выдержкой времени создают преднамеренную задержку срабатывания своих контактов. Очень короткая задержка вызвана медным диском между каркасом и подвижным узлом лезвия. Ток, протекающий через медный диск, сохраняет магнитное поле на короткое время, что увеличивает время восстановления. Для большей задержки в реле с временной задержкой используется дроссельная заслонка — поршень, наполненный жидкостью или воздухом, который медленно выходит. Увеличение или уменьшение скорости потока изменяет продолжительность задержки.Для более длительных задержек можно установить механический часовой таймер.

Реле защиты от перегрузки

Реле защиты от перегрузки защищают электродвигатели от сверхтоков. Датчики перегрузки представляют собой тепловые реле. При слишком большом нагреве катушка нагревает биметаллическую ленту или плавит ванну с припоем для срабатывания вспомогательных контактов. Вспомогательные контакты установлены последовательно с катушкой контактора двигателя, поэтому они отключают двигатель при его перегреве.

Сводка

В этой статье представлено понимание типов реле.Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Прочие «виды» изделий

Больше от компании Electric & Power Generation

Разница между сроком службы в электрической и механической части

Вопрос:

Механическое реле имеет срок службы электрического и механического.В чем разница между электрическим сроком службы и механическим сроком службы?

Ответ:

Это различие зависит от того, подключается ли нагрузка к контакту. Электрический срок службы механического реле, как правило, относится к коммутационному ресурсу реле, в котором номинальная нагрузка подключена к контакту. С другой стороны, механический срок службы относится к сроку службы реле как рабочего механизма, в котором нагрузка не подключена к контакту (состояние холостого хода).

Эти два вида срока службы (электрический срок службы и механический срок службы) определяются следующим образом.

1.Электрический срок службы

Электрический срок службы реле обычно определяется испытанием резистивной нагрузкой (см. Рис. 1).

В этом испытании электрический срок службы варьируется в зависимости от мощности и типа нагрузки (которая включает в себя контактное напряжение, контактный ток), частоты размыкания / замыкания контакта, температуры окружающей среды и т. Д.Для справки в таблице 1 перечислены различные типы нагрузок.

При размыкании или замыкании контакта возникает пусковой ток, величина которого изменяется в зависимости от типа нагрузки, от нескольких до нескольких десятков раз установившегося тока. Этот пусковой ток сильно влияет на срок службы реле, поэтому вам необходимо изучить пусковой ток, который возникает в цепи реле, несущей фактическую нагрузку (см. Рис. 2).

2.Механический срок службы

Механический срок службы реле, как упомянуто выше, относится к сроку службы реле, определяемому испытанием без нагрузки.
Поскольку реле представляет собой компонент, состоящий из механизма, реле изнашивается и изнашивается каждый раз, когда оно открывается и закрывается. Его срок службы может быстро ухудшиться, если он используется в неблагоприятных условиях эксплуатации, когда температура окружающей среды является неподходящей или на катушку подается напряжение, превышающее номинальное. Вы должны быть осторожны с условиями, в которых используется реле (см. Рис.3).

В этой статье мы обсудили разницу между электрическим и механическим сроком службы. Надеемся, статья поможет вам в выполнении ваших схемотехнических работ.

Ключевые слова

• Контакт:
  Под контактом понимается точка контакта в электрической цепи, где отдельные части контактируют друг с другом, создавая токопроводящую дорожку.
• Катушка:
  Проволока намотана на катушку, которая при подаче тока вызывает электромагнитную индукцию.Механическое реле работает, используя эту характеристику катушки.
• Срок службы:
  Срок службы реле определяется как общее количество раз, когда реле размыкается и закрывается без каких-либо проблем.
• Нагрузка:
  Нагрузка в релейной цепи — это элемент, которым необходимо управлять на выходной стороне (контактной стороне) цепи.
• Номинальное напряжение катушки:
  Это рекомендуемое опорное напряжение, которое прикладывается к катушке для нормальной работы реле.
• Номинальное напряжение:
  Это определенное напряжение, приложенное к контакту.
• Контактный ток:
  Контактный ток — это ток, протекающий через контакт.

Электромеханическое реле: принцип работы, конструкция, основы

За последние два десятилетия мир стал свидетелем усиления конкуренции. Это развитие побудило дизайнеров внедрять инновации в продукты. Один из способов, используемых этими дизайнерами для внедрения инноваций, — это автоматизация работы продуктов.Прилагая эти усилия, эти разработчики либо выбирают автоматические устройства, которые уже доступны на рынке, либо проектируют новые такие устройства для автоматизации операций, выполняемых продуктами. Многие из этих автоматических устройств зависят от подключения и отключения электрических цепей путем включения и выключения для управления операциями. Большая часть этого вида автоматизации, включающая включение и отключение электрических цепей, осуществляется с помощью электромеханических реле.Следовательно, действительно важно знать, что такое реле, как оно работает и области применения.

Начнем с его определения.

Что такое электромеханическое реле?

Электромеханическое реле представляет собой дистанционно управляемый переключатель, который размыкает и замыкает свои контакты в результате входного сигнала, подаваемого на его катушку. Он может переключать несколько цепей по отдельности, одновременно или последовательно.

Электромеханическое реле используется как интерфейс между цепью управления и нагрузкой.Для включения реле требуется относительно небольшое количество энергии, но реле может управлять тем, что потребляет гораздо больше энергии.

Катушка, управляющая реле, требует небольшого напряжения для переключения контактов. Выходные контакты реле могут быть подключены к нагрузкам большой мощности, таким как контакторы, устройства защиты и т. Д.

Другие определения электромеханического реле на рынке автоматизации:

• Электромагнитное реле
• Вспомогательное реле
• Миниатюрное реле
• Силовое реле
• Съемное реле
• Электрическое реле
• Управляющее реле

Электромеханическое реле может использоваться для многих целей.Основные цели:

• Коммутация больших электрических нагрузок с помощью цепи управления низкого напряжения.
• Снижение более высокого напряжения до уровня управляющего напряжения.
• Гальваническая развязка цепи нагрузки и цепи управления.
• Преобразование одного входа в несколько выходов.

Конструкция электромеханического реле

Основными компонентами электромеханического реле являются:

Арматура

Якорь реле — это подвижная часть магнитной системы, которая замыкает и размыкает магнитную цепь и действует через привод или подвижные контакты реле.

Контакты

Контакты перемещаются магнитной системой для переключения цепи нагрузки. Контакты несут основную энергию.

Соединительные штифты

Штыри соединяют контактную систему с нагрузкой или релейными гнездами.

Катушка

Катушка реле создает магнитное поле для приведения в действие якоря и контактов. Может поставляться с переменным или постоянным током.

Печатная плата

Печатная плата реле состоит из схемы защиты и индикатора состояния.

Как работает электромеханическое реле?

Электромеханическое реле работает по принципу электромагнита. Электрический ток в катушке создает магнитный поток через ферромагнитный сердечник. Возникающая сила действует на якорь, который переводит контакты в рабочее положение из положения холостого хода с помощью механической трансмиссии. Якорь возвращается в состояние холостого хода за счет так называемого обесточивания катушки.

Реле

имеет простой принцип работы. Вы можете посмотреть видео ниже для лучшего понимания.

Выходные контакты электромеханических реле

Электромеханическое реле имеет механические контакты, которые выполнены в виде нормально разомкнутых, нормально замкнутых или переключающих контактов.

1-Нормально открытый контакт

Контакт называется замыкающим, нормально разомкнутым или рабочим контактом, если он открыт, когда катушка обесточена.Он закрывается, когда катушка заряжается током.

2-нормально замкнутый контакт

Контакт, размыкающий цепь при срабатывании катушки, называется размыкающим, нормально замкнутым или размыкающим контактом.

3-переключающий контакт

Комбинация нормально закрытого и нормально открытого контакта называется переключающим, переключающим или переключающим контактом. Корни нормально разомкнутого и нормально замкнутого контактов соединены.Таким образом, переключающий контакт имеет три соединения.

Типы контактов электромеханических реле

1-Стандартный контакт

Стандартный контакт состоит из пары контактных таблеток и, в зависимости от материала контакта, преимущественно используется для реле управления и питания.

2-двойной контакт

Двойной контакт имеет две пары контактных таблеток. В результате надежность контактов увеличивается до 100 раз.Он используется в реле сигнализации и управления.

3-контактный контакт перед запуском

Предварительный контакт состоит из контакта, снабженного высокотермостойким контактным материалом, и последующего замыкающего контакта, состоящего из другого контактного материала, обладающего хорошей электропроводностью при номинальной нагрузке. Этот контакт в основном используется для переключения больших пусковых токов.

Контактные формы реле

3-контактные, 4-контактные и 5-контактные реле

Реле

также доступны с различными конфигурациями контактов, например, с 3-, 4- и 5-контактными реле.Принцип действия этих реле показан на рисунке ниже:

Применение электромеханических реле

Электромеханические управляющие реле широко используются в большинстве приложений и устройств, использующих электричество, таких как:

• Бытовые электроприборы: Холодильники, стиральные машины
• Промышленное оборудование: Промышленные роботы, режущие станки, конвейеры
• Заводы: Химические заводы, трансформаторные подстанции, электростанции
• Научное оборудование: Лаборатории
• Торговые автоматы и развлекательное оборудование
• Коммуникационное и измерительное оборудование
• Устройства OA: Копировальные аппараты
• Автомобильная электрика
• Панели управления и автоматизации

Преимущества электромеханических реле

Электромеханические реле имеют много преимуществ в схемах управления. Вот некоторые из них:

• Контакты могут переключать переменный или постоянный ток.
• Небольшие размеры и простая конструкция.
• Низкая начальная стоимость.
• Легко монтируется.
• Очень низкое падение напряжения на контакте, поэтому радиатор не требуется.
• Высокая устойчивость к скачкам напряжения.
• Нет тока утечки в закрытом состоянии через открытые контакты.

Недостатки электромеханических реле

У электромеханических реле

есть недостатки.Вот некоторые из них:

• Контакты изнашиваются и поэтому имеют ограниченный срок службы в зависимости от нагрузок.
• Низкая скорость работы.
• Низкое напряжение изоляции.
• Изменение характеристик вследствие старения.
• Короткий срок службы контактов при использовании в приложениях с быстрым переключением или высоких нагрузках.
• Низкая производительность при переключении больших пусковых токов.

Что вызывает выход из строя электромеханического реле?

Наиболее частые отказы электромеханических реле:

Пробой

Неисправность, при которой разряд между противоположными проводниками вызывает короткое замыкание.Это часто происходит с контактами, используемыми со средней и большой мощностью.

Заедание

Сварка, фиксация или приклеивание затрудняют размыкание контактов.

Износ контактов

Износ контактов вызван механическими причинами, например износом при многократной эксплуатации.

Контактная эрозия

Расширение контактов из-за электрических, термических, химических и других причин во время повторяющейся операции.

Активация

Отказ, при котором контактные поверхности загрязняются и разряд происходит легко.

Контактная пленка

Пленки оксидов, сульфидов и других металлов образуются на контактных поверхностях или прикрепляются к ним и вызывают сопротивление границ.

Эффект окантовки

Магнитные характеристики обусловлены формой вокруг непосредственно противоположных магнитных поверхностей.

Гудение

Шум из-за механической вибрации, вызванной полюсами переменного тока или волновыми приводами выпрямителя с недостаточным сглаживанием.

Замачивание

Устранение разницы из-за эффекта магнитной истории путем подачи тока насыщения на рабочую катушку во время измерения напряжения (или тока), которое должно срабатывать и должно отпускаться, или во время тестирования.

Продолжить чтение

Все, что вам нужно знать о реле

Большинству электронных и механических устройств требуются реле для преобразования небольшого электрического входного сигнала в сильный выходной ток, который они получают.Традиционно в сетях дальней связи в качестве повторителей сигналов использовались реле. То есть сигнал, поступающий из одной цепи, обновляется путем передачи по другой цепи. Реле широко использовались в телефонных станциях и первых компьютерах для выполнения логических операций.

Существует множество типов реле, удовлетворяющих требованиям различных приложений. Сегодня вы познакомитесь с определением, функциями, приложениями, особенностями выбора, компонентами, схемами, типами и работой реле.Вы также узнаете их преимущества и недостатки.

Подробнее: Детали шлифовального станка и их функции

Что такое реле?

Реле — это электрический выключатель, который работает с помощью электромагнетизма и преобразует небольшие электрические импульсы в большие токи. Это преобразование происходит, когда электрический вход активирует электромагниты, чтобы сформировать или разорвать существующие цепи.

Используя слабые входы для питания более сильного тока, реле могут эффективно действовать как переключатель или усилитель электрического тока. Это зависит от желаемых приложений.

Реле

также называют переключателем с магнитным приводом, который активируется и деактивируется при включении электромагнита. Напряжение, приложенное к входным клеммам реле, возбуждает электромагнит.

Реле было изобретено американским ученым Джозефом Генри в 1835 году.

Подробнее: Все, что нужно знать о металлообработке

Функции реле

Ниже приведены функции реле в их различных применениях:

• Основная функция реле — служить переключателем там, где необходимо управлять цепями.
• В некоторых типах реле для замыкания и размыкания контактов используется электромагнит,
• Защищает электрические цепи от перегрузки или неисправностей, выступая в качестве защитных реле.

Функции реле

• также позволяют системе работать только в течение заданного периода времени или запускаться только через заданный период времени, что называется реле с временной задержкой.
• Еще одно предназначение реле — коммутация электродвигателей и осветительных приборов.
• Одиночное реле может служить соединителем нескольких контактов, поэтому все они могут двигаться вместе, когда катушка реле находится под напряжением или обесточена.Если один из контактов реле перестанет двигаться, остальные не смогут двигаться. Реле с этим эффектом также известны как реле безопасности.
• Некоторые типы реле имеют отличные функции там, где радиопередатчики и приемники используют одну антенну. Реле выполняет функцию приема-передачи, которая переключает антенну с приемника на передатчик.

Подробнее: Понимание работы электронной системы зажигания

Применение реле

Ниже приведены применения реле:

• Релейные цепи используются для реализации функций локусов, играя важную роль в обеспечении критической для безопасности логики.
• Как упоминалось ранее, реле обеспечивают функции временной задержки, поскольку они рассчитывают время размыкания и замыкания контактов.
• Реле используются для управления цепями высокого напряжения с помощью сигнала низкого напряжения. Они также используют слаботочные сигналы для управления сильноточными цепями.
• Реле служат для защиты устройств, поскольку они обнаруживают прием и изолируют их во время передачи.

Реле перегрузки — это электромеханическое устройство, которое используется для защиты двигателей от сбоев питания или перегрузок.Они часто используются в двигателях для защиты двигателя от внезапных скачков тока, которые могут вызвать повреждение.

Реле перегрузки работает как сверхурочная работа, но отличается от автоматических выключателей и предохранителей, в которых внезапное срабатывание выключит двигатель. Реле тепловой перегрузки является наиболее распространенным типом, в котором для отключения двигателя используется биметаллическая полоса. Эта полоса входит в контакт с контактором, изгибаясь при повышении температуры из-за чрезмерного протекания тока.

Контакт между полосой и контактором приводит к обесточиванию контактора и ограничению подачи энергии на двигатель, тем самым отключая систему.

Подробнее: Понимание работы аккумуляторной системы зажигания

Рекомендации по выбору реле

Ниже приведены факторы, которые следует учитывать при выборе реле для системы:

• Защита — Выбирая реле для конкретного проекта, необходимо учитывать, как реле защитит систему от перегрузок или внезапных скачков напряжения. Необходимо учитывать некоторые другие средства защиты, такие как защита от прикосновения и защита катушки. Защита контактов поможет уменьшить искрение в цепях с использованием индукторов.В то время как защита катушки помогает снизить импульсное напряжение, возникающее при переключении.

Следует учитывать стандартные реле

• , имеющие все разрешения регулирующих органов.
• Высокоскоростные переключающие реле жизненно важны для времени переключения, оно может вам понадобиться.
• Следует учитывать номинальные токи и напряжения реле. Номинальный ток варьируется от нескольких ампер до примерно 300 ампер, а номинальное напряжение — от 300 до 600 вольт переменного тока. Также доступны некоторые высоковольтные реле примерно на 15 000 вольт.
• Также следует учитывать изоляцию между цепью катушки и контактами.
• Знайте типы контактов, которые он несет, будь то нормально замкнутый, нормально разомкнутый или замкнутый контакт.
• Узнайте, какой вариант контакта «Разблокировать до разрыва» или «Разрыв перед включением» — лучший вариант для вашей системы.

Подробнее: Понимание работы системы зажигания от магнето

Компоненты релейной системы

Ниже представлены компоненты различных типов релейной системы и их функции:

Рама — это контейнер или сверхпрочная рама, которая содержит и поддерживает различные части реле.

Катушка — это проволока, намотанная на металлический сердечник. Это часть, которая вызывает электромагнитное поле

Якорь — это подвижная часть, которая размыкает и замыкает контакты. Имеется прикрепленная пружина, которая возвращает якорь в исходное положение.

Контакты — это проводящая часть, которая заставляет реле замыкать (замыкает) или размыкать (размыкать) цепь.

Реле двухцепные; цепь включения и контактная цепь.Сторона подачи питания имеет катушку, а контакты реле имеют контактную сторону. Катушка реле находится под напряжением, когда через катушку протекает ток, и создается магнитное поле. В блоке переменного тока полярность меняется 120 раз в секунду, полярность также фиксируется в системе постоянного тока.

Магнитная катушка притягивает железную пластину, являющуюся частью якоря. Одна часть этого якоря прикреплена к металлическому каркасу, который выполнен с возможностью поворота якоря. Другой конец открывает и замыкает контакты, которые имеют разную конфигурацию.

Эти конфигурации зависят от количества обрывов, полюсов и бросков реле. то есть реле можно назвать однополюсным, одноходовым (SPST) или двухполюсным, одноходовым (DPST).

Подробнее: Свеча зажигания

Перерыв:

Разрыв — это количество отдельных мест или контактов, которые реле использует для размыкания или замыкания одной электрической цепи. Эти контакты бывают одинарными или двойными; одинарный размыкающий контакт (SB) разрывает электрическую цепь в одном месте.в то время как контакт с двойным разрывом (DB) разрывает его в двух местах.

Одиночный размыкающий контакт обычно используется при переключении устройств малой мощности, таких как сигнальные лампы. Между тем, контакт с двойным размыканием используется при переключении мощных устройств, таких как соленоиды.

Полюс:

Полюс — это номер изолированной цепи, которую реле может проходить через переключатель. Однополюсный контакт (SP) может пропускать ток только по одной цепи за раз. В то время как двухполюсный контакт (DP) может пропускать ток по двум изолированным цепям одновременно.Что ж, максимальное количество полюсов, которое может нести реле, — 12, в зависимости от его конструкции.

Бросок:

Ход — это количество закрытых контактов на полюс, доступных на переключателе. Переключатель одиночного хода может управлять только одним контуром, а переключатель двойного хода — двумя.

Вкратце, электромагнитное реле состоит из катушки с проволокой, обернутой вокруг мягкого сердечника (соленоида), железного ярма, которое обеспечивает путь с низким сопротивлением для магнитного потока, подвижного железного «якоря» и одного или нескольких наборов контактов.Все это объяснено выше, надеюсь, вы это поняли.

Схема реле:

Подробнее: Знакомство с системой прямого впрыска

Типы реле

Ниже представлены различные типы реле, подходящие для различных применений:

Блокировочные реле:

Реле с фиксацией сохраняют свое состояние после срабатывания. Вот почему их также называют импульсными реле, запорными реле или запорными реле. Он используется в большинстве приложений для ограничения энергопотребления и рассеивания.

Типы реле

с защелкой состоят из внутренних магнитов, поэтому при подаче тока на катушку внутренний магнит удерживает положение контакта. При этом система не требует энергии для поддержания своего положения. Вот почему после срабатывания ему удается сохранить последнее положение контакта, даже если ток снят с катушки.

Твердотельные реле (SSR)

В твердотельных реле используются такие компоненты, как BJT, тиристоры, IGBT, MOSFET и TRIAC.Эти компоненты выполняют операции переключения. По сравнению с электромеханическими реле мощность, получаемая в твердотельных реле, намного выше, потому что мощность, необходимая для управления цепью, намного ниже. Эти реле могут работать как от переменного, так и от постоянного тока.

Твердотельные реле имеют высокую скорость переключения, так как отсутствуют механические контакты. В твердотельном реле есть датчик, который также является электронным устройством. Этот датчик помогает включать или выключать питание нагрузки после ответа на управляющий сигнал.

Герконовые реле:

Так же, как и электромеханические реле, герконовые реле также работают с механическим срабатыванием физических контактов для размыкания или замыкания цепи. Однако герконовые реле имеют небольшую массу и гораздо меньшие контакты по сравнению с электромеханическими типами.

Геркон ранен, так как действует как якорь. Это стеклянная трубка или капсула, заполненная инертным газом, содержащаяся в двух перекрывающихся язычках или ферромагнитных лезвиях, которые герметично закрыты.

Дифференциальные реле:

Реле дифференциального типа начинают работать, когда разность фаз двух или более одинаковых электрических величин превышает заданное значение. Реле дифференциального тока срабатывают, когда система сравнивает величину и разность фаз токов, входящих и выходящих из защищаемой системы.

, если система работает в нормальных рабочих условиях, входящие и выходящие токи равны по величине и фазе.Это приводит к неактивному реле. Но если в системе происходит сбой, токи перестают быть равными по величине и фазе.

Поляризованное реле:

Как указано в названии, поляризованные типы реле очень чувствительны к направлению тока, которым они возбуждаются. Это электромагнитное реле постоянного тока, снабженное дополнительным источником постоянного магнитного поля для перемещения якоря в реле.

В поляризованных реле магнитные цепи состоят из постоянных магнитов, электромагнитов и якоря.Вместо силы пружины эти типы реле используют магнитную силу для притяжения или отталкивания якоря. Этот якорь представляет собой постоянный магнит, расположенный между полюсными поверхностями, образованными электромагнитом.

Реле Бухгольца:

Реле Бухгольца — это газовые или управляемые реле. Они широко используются для обнаружения зарождающихся неисправностей или внутренних неисправностей, которые изначально незначительны, но со временем могут вызвать серьезные неисправности. Эти реле в основном используются для защиты трансформатора и устанавливаются в камере между баком трансформатора и расширителем.

Эти типы реле используются только для масляных реле, которые специально используются для систем передачи и распределения энергии. На рисунке ниже показана работа реле Бухгольца.

Реле с обратнозависимой выдержкой времени (IDMT Relays):

Реле с обратнозависимой выдержкой времени с независимой выдержкой времени — это типы реле, которые предлагают токовые характеристики с независимой выдержкой времени для тока повреждения при более высоком значении. А также обратнозависимая время-токовая характеристика тока короткого замыкания при более низком значении.

Эти реле IDMT широко используются для защиты распределительных линий и помогают устанавливать ограничения для текущих и временных настроек. В этих типах реле их время срабатывания приблизительно обратно пропорционально току короткого замыкания вблизи значения срабатывания.

Реле защиты от перегрузки:

Типы реле

защиты от перегрузки специально разработаны для обеспечения максимальной токовой защиты электродвигателей и цепей. Эти реле перегрузки бывают разных типов, например, с фиксированной биметаллической лентой, с электронным или сменным биметаллическим нагревателем и т. Д.

Каждый раз, когда электродвигатель перегружен, ему потребуются реле этих типов для защиты системы от перегрузки по току. По этой причине необходимо использовать оборудование для измерения перегрузки, такое как тепловое реле. Это тепловое реле содержит катушку, которая нагревает биметаллическую ленту или припой, которая затем плавится.

Подробнее: Понимание работы амортизатора

Принцип работы

Принцип работы реле зависит от его типа и предназначения.Однако простое электромагнитное реле состоит из катушки с проволокой, намотанной на сердечник из мягкого железа (сердечник из мягкого железа). Он также содержит железное ярмо, которое обеспечивает путь с низким сопротивлением для магнитного потока, подвижный железный якорь и один или несколько наборов контактов.

Этот якорь шарнирно прикреплен к ярму и механически связан с одним или несколькими наборами подвижных контактов. Пружина помогает удерживать якорь на месте, так что, когда реле обесточено, в магнитной цепи образуется воздушный зазор. В некоторых типах реле один из двух наборов контактов замкнут, а другой — разомкнут.

Некоторые реле могут иметь больше или меньше наборов контактов в зависимости от цели их использования. Якорь соединен с ярмом проводом, который обеспечивает непрерывность цепи между подвижными контактами якоря. когда электрический ток проходит через катушку, он генерирует магнитное поле, которое активирует якорь, и последующее движение подвижных контактов либо устанавливает, либо разрывает соединение с неподвижным контактом.

Если набор контактов был замкнут, когда реле были обесточены, то движение размыкает контакты и разрывает соединение, и наоборот, если контакты были разомкнуты. Когда ток в катушке не подается, якорь возвращается силой, примерно вдвое меньшей, чем сила магнитного поля, в расслабленное положение. Сила обычно обеспечивается пружиной, сила тяжести также используется в промышленных пускателях двигателей.

Подробнее: Разница между пайкой и пайкой

Посмотрите видео, чтобы узнать больше о работе реле:

Преимущества и недостатки реле

Преимущества:

Ниже приведены преимущества различных типов реле:

• Позволяет управлять удаленным устройством.
• Контакты меняются легко.
• Изолирует активирующую часть исполнительной части.
• Хорошо работает при высоких температурах.
• Он может быть активирован слабым током и может активировать большие машины большой мощности.
• Один сигнал может использоваться для управления несколькими контактами одновременно.
• Постоянный или переменный ток может быть переключателем.

Недостатки:

Несмотря на хорошие преимущества реле, некоторые ограничения все же имеют место.Ниже приведены недостатки реле в их различных применениях:

• Контакты в системе выходят из строя со временем. Часто изнашивается, окисляется и т. Д.
• Время переключения высокое
• Звуки включения и выключения контактов могут беспокоить.

Заключение

Реле — это отличные компоненты, которые служат различным целям в бытовых приборах в зависимости от необходимого эффекта реле. В этой всесторонней статье мы рассмотрели определение, функции, применение, рассмотрение выбора, типы и работу реле.Мы также видели их преимущества и недостатки.

Надеюсь, вам понравилось читать, если да, то прокомментируйте ваш любимый раздел этого поста. И, пожалуйста, не забудьте поделиться с другими студентами технических специальностей. Спасибо!

Релейные символы и электромагниты

Обозначения реле / ​​элементов управления электромагнитами

Символ	Описание		Символ	Описание
	Реле (катушка) Общее обозначение			Реле (катушка) Общее обозначение
	Реле			Реле с двойной катушкой
	Реле с двойной катушкой			Две противоположные обмотки рабочего реле
	Реле с двойной катушкой			Реле максимального тока
	Реле быстрого отключения			Реле дифференциального тока
	Реле медленного возбуждения			Реле медленного отключения
	Реле высокой скорости, для включения и отключения			Реле максимального напряжения
	Быстрое реле			Реле срабатывает при неисправном напряжении
	Реле, управляемое картой			Реле не зависит от переменного тока
	Дифференциальное реле			Реле поляризованное + Инфо
	Реле с магнитной поляризацией			Реле с задержкой при отключении
	Реле электромагнитное			Термореле Термореле
	Полупроводниковое реле Электронное реле + Информация			Реле шаговое или импульсное
	Реле дистанционного управления			Импульсное реле
	Остаточное реле			Реле прерывистого действия
	Реле остаток			Электроклапан / Электромагнитный клапан + информация
	Реле переменного тока			Реле упора с задержкой срабатывания
	Реле механического резонанса эл. г. 25 Гц			Ступенчатое реле Реле механической блокировки
	Реле с подсветкой
Обозначения измерительных реле
	Реле максимального напряжения			Реле минимального напряжения
	Реле низкого сопротивления			Реле отсутствия напряжения
	Реле обнаружения с разделенным проводом			Реле малой мощности
	Детектор реле короткого замыкания между катушками			Реле обратного тока
	Реле детектора отказа в трехфазных линиях			Реле максимального и минимального тока
	Реле блокировки ротора			Реле частоты
	Реле АПВ			Реле максимального тока с двумя измерительными элементами и диапазоном пробы эл. г. 1 … 5 А диапазон выборки
	Реле максимального тока с задержкой срабатывания			Измерительное реле Звездочка заменяется буквами или символами, относящимися к реле
Символы электромагнита / электромагнитные элементы управления
	Электромагнит Электромагнитный привод + Инфо			Электромагнит
	Электромагнит Электромагнитный привод Символ США			Контакт с электромагнитным анкерным механизмом
	Герконовое реле / ​​Геркон + информация
Обозначения контактов реле
	Открытые контакты NO — Нормально открытые + Информация			Замкнутые контакты NC — Нормально замкнутые
	Открытые контакты NO — Нормально открытые			Замкнутые контакты NC — Нормально замкнутые
	Открытые контакты NO — Нормально открытые			Замкнутые контакты NC — Нормально замкнутые
	Контакты рабочие			Контакты отдыхающие
	Переключающие контакты			Последовательные переключающие контакты
	Коммутатор / переключатель			Коммутатор / переключатель
Обозначения реле с контактами
	Реле / ​​соленоид (катушка и переключатель) Общий символ + информация			Реле / ​​соленоидное управление
	Реле / ​​соленоидное управление			Реле / ​​соленоидное управление Катушка и кнопка
	Релейный переключатель			Контактор
	Реле — SPST Однополюсное, однопозиционное			Реле — SPDT Однополюсное, двойное соединение
	Реле — DPST Двухполюсное, одинарное			Реле — DPDT Двухполюсное, двухконтактное
	Реле — DPST Двухполюсное, одинарное			Реле — 3PDT Трехполюсное, двойное соединение
	Реле — 3PST Трехполюсное, одинарное соединение
Картинная галерея реле и электромагнитов Загрузить символы

.