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.

Электромагнитные реле. Виды и работа. Устройство и применение

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

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

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

Основные виды электромагнитных реле

По конструктивным особенностям исполнительных элементов электромагнитные реле делятся на:

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

По области применения реле:

• Сигнализации.
• Защиты.
• Цепей управления.

По мощности сигнала управления:

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

По быстродействию управления:

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

По виду напряжения управления:

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

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

Реле постоянного тока разделяют:

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

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

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

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

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

По защищенности от внешних факторов реле разделяют:

• Герметичные.
• Зачехленные.
• Открытые.

Реле тока

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

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

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

Реле времени

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

К таким реле времени предъявляются специальные требования:

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

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

Устройство и принцип действия

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Параметры электромагнитных реле

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

Основные параметры реле:

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

Преимущества:

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

Недостатки:

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

Сфера использования

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рекомендации по выбору

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

Похожие темы:

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

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

Вот таких типоразмеров может быть это устройство

Содержание статьи

История создания

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

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

Первое реле Дж. Генри

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

Первое реле Морзе

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

Устройство и принцип работы реле

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

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

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

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

Простейшая схема устройства электромагнитного соленоида

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

В видеоролике ниже разъясняется принцип действия электромагнитного КУ:

Основные характеристики КУ

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

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

Классификация и для чего нужно реле

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

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

Реле имеют сложную классификацию и делятся на несколько групп:

По сфере применения:

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

По принципу действия:

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

По поступающему параметру, вызывающему срабатывание КУ:

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

По принципу воздействия на управляющую часть устройства:

• контактные;
• бесконтактные.

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

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

Основные виды реле и их назначение

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

Электромагнитные реле

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

Принцип работы электромагнитного соленоида

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

Реле переменного тока

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

Промежуточное реле 220 В

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

Реле переменного тока широко применяются в промышленном оборудовании и бытовой технике

Работает это таким образом:

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

С каждым годом реле становятся эффективней и компактней

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

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

Реле постоянного тока

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

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

Четырехконтактное автомобильное реле

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

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

Электронное реле

Электронное реле управления в схеме прибора

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

Обозначение реле на схеме

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

Основные обозначения

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

Ведущие производители реле

Где приобрести реле и их стоимость

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

Заключение

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

 

Предыдущая

ИнженерияНасосная станция для частного дома: критерии выбора и особенности эксплуатации

Следующая

ИнженерияПодбираем с умом сифон для раковины на кухню

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:

ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

Электромагнитное реле, устройство, принцип действия, конструкция

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

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

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

коэффициент запаса реле на срабатывание

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

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

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

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

Принципы действия и схема электромагнитного реле

Люди все чаще используют в быту высоковольтные устройства, например, генераторы в качестве источника питания, трансформаторы и т. п. Поэтому нередко приходится контролировать уровень поступления тока в цепи. Именно в таком контроле заключается назначение реле.

Реле — это электрический выключатель, предназначенный для соединения и разъединения цепи при создании определенных условий. Это устройство относится к категории приборов, которые регулируют работу управляемых объектов при поступлении сигнала. Реле регулирует электрическую цепь, которая является управляемой. А цепь, через которую проходит сигнал, является управляющей.

Классификация и назначение реле

Существует основная классификация разновидностей реле, согласно которой, их принято подразделять на следующие категории и виды.

По предназначению различают такие виды реле:

• Реле управления. Применяются в низковольтных устройствах в качестве комплектующих элементов, а также как самостоятельные элементы управления;
• Реле защиты. Предназначены для защиты устройств с термоконтактами, например, электродвигателями, вентиляторами;
• Сигнализационные. Используются в автомобилях, домах, организациях, для охраны территории частного сектора, производстве и т. д.

По принципу действия подразделяются на:

• Электромагнитные. Являются более сложными устройствами и применяются в автоматике и системах контроля;
• Магнитоэлектрические. Функционируют только если присутствует постоянный ток;
• Индукционные релейные устройства работают по принципу взаимодействия магнитных потоков с индуцированными токами;
• Тепловые используются в качестве предохранителей в электрических двигателях, защищающих от перегрева;
• Полупроводниковые или твердотельные реле эффективно применяются в системах регулирования точного уровня температуры.

По контролируемой величине могут быть:

• Токовые, то есть принцип действия таких устройств основан на поступлении тока на определенный элемент конструкции, чаще всего в качестве такового выступает якорь или катушка;
• Реле мощности. Устройство работает под влиянием определенной силы, которая создается в управляемой среде;
• Устройства, работающие под действием какой-нибудь частоты на обмотку;
• Функционирующие в условиях определенного напряжения.

По способу воздействия на управляющий элемент различают:

• контактные, как видно из названия, в таких реле используются контакты, которые создают силовое поле, соприкасаясь друг с другом;
• бесконтактные реле, в них замыкание и размыкание цепи происходит посредством изменения одного из параметров цепи.

По конструкции они подразделяются на:

• электрические — применяются для включения и выключения цепи в устройствах, требующих большой нагрузки;
• герконовые — в своей конструкции имеют геркон с катушкой, то есть небольшой вакуумный баллончик, который наполняется газом;
• электротепловые, принцип работы таких реле основан на линейном расширении металлов.

Существует и много других видов, которые применяются в узкоспециализированных сферах. В качестве примера можно привести реле времени, напряжения, промежуточные и другие.

Конструкция релейных устройств

Релейные устройства простой схемы состоят из магнитов, якоря и контактов. Замыкание цепи в таком устройстве происходит посредством подачи тока на магнит, которая затем замыкает якорь с контактом. То есть, замыкание цепи является результатом замыкания якоря. Размыкание цепи происходит в обратном порядке. Когда уменьшается подача тока на магнит, якорь возвращается на первоначальное состояние, то есть размыкается, а затем размыкает цепь.

Кроме перечисленных выше составных элементов, в конструкцию релейных коммутаторов могут входить резисторы. Они обеспечивают более точную и стабильную работу устройств, а также выступают в роли конденсаторов, предотвращающих появление искр в проводе и резких скачков напряжения.

Что касается реле электромагнитного типа, то они являются более сложными устройствами как по принципу действия, так и по конструкции. Они состоят из следующих элементов:

• контактов;
• якоря;
• плоской пружины;
• обмотки;
• сердечника;
• ярмо;
• каркаса;
• основания.

Устройство включается, когда на обмотку поступает электрический ток. При достижении величины тока, необходимой для создания электромагнитной волны, пружина начинает перемещаться к поверхности ярма, при этом пружина слегка прогибаясь под воздействием магнитной волны. Действие якоря приводит в движение контакт, который оказывает воздействие на внешний контакт. А он соприкасается с проводником и цепь замыкается.

Стабильная работа реле напрямую зависит от количества электрического тока, поступающего на обмотку. Если ее будет недостаточно, то магнитная волна не может образоваться, а без нее не может работать якорь. Поэтому даже при незначительном сокращении подачи тока, устройство прекращает работу и выключается.

Некоторые из этих устройств оснащаются несколькими парами контактов, что позволяет замыкать и размыкать множество электрических цепей одновременно.

​

Применение на производстве и в быту

Электромагнитные коммутационные устройства являются самыми распространенными. Их часто используют в сфере производства электроэнергии. Они обеспечивают защиту высоковольтных линий и поддерживают безаварийный режим всех подключенных устройств.

Управляющие элементы релейной конструкции позволяют работать с высоким напряжением до нескольких сотен тысяч вольт.

Популярность электромагнитных реле объясняется следующим:

• элементы, которые входят в конструкцию, имеют длительный срок эксплуатации;
• имеют мгновенную реакцию на отклонение параметров, подключенных устройств от нормы ;
• могут функционировать в условиях высокого напряжения магнитных полей и исключают образование посторонних электрических потенциалов.

Электромагнитные коммутаторы применяются в целях резервирования линий электропередач и для вывода поврежденного участка из сети. Релейные устройства, а именно защита, которую они обеспечивают на сегодняшний день, считается самой эффективной.

Они также применяются в конвейерных системах управления производством. Поскольку в таких системах часто образуются паразитные потенциалы высокой мощности, которые способны легко вывести из строя полупроводниковые реле и другое подключенное к ним оборудование. Полупроводниковые системы выходят из строя из-за высокого статического электричества, которое может привести к поломке. Поэтому их заменили электромагнитными реле, а они нейтральны к статическому электричеству.

Устройства коммутации электромагнитного типа эффективно применяются в устройствах с дистанционным управлением и даже ЭВМ в качестве элементов, которые выполняют элементарные логические операции. Именно благодаря использованию таких коммутаторов ЭВМ превзошли по надежности компьютеры, которые появились позже.

Примеры по использованию реле можно привести и из жизни. Все люди используют в своей деятельности бытовую технику, холодильники, стиральные машины, телевизор и другие приборы. Их принцип работы основан на работе электромагнитных реле.

Преимущества и недостатки коммутаторов

Широкое применение электромагнитных реле в самых разных сферах деятельности обусловлено наличием ряда преимуществ по сравнению с полупроводниковыми и другими видами. Среди преимуществ можно отметить:

• способность замыкания и размыкания цепей с общей мощностью, не превышающей 4 киловатт, с объемом не более 10 кубических сантиметров;
• устойчивость к условиям резкой смены уровня напряжения в сетях, которое может возникнуть из-за разряда молнии или при работе с высоковольтным оборудованием;
• особенность конструкции, которая обеспечивает электрическую изоляцию,
• способность выделять небольшое количество тепла при низком напряжении;
• стоят гораздо дешевле относительно полупроводниковых реле.

Из недостатков выделяют:

• низкую скорость работы;
• наличие ограничений касательно ресурса как механического, так и электрического;
• образование помех в радиоволнах во время коммутационных процессов;
• наличие серьезных проблем во время замыкания и размыкания высоковольтных и индуктивных цепей постоянного тока.

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

виды, принцип работы, устройство реле

Реле – одно из наиболее распространенных устройств, применяемых для автоматизации процессов в электротехнике. По факту, это автоматический выключатель, который соединяет или разъединяет электроцепи при достижении установленных значений или под внешним воздействием. Реле применяются в промышленности для автоматизации технологических процессов, в бытовой технике, которая есть в каждом доме, например в холодильниках и стиральных машинках, для защиты сети от слишком высоких или слишком низких параметров тока. Выбор нужного устройства упрощает классификация реле по различным признакам. Содержание статьи Общее описание конструкции Понятие «реле» объединяет целое семейство устройств разной конструкции. Но в общем случае реле состоит из трех основных функциональных элементов: Воспринимающий. Это первичный элемент, который воспринимает контролируемую величину и преобразует ее в другую физическую величину. Промежуточный. Сравнивает полученное значение с заданным параметром. Если это значение выше или ниже заданного параметра, то на исполнительный элемент передается первичное воздействие. Исполнительный. Этот элемент передает воздействие в цепи, управляемые реле. В результате такого воздействия может произойти: размыкание или соединение управляемой цепи, переключение параметров тока. Исполнение и принцип действия первичного элемента зависят от того, какое назначение имеет реле и на какую физическую величину (сила тока, напряжение, свет, тепло и т.п.) оно настроено. Основные характеристики реле Независимо от вида и принципа действия реле, выделяют несколько параметров, на которые обращают внимание при выборе этого прибора: Время срабатывания – промежуток времени между поступлением управляющего сигнала и воздействием на управляемые цепи. Коммутируемая мощность – допустимая мощность электроцепи или электроустановки, которой будет управлять реле. Уставка – обычно это регулируемый параметр, который определяет величину поступающего параметра (тока, напряжения, частоты, давления, температуры), при которой происходит срабатывание реле. Виды реле: контактные и бесконтактные По устройству исполнительного компонента реле делят на контактные и бесконтактные. Контактные Воздействуют на управляемую цепь с помощью электрических контактов. Их размыкание или замыкание полностью разъединяет или замыкает электроцепь. Для изготовления контактов используются: медь, серебро, вольфрам. Количество контактов – до 10 штук. Четырех- и пятиконтактные реле используются в электрических схемах автомобилей для включения и переключения цепей. Бесконтактные Такие реле воздействуют на управляемую цепь способом изменения электрических параметров выходных электроцепей – емкости, сопротивления, индуктивности, величины тока или напряжения. Классификация реле по способу включения Первичные Эти устройства включаются непосредственно в цепь элемента, для защиты которого они предназначены. Их преимущества – не требуются измерительные трансформаторы, источники оперативного тока, контрольные кабели. Вторичные Подключаются в цепь с использованием вторичных трансформаторов. Это наиболее распространенный вид реле. Их преимущества – изоляция от высокого напряжения, возможность расположить устройство в месте, удобном для обслуживания. Вторичные реле выпускаются стандартными. Они рассчитаны на ток 5 (1) А и напряжение 100 В и могут устанавливаться в любые электроцепи, независимо от их тока и напряжения. Виды реле по назначению По назначению эти устройства бывают трех типов – управления, защиты, сигнализации. Реле управления Эти реле являются первичными. Монтируются непосредственно в электроцепь. Их роль – включение и выключение отдельных элементов схемы. Могут использоваться самостоятельно или в качестве комплектующих низковольтных комплектных устройств – ящиков, панелей, шкафов. Реле защиты Выполняют функции включения, отключения и защиты устройств, имеющих термические контакты – электродвигателей, вентиляторов. При превышении температуры термические контакты размыкаются. Оборудование может восстановить работу только после остывания термоконтактов до установленной температуры. Сигнализации Такие реле устанавливают в охранных системах автотранспорта, предприятий, придомовых территорий. Служат для формирования сигнала при достижении установленной величины параметра, который находится под контролем (ток, напряжение, частота, давление, температура, акустические параметры и другие). Разновидности электромеханических реле Наиболее распространенный вид электрических реле – электромеханические. К ним относятся: электромагнитные, индукционные, электротепловые устройства. Электромагнитные Один из видов электрических реле электромагнитное. В конструкции этого устройства имеются: обмотка со стальным сердечником, группа подвижных контактов, замыкающих и размыкающих управляемую электроцепь. Рассмотрим принцип их действия: На катушку сердечника подается управляющий ток. В сердечнике под воздействием электрического тока создается магнитное поле, притягивающее контактную группу. В зависимости от типа реле, контакты замыкают или размыкают электрическую цепь. Разновидность электромагнитных реле – поляризованные, которые отличаются от нейтральных способностью реагировать на полярность управляющего сигнала. Размыкание или замыкание контактов зависит от полярности подключения электромагнита. Обладают более высокой чувствительностью, по сравнению с нейтральными реле. Такие устройства могут использоваться только в цепях постоянного тока. Электротепловые (термические) Тепловые реле представляют собой комплекс биметаллических пластин, для изготовления которых используются металлы с разным коэффициентом расширения при нагреве. Такие реле могут использоваться в качестве защитных устройств: при превышении температуры, установленной регулятором, контакты разъединяются, и поступление тока на потребителя прекращается. Обычно тепловые реле используются в бытовых одно- и трехфазных сетях при подключении электрических двигателей. При увеличении нагрузки на двигатель выше установленной величины происходит нагрев биметаллического реле, которое при достижении определенной температуры размыкает электрическую цепь. Двигатель прекращает работу. После остывания биметаллических пластин цепь замыкается и двигатель возобновляет работу. Термические устройства могут оснащаться колесиком, с помощью которого регулируется температура отключения двигателя, и кнопкой принудительного запуска. Существует разновидность термических реле, в которых биметаллические пластины заменены легкоплавящимся сплавом. Они срабатывают практически мгновенно – при достижении определенной температуры металл расплавляется и цепь размыкается. Принцип действия таких устройств похож на принцип действия предохранителей. После срабатывания такое реле, установленное непосредственно на оборудовании в качестве последней защиты от перегорания, подлежит замене. Индукционные Принцип действия этих устройств основан на взаимодействии между переменными магнитными потоками и токами, которые формируют переменные магнитные потоки. Индукционные приборы рассчитаны только на использование в цепях переменного тока. Существуют три типа индукционных реле – с рамкой, диском, цилиндрическим ротором («стаканом»). Эти устройства широко востребованы в системах релейной защиты и автоматики. Другие виды электрических реле Твердотельные Эти электронные устройства компактны и долговечны, благодаря отсутствию трущихся механических частей. Работу механики здесь выполняют полупроводниковые элементы – биполярные и МОП-транзисторы, тиристоры, симисторы. По сравнению с твердотельными, они имеют следующие преимущества: Низкий уровень шума при работе. Очень высокая наработка на отказ, которая в 100 раз и более превышает ресурс электромагнитных устройств. Быстродействие, составляющее доли миллисекунд, у электромагнитных 50 мс – 1с. Электропотребление ниже на 95 %. Однако твердотельные реле имеют не только достоинства, но и недостатки. Одним из них является слабая устойчивость к импульсным перенапряжениям, которые электромагнитным реле практически не страшны. При использовании твердотельных реле необходимо предусмотреть схемотехническое решение, которое ограничивает эти импульсы. Есть и еще минусы – нагрев при работе, наличие токов утечки, приводящих к наличию напряжения на фазном проводе даже при отключенном реле. Твердотельные реле применяют в системах регулирования температуры, в которых в качестве нагревателей используются ТЭНы, в промышленной автоматике, телеметрии, механизмах оборудования, используемого в металлургической и химической индустрии, в медоборудовании, военной электронике. Герконовые Реле этого типа представляют собой герконовую катушку. Это баллон, заполненный инертным газом, или внутри которого создан вакуум. Внутри баллона располагают соединительные элементы из пермаллоя – прецизионного сплава (сплава с точно заданным химическим составом), включающего железо и никель. Эти соединительные элементы имеют вид проволоки с контактами. Их покрывают серебряным или золотым напылением. Геркон размещают в середине электрического магнита или в пределах действия его поля. При подаче тока на обмотку электромагнита образуется магнитный поток, который запирает контакты. Герконовые реле могут выполнять функции: замыкающие, переключающие, размыкающие. Преимущества этих устройств – компактные габариты, доступная цена, отсутствие трущихся частей, что продлевает срок службы. Тот факт, что контактная группа располагается в инертном газе или вакууме и надежно защищена от влаги, повышает надежность реле. При использовании герконовых реле следует избегать: близкого присутствия источника ультразвука, который будет негативно влиять на работоспособность; воздействия постороннего магнитного поля; механических повреждений. Колба изготавливается обычно из стекла, поэтому ее нужно всячески оберегать от механических воздействий. При разбитой колбе контактная группа срабатывать не будет. Герконовые реле можно использовать только в системах, в которых параметры электропитания находятся в пределах, установленных в технической документации. При подаче слишком высоких токов произойдет размыкание контактов. Нарушения в работе герконовых реле наблюдаются и в случаях подачи тока слишком низкой частоты. Фотоэлектронные (фотореле) Основой фотоэлектронного реле является полупроводниковый элемент – фоторезистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от изменения освещенности. Фотореле – прибор, широко применяемый коммунальными службами. Он надежен в работе и обеспечивает существенную экономию электроэнергии и безопасность на улицах. При повышении освещенности все осветительное оборудование отключается, а при наступлении темноты – включается. Большинство таких приборов оснащено регулятором порога срабатывания и механическим выключателем. Виды реле по типу поступающего параметра По этому параметру разделяют реле: тока, мощности, частоты, напряжения, давления, акустических величин, количества газа. Устройства могут быть максимальными и минимальными. Реле, которые срабатывают при превышении заданной величины, называют «максимальными», а при ее падении ниже заданного уровня – «минимальными». Реле тока Реле тока реагируют на резкие перепады тока и при необходимости отключают отдельную нагрузку или всю систему электроснабжения. Величина максимального тока, при которой необходимо отключить потребителей, устанавливается регулятором. Реле напряжения Реле напряжения реагируют на величину напряжения и включаются через трансформаторы напряжения. Используются для контроля фаз напряжения в электросетях и защиты электроприборов. Основой такого реле является контроллер быстрого реагирования, отслеживающий отклонения напряжения за установленные пределы. Общепринятый стандарт срабатывания таких реле – ниже 170 В и выше 250 В. Реле частоты Служат для контроля частоты переменного тока, которая должна быть равна 50 или 60 Гц в одно- и трехфазных сетях. Обычно имеют фиксированные задержки срабатывания. Пороги размыкания цепи, которая находится под контролем, можно регулировать. Режим работы этого устройства может предусматривать наличие «памяти» аварии. Реле мощности Устройство, ограничивающее мощность, действует аналогично ограничителю тока нагрузки. При превышении установленного порога мощности происходит отключение потребителя. Реле ограничения мощности часто оснащаются функцией автоматического повторного включения. То есть, после снижения нагрузки работа оборудования возобновляется автоматически. Реле давления Реле давления – важнейший прибор, используемый в насосном оборудовании для контроля перепадов давления воды, масла, нефти, воздуха. Различают два основных типа таких приборов – электромеханические и электронные. Электромеханические реле имеют в конструкции особый элемент, реагирующий на изменение давления в системе, – гибкую мембрану, которая изгибается под напором жидкости (воздуха) в системе. Она соединяется с двумя пружинами, одна из которых настраивается на минимально допустимый напор, а вторая – на разницу между верхней и нижней границами давления в системе. При снижении давления в системе ниже минимального порога реле включает насосное оборудование, при превышении верхнего порога – отключает. Это простые и надежные устройства, но не очень удобные в эксплуатации. Оператору приходится регулярно проверять настройки и при необходимости их корректировать. Электронные устройства имеют более сложную конструкцию. Пределы можно устанавливать очень точно и при эксплуатации контролировать их не требуется. Электронные приборы чувствительны к гидроударам, поэтому их оснащают небольшими гидробаками (объем – примерно 400 мл). Электронное реле давления устанавливается между насосным оборудованием и первой точкой водоразбора. Реле акустические Акустические реле реагируют на изменение акустических величин – частоты звуковой волны, ее давления или акустических характеристик материалов – коэффициентов поглощения и отражения. Принцип действия может быть механическим или электрическим. В акустических приборах механического действия предусмотрена мембрана, которая прогибается под давлением звуковых волн, и при достижении определенной величины давления происходит замыкание контакта. В состав электрических акустических приборов входят: воспринимающий орган (микрофон, фильтр), усилитель, выходное электрическое реле. Устройства, срабатывающие на любой шум, часто используются совместно с системой освещения. Они реагируют на любой возникающий шум в помещении и дают сигнал на включение света. Обычно их устанавливают в коридорах и на лестничных площадках. Также акустические реле широко используются в охранных системах, «интеллектуальных» игрушках. Газовые реле Эти приборы применяются для обеспечения газовой защиты. Они представляют собой металлический корпус, врезанный в маслопровод. Реле в нормальном состоянии заполнено маслом, а его контакты находятся в разомкнутом состоянии. При повышении содержания газов они заполняют верхнюю часть реле с одновременным вытеснением масла. Поплавок, имеющийся в конструкции, с понижением уровня масла опускается, поворачивается вокруг своей оси и вызывает замыкание контактов в сигнальной цепи. Сформированный сигнал предупреждает о высокой загазованности среды. Промежуточные реле «Промежуточным» называют реле, которое играет в цепи не главную, а вспомогательную роль. Рассчитано на установку в автоматических схемах и цепях управления. Его функции – увеличение числа контактов основного реле, когда необходимо замкнуть или разомкнуть несколько цепей, замкнуть одну и одновременно разомкнуть другую цепь, выполнить другие задачи. Они используются в схемах усиления и преобразования электрических сигналов, запоминания информации и программирования, распределения электрической энергии с управлением работой отдельных элементов, сопряжения элементов радиоэлектронной аппаратуры с разными принципами действия. Часто функции промежуточных выполняют электромагнитные реле, в которых в зависимости от конструкции и области применения имеются контакты следующих типов: Нормально разомкнутые (замыкающие). При отсутствии электропитания находятся в разомкнутом состоянии. При подаче напряжения происходит их замыкание. Нормально замкнутые (размыкающие). В нормальном состоянии такие контакты находятся в замкнутом состоянии, а при поступлении электропитания контакты размыкаются. Перекидные. В таких реле при отсутствии напряжения имеется средний контакт, замкнутый с одним из неподвижных контактов. При подаче тока средний контакт разрывает связь с первым неподвижным контактом и замыкается со вторым неподвижным контактом. Обозначение реле на схеме Обозначение реле на принципиальной схеме На электрических схемах реле обозначается прямоугольником, от наибольших сторон которого показаны выводы питания. Функциональное назначение реле указывается на схеме буквами: KA – тока; KV – напряжения; KB – блокировки; KBS – блокировки от многократного включения; KH – указательное; KL – промежуточное; KQ – фиксации положения выключателя; KSV – контроля цепи напряжения; KSP – контроля давления; KSH – контроля напора; KSL – контроля уровня жидкости; KSR – скорости; KSQ – состава вещества; KW – мощности; KZ – сопротивления. Была ли статья полезна? Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось? Другие материалы по теме Анатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Что такое реле: виды, применение, устройство

Реле – это электрический выключатель, который разъединяет или соединяет цепь при создании определенных условий. Различаются реле по конструкционным особенностям и по типу поступающего сигнала. Электрические устройства наиболее востребованы и широко применяются во всех отраслях промышленности и обслуживающей сферы.

Применение и принцип действия

Реле — это электромагнитное переключающее устройство, регулирующее работу управляемых объектов при поступлении необходимого значения сигнала. Электрическая цепь, которую регулируют при помощи реле, называют управляемой, а цепь, по которой идет сигнал к устройству называется управляющей.

Реле выступает, своего рода, усилителем сигнала, т.е. при помощи небольшой подачи электричества на это устройство, замыкается более мощная цепь. Различают реле, работающие от постоянного тока и переменного. Устройство переменного тока срабатывает при прохождении входного сигнала определенной частоты. Реле постоянного тока могут приходить в рабочее состояние при одностороннем протекании тока (поляризованные), и при движении электричества в двух направлениях (нейтральные).

Устройство реле

Наиболее простая схема устройства реле состоит из якоря, магнитов и соединяющих элементов. При подачи тока на электромагнит, он замыкает якорь с контактом, в результате чего цепь замыкается. Когда ток становится меньше определенной величины, якорь под действием давящей силы пружины возвращается в первоначальное положение и цепь размыкается. На ряду с основными элементами, в состав реле могут входить резисторы для более точной работы устройства и конденсаторы, обеспечивающие защиту от искрения и скачков напряжения.

Устройство электромагнитных реле

Электромагнитное реле включается под действием электрического тока, поступающего на обмотку. На рисунке изображен принцип работы клапанного реле. Когда достигается нужная величина силы тока, в системе возникает электромагнитная сила, которая притягивает якорь (3) к поверхности ярма(1), при чем пружина (2) под действием электромагнитного поля прогибается. Вместе с якорем движется контакт (4) и давит на контакт внешней цепи (5), который при достижении определенной силы соприкасается с другим проводником (6).

После замыкания цепи срабатывает управляемый элемент (7), который производит определенное действие. Исходное положение может быть разомкнутым, как в данном примере, так и замкнутым. В последнем случае управляемый элемент выключается, при достижении определенного значения поступающего тока.

Когда силы тока становится недостаточно, чтобы удерживать якорь в нижнем положении, когда контакты 5 и 6 соприкасаются, пружина отводит якорь и размыкает цепь. Управляющее устройство перестает снабжаться электричеством и прекращает свою работу.

Большинство электромагнитных реле снабжаются не одной парой контактов, как в приведенном примере, а несколькими. В этом случае можно управлять одновременно многочисленными электрическими цепями.

Назначение

Реле широко применяются во многих областях и сферах. Эти устройства имеют сложную классификацию, попробуем для наглядности их поделить на несколько групп:

1. Подразделяются по области применения на:
   • Управления электрических систем
   • Защита систем
   • Автоматизация систем
2. В зависимости от принципа действия подразделяются:
   • Электромагнитные
   • Магнитолектические
   • Тепловые
   • Индукционные
   • Полупроводниковые
3. От вида поступающего параметра, реле делятся на:
   • Тока
   • Мощности
   • Частоты
   • Напряжения
4. По принципу воздействия на управляющую часть:
   • Контактные
   • Безконтактные

Требования к реле

К различным видам реле предъявляются различные требования. Например, электромагнитные устройства должны обладать высокой надежностью, чувствительностью, быстродействием и селективностью.

Селективность – это способность реле реагировать на изменения параметров в выборочном порядке. Например, при возникновении аварийных ситуаций, отключать только поврежденные участки системы, оставляя в полной рабочей способности действующие элементы.

Электромагнитное реле

работает | Типы электромагнитных реле

Электромагнитное реле

Электромагнитные реле — это те реле, которые работают от электромагнитного воздействия. Современные реле электрической защиты в основном основаны на микропроцессоре, но все же электромагнитное реле сохраняет свое место. Для замены всех электромагнитных реле на статические реле на базе микропроцессора потребуется гораздо больше времени. Поэтому, прежде чем подробно рассматривать систему реле защиты, мы должны рассмотреть различные типы электромагнитных реле .

Электромагнитное реле работает

Практически все релейные устройства основаны на одном или нескольких из следующих типов электромагнитных реле .

1. Измерение звездной величины,
2. Сравнение,
3. Измерение отношения.

Принцип работы электромагнитного реле основан на некоторых основных принципах. В зависимости от принципа работы они могут быть разделены на следующие электромагнитных реле типа .

1. Реле с привлекательным якорем,
2. Реле с индукционным диском,
3. Реле с индукционным стаканом,
4. Реле с сбалансированным лучом,
5. Реле с подвижной катушкой,
6. Реле с поляризованным подвижным железом.

Реле якоря притяжения

Реле якоря притяжения самое простое как по конструкции, так и по принципу действия. Эти типы электромагнитных реле могут использоваться как реле величины или реле соотношения.Эти реле используются в качестве вспомогательного реле, реле управления, реле максимального тока, минимального тока, перенапряжения, минимального напряжения и реле измерения импеданса.

Шарнирные конструкции якоря и плунжера чаще всего используются для этих типов электромагнитных реле . Среди двух конструктивных исполнений чаще используется шарнирный тип якоря.

Мы знаем, что сила, действующая на якорь, прямо пропорциональна квадрату магнитного потока в воздушном зазоре.Если пренебречь эффектом насыщения, уравнение силы, действующей на якорь, может быть выражено как сдерживающая сила.
Следовательно, пороговое условие срабатывания реле будет достигнуто, когда KI ² = K ’.
Если мы внимательно рассмотрим вышеприведенное уравнение, можно понять, что работа реле зависит от констант K ’и K для конкретного значения тока катушки.
Из приведенного выше объяснения и уравнения можно резюмировать, что на работу реле влияют

1. Ампер — витки, создаваемые рабочей катушкой реле,
2. Размер воздушного зазора между сердечником реле и якорем,
3. Сдерживающая сила на якорь.

Конструкция реле притягивающего типа

Это реле представляет собой простую электромагнитную катушку и шарнирный плунжер. Когда на катушку подается напряжение, плунжер притягивается к сердечнику катушки.Некоторые контакты NO-NC (нормально разомкнутые и нормально замкнутые) механически расположены с этим плунжером, что замыкающиеся контакты замыкаются, а контакты NC размыкаются в конце движения плунжера. Обычно реле якорного типа для аттракционов работает от постоянного тока. Контакты расположены так, что после срабатывания реле контакты не могут вернуться в исходное положение даже после обесточивания якоря. После срабатывания реле эти электромагнитные реле типа сбрасываются вручную.
Реле якоря притяжения в силу своей конструкции и принципа действия, мгновенно в срабатывании.

Реле индукционного дискового типа

Реле индукционного дискового типа в основном состоит из одного вращающегося диска.

Реле индукционного дискового типа Рабочее

Каждое реле дискового индукционного типа работает по тому же хорошо известному принципу Феррари. Этот принцип гласит, что крутящий момент создается двумя смещенными фазами потоков, который пропорционален произведению их величины и смещения фаз между ними.Математически это может быть выражено как:


Реле индукционного дискового типа основано на том же принципе, что и амперметр, или вольтметр, или ваттметр, или ватт-час. В индукционном реле отклоняющий момент создается вихревыми токами в алюминиевом или медном диске за счет потока электромагнита переменного тока. Здесь между полюсами магнита переменного тока помещен алюминиевый (или медный) диск, который создает переменный магнитный поток φ, отстающий от I на небольшой угол. Поскольку этот поток связан с диском, в диске должна быть наведенная ЭДС E ₂ , отстающая от потока φ на 90 ^o .Поскольку диск является чисто резистивным, индуцированный ток в диске I ₂ будет синфазным с E ₂ . Поскольку угол между φ и I ₂ составляет 90 ^o , чистый крутящий момент, создаваемый в этом случае, равен нулю. As,

Чтобы получить крутящий момент в реле индукционного дискового типа, необходимо создать вращающееся поле.

Метод затенения полюса для создания крутящего момента в реле с индукционным диском

В этом методе половина полюса окружена медным кольцом, как показано.Пусть φ ₁ — поток незатененной части полюса. Фактически общий поток делится на две равные части, когда полюс делится на две части прорезью.

Поскольку одна часть полюса затенена медным кольцом, в затененном кольце будет индуцированный ток, который создаст другой поток φ ₂ ‘в заштрихованном полюсе. Таким образом, результирующий поток заштрихованного полюса будет векторной суммой φ ₁ и φ ₂ . Скажем, это φ ₂ , а угол между φ ₁ и φ ₂ равен θ.Эти два потока будут создавать результирующий крутящий момент,

В основном для индукционного дискового реле доступны три типа вращающегося диска. Они имеют спиралевидную, круглую форму и форму вазы, как показано на рисунке. Спиральная форма предназначена для компенсации изменяющегося ограничивающего момента управляющей пружины, которая закручивается, когда диск вращается, чтобы замкнуть свои контакты. Для большинства конструкций диск может вращаться на 280 ^o . Кроме того, подвижный контакт на переключателе диска расположен так, что он встречается с неподвижными контактами на корпусе реле, когда участок диска с наибольшим радиусом находится под электромагнитом.Это сделано для обеспечения удовлетворительного контактного давления в реле индукционного дискового типа.
Там, где требуется высокоскоростная работа, например, в дифференциальной защите, угловой ход диска значительно ограничен, и, следовательно, в электромагнитном реле индукционного дискового типа можно использовать круговую лопатку или даже лопатку типа .
Некоторое время требуется, чтобы срабатывание реле типа индукционного диска происходило после успешного срабатывания другого реле. Такие, как реле максимального тока с блокировкой, обычно используются для защиты генератора и шин.В этом случае полоса затенения заменяется катушкой затенения. Два конца затеняющей катушки выведены через нормально разомкнутый контакт другого устройства управления или реле. Когда последний работает, нормально открытый контакт замыкается и замыкает затеняющую катушку. Только после этого диск реле максимального тока начинает вращаться.
Можно также изменить временные / токовые характеристики реле индукционного дискового типа, применив устройство с переменным сопротивлением к затеняющей катушке.
Реле с индукционным диском, питаемое от фильтра обратной последовательности, также может использоваться в качестве устройства защиты от обратной последовательности для генераторов переменного тока.

Реле индукционного типа

Реле индукционного типа можно рассматривать как другую версию реле индукционного дискового типа. Принцип работы обоих типов реле более-менее некоторый. Реле индукционного типа используется там, где требуется очень высокая скорость работы вместе с поляризационной и / или дифференциальной обмоткой. Обычно доступны четырехполюсные и восьмиполюсные конструкции.Количество полюсов зависит от количества размещаемой обмотки.
Инерция чашечной конструкции намного ниже, чем у дисковой. Следовательно, реле типа индукционного стакана может работать на очень высокой скорости. Кроме того, система полюсов предназначена для обеспечения максимального крутящего момента на входную мощность в кВА. В четырехполюсном устройстве почти все вихревые токи, индуцируемые в чашке одной парой полюсов, возникают непосредственно под другой парой полюсов, так что крутящий момент / ВА примерно в три раза больше, чем у индукционного диска с С-образным электромагнитом.
Реле индукционного типа практически подходит как устройство сравнения направления или фазы. Это связано с тем, что, помимо своей чувствительности, индукционные реле имеют устойчивый невибрационный крутящий момент, а их паразитный крутящий момент, связанный только с током или напряжением, невелик.

Направленное или силовое реле индукционного типа

В четырехполюсном реле индукционного типа одна пара полюсов создает поток, пропорциональный напряжению, а другая пара полюсов создает поток, пропорциональный току.Векторная диаграмма приведена ниже:
Крутящий момент T ₁ = Kφ _vi .φ _i . sin (90 ^o — θ) при условии, что поток, создаваемый катушкой напряжения, будет отставать на 90 ° от ее напряжения. Конструктивно угол может быть приближен к любому значению, и получается уравнение крутящего момента T = K.E.I.cos (φ — θ), где θ — угол системы E — I.
Соответственно, реле индукционного типа может быть спроектировано для создания максимального крутящего момента, когда системный угол θ = 0 ^o или 30 ^o или 45 ^o или 60 ^o .Первые известны как силовые реле , поскольку они создают максимальный крутящий момент при θ = 0 ^o , а вторые известны как направленные реле — они используются для направленной дискриминации в схемах защиты в условиях неисправности, поскольку они предназначены для создания максимального крутящего момента. при неисправных условиях.

Реактивное реле или индукционное реле типа Mho

Управляя расположением катушек тока или напряжения и относительным углом сдвига фаз между различными потоками, реле индукционного типа может быть выполнено для измерения чистого реактивного сопротивления силовой цепи.

Реле со сбалансированной балкой

Реле со сбалансированной балкой можно назвать вариантом реле якорного притягивающего типа, но все же они рассматриваются как разные типы реле, поскольку они используются в различных областях применения.
Реле уравновешенного типа использовались в схемах дифференциальной и дистанционной защиты. Использование этих реле становится абсолютным, поскольку сложное реле типа индукционного диска и реле типа индукционной чашки заменяют их.
Принцип работы реле балансира довольно прост.Здесь одна балка поддерживается одним шарниром. Петля поддерживает балку где-то посередине балки. На два конца балки действуют две силы соответственно. Направление обеих сил одинаковое. Не только направление, но и в нормальном рабочем состоянии крутящий момент, создаваемый силами по отношению к шарниру, также одинаковы. Благодаря этим двум одинаковым направленным крутящим моментам балка удерживается в горизонтальном положении в нормальном рабочем состоянии. Один из этих моментов — это ограничивающий момент, а другой — рабочий момент.
Ограничивающий момент может быть обеспечен либо ограничивающей спиралью, либо ограничивающей пружиной.
Это разновидность притягиваемого реле якорного типа. Но реле балансира рассматривается отдельно с точки зрения их применения. Когда возникает какая-либо неисправность, ток через рабочую катушку пересекает ее значение срабатывания, и, следовательно, mmf рабочей катушки увеличивается и пересекает ее значение срабатывания. Из-за этого увеличенного mmf катушка сильнее притягивает конец балки, и, следовательно, крутящий момент на соответствующем конце балки увеличивается.По мере увеличения этого крутящего момента баланс балки нарушается. Из-за этого состояния несбалансированного крутящего момента конец балки, связанный с рабочим крутящим моментом, перемещается вниз, чтобы замкнуть контакты реле.
Типичные устройства обоих типов реле балансира показаны ниже:


В наши дни реле балансира устарели. В последнее время эти реле широко использовались для дифференциальных измерений и измерений импеданса. Эти реле заменяются более сложными реле индукционного и чашечного типа.
Основными недостатками реле балансира является плохое соотношение сброс / срабатывание, восприимчивость к сдвигу фаз между двумя включениями и неправильная работа при переходных процессах.

Реле с подвижной катушкой

Реле с подвижной катушкой или поляризованное реле постоянного тока с подвижной катушкой является наиболее чувствительным электромагнитным реле. Из-за своей высокой чувствительности это реле широко используется для чувствительных и точных измерений дистанционной и дифференциальной защиты. Этот тип реле по своей сути подходит для систем постоянного тока.Хотя этот тип реле можно использовать и в системе переменного тока, в трансформаторе тока должна быть предусмотрена необходимая выпрямительная схема.
В реле с подвижной катушкой движение катушки может быть вращательным или осевым. Оба они были в значительной степени усовершенствованы различными производителями, но внутреннее ограничение реле с подвижной катушкой остается, то есть подводить ток в систему с подвижной катушкой и выводить из нее, которая из соображений чувствительности должна быть спроектирована так, чтобы быть очень высокой. нежный.
Между этими двумя типами реле с подвижной катушкой осевое подвижное реле имеет вдвое большую чувствительность, чем поворотное.Для реле с подвижной катушкой типичная чувствительность порядка 0,2–0,5 мВт. Скорость срабатывания зависит от демпфирования, предусмотренного в реле.

Что такое электромагнитное реле? — Определение и типы

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

Типы электромагнитного реле

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

1. Реле электромагнитного притяжения
2. Реле электромагнитной индукции

1. Реле электромагнитного притяжения

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

Для количества переменного тока развиваемая электромагнитная сила определяется как

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

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

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

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

г. Реле с откидным якорем — Чувствительность реле при работе от постоянного тока можно увеличить, добавив постоянный магнит. Это реле также известно как подвижное поляризованное реле.

2. Реле электромагнитной индукции

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

Для получения разности фаз потоков использовалась структура другого типа.Эти структуры

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

а. Конструкция с заштрихованными столбами

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

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

г. Конструкция счетчика ватт-часов

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

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

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

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

г. Реле индукционного стакана

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

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

В реле индукционного стакана создается больший крутящий момент по сравнению с реле с затемненными элементами и реле ваттметров. Реле быстро срабатывает, и их время срабатывания составляет примерно 0,01 сек.

Типы реле и их применение [объяснено]

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

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

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

Типы реле

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

1. Реле электромеханические
   1. Реле электромагнитного типа притяжения
      1. Реле якорного типа
      2. Реле соленоидного типа
      3. Реле симметричного типа
   2. Реле электромагнитной индукции
      1. Структура типа затененного столба
      2. Конструкция типа ваттметра
      3. Тип конструкции индукционного стакана
2. Твердотельные реле

1. Реле электромеханические

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

1. Реле электромагнитного типа притяжения
2. Реле электромагнитной индукции

1. Реле электромагнитного притяжения

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

1. Реле якорного типа
2. Реле соленоидного типа
3. Реле симметричного типа

1. Аттракцион Тип якоря

Реле якорного типа притяжения

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

Реле притяжения якоря

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

2. Реле соленоидного типа

Реле соленоидного типа

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

Реле соленоидного типа

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

3. Реле симметричного типа

Реле уравновешенного типа

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

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

2. Реле электромагнитного индукционного типа

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

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

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

1. Конструкция с экранированными полюсами
2. Конструкция типа ваттметра
3. Тип конструкции индукционного стакана

1. Конструкция с экранированными полюсами

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

Конструкция с экранированными полюсами

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

2. Структура типа счетчика мощности

Структура типа счетчика ватт-часов

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

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

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

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

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

3. Тип конструкции индукционного стакана

Реле индукционного типа

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

.

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

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

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

Преимущества электромеханических реле

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

Недостатки электромеханических реле

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

Приложения:

Вот некоторые применения электромеханических реле.

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

2. Твердотельные реле

Твердотельное реле — SSR

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

Принцип работы:

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

Преимущества твердотельных реле

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

Недостатки твердотельных реле

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

Применение твердотельных реле:

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

Заключение

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

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

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

Работа, преимущества и их применение

Разработка реле была начата в 1809 году. Как часть изобретения электрохимического телеграфа, электролитическое реле было найдено Самуилом в 1809 году.Впоследствии это изобретение было утверждено ученым Генри в 1835 году, чтобы создать импровизированную версию телеграфа, а затем разработано в 1831 году. Тогда как в 1835 году Дэви полностью открыл реле, но первоначальные патентные права были предоставлены Сэмюэлем. в 1840 году за первое изобретение электрического реле. Подход этого устройства выглядел так же, как цифровой усилитель, таким образом воспроизводя телеграфный сигнал и позволяя распространяться на большие расстояния. И эта статья дает четкое объяснение того, что такое реле, различные типы реле, работа и многие другие связанные концепции.

Что такое реле?

Реле

обычно используются там, где требуется регулировать цепь с помощью отдельного сигнала минимальной мощности, или там, где необходимо регулировать несколько цепей с помощью одного сигнала. Первоначально реле использовались в телеграфных цепях увеличенной длины, таких как ретрансляторы сигналов, поскольку они усиливают волну, которая принимается и передается в другие цепи. Основное применение реле было в телефонных станциях и первых версиях компьютеров.

Реле являются первичной защитой, а также переключающими устройствами в большинстве процессов управления или оборудования. Все реле реагируют на одну или несколько электрических величин, таких как напряжение или ток, так что они размыкают или замыкают контакты или цепи. Реле — это переключающее устройство, поскольку оно работает, чтобы изолировать или изменить состояние электрической цепи из одного состояния в другое.

Так как реле обеспечивает защиту цепи от повреждений. Каждое реле состоит из трех важнейших компонентов, которые рассчитываются, сравниваются и управляются.Вычисляемому компоненту известно изменение фактического измерения, а компонент сравнения оценивает фактическое значение с таким же значением заранее выбранного реле. А управляющий компонент обрабатывает быстрое изменение измеренной емкости, например, замыкание текущей функциональной цепи.

Реле повторного включения

используются для подключения различных компонентов и устройств в сети системы, таких как процесс синхронизации, и для восстановления различных устройств вскоре после исчезновения любой электрической неисправности, а затем для подключения трансформаторов и фидеров к линейной сети.Регулирующие реле — это переключатели, которые контактируют таким образом, что напряжение повышается, как в случае трансформаторов с переключением ответвлений. Вспомогательные контакты используются в автоматических выключателях и другом защитном оборудовании для увеличения числа контактов. Реле контроля контролируют состояние системы, например, направление питания, и соответственно генерируют аварийный сигнал. Их также называют реле направления.

В реле общего типа используется электромагнит, чтобы выполнять размыкание и замыкание контактов, тогда как в других типах подходов, таких как твердотельные реле, они используют свойства полупроводника для управления, независимо от подвижных компонентов. .Реле с калиброванными свойствами и, в некоторых случаях, различные функциональные катушки используются для защиты систем электрических цепей от токов перегрузки. В современных энергосистемах эти операции выполняются цифровыми устройствами, которые называются реле защитного типа.

Твердотельные реле

Различные типы реле

В зависимости от принципа действия и конструктивных особенностей реле бывают разных типов, например, электромагнитные реле, тепловые реле, реле переменной мощности, многомерные реле и т. Д., С различными номинальными характеристиками, размерами и областями применения.Классификация или типы реле зависят от функции, для которой они используются.

Некоторые категории включают реле защиты, повторного включения, регулирования, вспомогательные реле и реле контроля. Защитные реле постоянно контролируют следующие параметры: напряжение, ток и мощность; и если эти параметры нарушают установленные пределы, они генерируют сигнал тревоги или изолируют эту конкретную цепь. Эти типы реле используются для защиты оборудования, такого как двигатели, генераторы, трансформаторы и т. Д.

Различные типы реле

В общем, классификация реле зависит от электрической мощности, которая активируется током, мощностью, напряжением и многими другими величинами.Классификация основана на механической мощности, активируемой скоростью истечения газа или жидкости, давлением. Тогда как на основе теплоемкости, активируемой мощностью нагрева, а другие величины — акустические, оптические и другие.

Электромагнитные реле различных типов

Эти реле состоят из электрических, механических и магнитных компонентов и имеют рабочую катушку и механические контакты. Следовательно, когда катушка активируется системой питания, эти механические контакты размыкаются или замыкаются.Тип питания может быть переменным или постоянным током. Эти электромагнитные реле далее классифицируются как

• Реле постоянного и переменного тока
• Тип аттракциона
• Индукционный тип

Реле постоянного и переменного тока

Реле переменного и постоянного тока работают по тому же принципу, что и электромагнитная индукция, но конструкция несколько отличается и также зависит от области применения, для которой выбраны эти реле. Реле постоянного тока используются с диодом свободного хода для обесточивания катушки, а реле переменного тока используют многослойные сердечники для предотвращения потерь на вихревые токи.

Очень интересный аспект переменного тока состоит в том, что за каждый полупериод направление подачи тока меняется; следовательно, для каждого цикла катушка теряет свой магнетизм, поскольку нулевой ток в каждом полупериоде заставляет реле непрерывно замыкать и размыкать цепь. Итак, чтобы предотвратить это — дополнительно, одна заштрихованная катушка или другая электронная схема помещается в реле переменного тока, чтобы обеспечить магнетизм в положении нулевого тока.

Электромагнитные реле аттракционного типа

Эти реле могут работать как с переменным, так и с постоянным током и притягивать металлический стержень или кусок металла, когда на катушку подается питание.Это может быть плунжер, притягиваемый к соленоиду, или якорь, притягиваемый к полюсам электромагнита, как показано на рисунке. У этих реле нет временных задержек, поэтому они используются для мгновенного срабатывания. Существует еще несколько разновидностей аттракциона электромагнитного реле , а именно:

• Сбалансированная стопка — Здесь две измеряемые величины связаны из-за того, что генерируемое электромагнитное давление изменяется вдвое по сравнению с количеством ампер-витков.Доля функционального тока для этого типа реле очень минимальна. Реле имеет тенденцию выходить за пределы допустимого диапазона, когда устройство настроено на работу в быстром режиме.
• Шарнирный якорь — Здесь можно повысить чувствительность реле для работы с постоянным током, вставив постоянный магнит. Это также называется реле поляризованного движения.

Это различных типов электромагнитных реле .

Реле индукционного типа

Они используются только в качестве защитных реле в системах переменного тока и могут использоваться с системами постоянного тока.Приводная сила для движения контакта создается движущимся проводником, который может быть диском или чашей, за счет взаимодействия электромагнитных потоков из-за токов короткого замыкания.

Индукционное реле

Они бывают нескольких типов, такие как конструкции с экранированным полюсом, ватт-часами и индукционными чашками, и в основном используются в качестве направленных реле в защите энергосистемы, а также для высокоскоростных коммутационных устройств. В зависимости от конструкции индукционные реле классифицируются как:

• Затененный полюс — Структурированный полюс обычно активируется протеканием тока в одиночной катушке, которая намотана на магнитную структуру с воздушным зазором.Нестабильности воздушного зазора, создаваемые регулирующим током, разделяются на два потока, смещаемые заштрихованным полюсом и во времени-пространстве. Это затемненное кольцо изготовлено из медного материала, окружающего каждую часть мачты.
• Двойная обмотка, также называемая ваттметром. — Этот тип реле поставляется с электромагнитами E и U-образной формы, имеющими бездисковый механизм для вращения между электромагнитами. Фазовый сдвиг, который находится между потоками, создаваемыми электромагнитом, достигается за счет развиваемого потока двух электромагнитов, которые имеют различные значения индуктивности сопротивления для обеих систем контуров.
• Индукционная чашка — Это основано на теории электромагнитной индукции и так называемое реле индукционной чашки. Устройство состоит из двух или более электромагнитов, которые активируются катушкой реле. Катушка, которая окружает электромагнит, создает вращающееся магнитное поле. Из-за этого вращающегося магнитного поля в чашке будет индукция тока, и чашка сможет вращаться. Текущее направление вращения аналогично направлению вращения чашки.

Магнитные фиксирующие реле

В этих реле используется постоянный магнит или детали с высоким коэффициентом передачи, чтобы якорь оставался в той же точке, в которой наэлектризована катушка, когда источник питания катушки отключен. Реле с защелкой состоит из минимальной металлической полосы, которая входит между двумя краями.

Блокировочные реле

Переключатель либо прикреплен, либо намагничен на одном конце небольшого магнита. Другая сторона прикреплена к небольшому проводу, который называется соленоидами.Переключатель снабжен одним входом и двумя выходными секциями по краям. Это можно использовать для переключения схемы в положения ВКЛ и ВЫКЛ. Обозначение реле с защелкой отображается следующим образом:

Символ фиксирующего реле

Твердотельное реле

Solid State использует твердотельные компоненты для выполнения операции переключения без перемещения каких-либо частей. Поскольку требуемая энергия управления намного ниже по сравнению с выходной мощностью, которая должна регулироваться этим реле, это приводит к увеличению мощности по сравнению с электромагнитными реле.Они бывают разных типов: ТТР с трансформаторной связью, ТТР с фотосвязью и так далее.

Твердотельные реле

На приведенном выше рисунке показан SSR с фотосвязью, в котором управляющий сигнал подается светодиодом и обнаруживается светочувствительным полупроводниковым устройством. Выходной сигнал этого фотодетектора используется для запуска затвора TRIAC или SCR, который переключает нагрузку.

В твердотельных реле с трансформаторной связью минимальное количество постоянного тока подается на первичную обмотку трансформатора с использованием преобразователя постоянного тока в переменный.Затем подаваемый ток преобразуется в переменный ток и повышается, чтобы SSR работал вместе со схемой запуска. Степень изоляции между выходной и входной секциями зависит от конструкции трансформатора.

В то время как в сценарии твердотельного устройства с фотосвязью используется светочувствительное SC-устройство для выполнения функции переключения. На светодиод подается регулируемый сигнал, который заставляет светочувствительный компонент переходить в режим проводимости за счет обнаружения света, излучаемого светодиодом.Изоляция, создаваемая SSR, сравнительно больше по сравнению с изоляцией трансформаторного типа из-за теории фотодетектирования.

В основном, реле SSR имеют более высокую скорость переключения, чем реле электромеханического типа. Кроме того, отсутствуют подвижные компоненты, срок их службы больше, а уровень шума минимален.

Гибридное реле

Эти реле состоят из электромагнитных реле и электронных компонентов. Обычно входная часть содержит электронную схему, которая выполняет выпрямление и другие функции управления, а выходная часть включает электромагнитное реле.

Было известно, что в реле твердотельного типа больше энергии тратится в виде теплового фена, электромагнитное реле имеет проблему изгиба контактов. Чтобы избавиться от этих недостатков в твердотельных и электромагнитных реле, используется гибридное реле. В гибридном реле одновременно работают реле EMR и SST.

Твердотельное устройство принимает ток нагрузки, что устраняет проблему дуги. Затем система управления включает катушку в ЭМИ и контакт замыкается.Когда контакт в электромагнитном реле установлен, то регулирующий вход твердотельного реле вынимается. Это реле также снижает проблему перегрева.

Тепловое реле

Эти реле основаны на тепловом воздействии, что означает — повышение температуры окружающей среды от предельного значения заставляет контакты переключаться из одного положения в другое. Они в основном используются для защиты двигателей и состоят из биметаллических элементов, таких как датчики температуры, а также элементов управления.Реле тепловой перегрузки являются лучшими примерами таких реле.

Геркон

Герконовые реле

состоят из пары магнитных полосок (также называемых язычковыми), помещенных в стеклянную трубку. Этот язычок действует как якорь и как контактный нож. Магнитное поле, приложенное к катушке, наматывается на эту трубку, что заставляет эти язычки двигаться так, что выполняется операция переключения.

Герконовые реле

По размерам реле подразделяются на микроминиатюрные, сверхминиатюрные и миниатюрные.Также по конструкции эти реле классифицируются как герметичные, герметичные и реле открытого типа. Кроме того, в зависимости от рабочего диапазона нагрузки, реле бывают микро-, малой, средней и высокой мощности.

Реле

также доступны с различными конфигурациями контактов, такими как реле с 3, 4 и 5 контактами. Способы работы этих реле показаны на рисунке ниже. Переключающие контакты могут быть типа SPST, SPDT, DPST и DPDT. Некоторые из реле являются нормально разомкнутыми (NO), а другие — нормально замкнутыми (NC).

Конфигурация контактов реле

Дифференциальное реле

Эти реле работают, когда изменение вектора между двумя или более одинаковыми электрическими величинами превышает заданный диапазон. В случае токового дифференциального реле оно функционирует, когда существует выходное соотношение между величиной и изменением фазы токов, принимаемых и выходящих из системы, которое необходимо защитить.

В общих функциональных условиях токи, принимаемые и выходящие из системы, будут иметь одинаковую фазу и величину, так что реле не будет работать.Принимая во внимание, что когда в системе возникает проблема, эти токи не будут иметь одинаковых величин и фаз.

Дифференциальное реле

Это реле будет иметь такое соединение, при котором колебания между входящими и выходящими токами протекают через функциональную катушку реле. Следовательно, катушка в реле активируется в состоянии проблемы из-за изменения величины тока. Таким образом, релейные функции и автоматический выключатель размыкаются, и, таким образом, происходит отключение.

В дифференциальном реле один ТТ соединен с первичной обмоткой трансформатора, а другой ТТ — с вторичной обмоткой трансформатора. Реле связывает текущие значения с обеих сторон, и когда есть какая-либо дестабилизация в значении, реле будет работать.

Существуют дифференциальные реле тока, напряжения и смещения.

Различные типы реле в автомобильной промышленности

Это общий вид электрохимических реле, используемых в различных автомобилях, таких как легковые автомобили, фургоны, прицепы и грузовики.Они допускают минимальный ток для регулирования и обеспечивают работу большего количества токовых цепей в транспортных средствах. Они доступны во многих типах и размерах, некоторые из них:

Реле переключения

Это наиболее часто используемое автомобильное реле, имеющее пять контактов, которые имеют следующие электрические соединения:

• Нормально открытый через 30 и 87 контактов
• Нормально замкнутый через контакты 30 и 87a
• Переключение через 30 и (87 и 87a)

Когда реле работает в режиме переключения, оно переключается с одной цепи на другую и возвращается в исходное состояние в зависимости от состояния катушки (ВЫКЛ. Или ВКЛ.).

Нормально разомкнутые реле

В качестве переключающего реле может быть подключение проводки как нормально разомкнутое, тогда как в этом типе оно имеет только четыре контакта, которые позволяют подключать проводку только одним способом, который является нормально разомкнутым.

Реле указателей поворота

Реле любого общего типа имеет 4 или 5 контактов, но в этом реле с мигалкой будет 2 или 3 контакта.

В двухконтактном реле указателя поворота один вывод подключается к цепи освещения, а другой — к питанию.В трехконтактном реле мигалки два контакта подключены к питанию и свету, а третий — к светодиодному индикатору, который указывает, что мигалка находится в состоянии ВКЛ. Несмотря на то, что название указывает на то, что это тип реле, некоторые из них ведут себя как выключатели.

Электромеханический указатель поворота

Этот тип автомобильного реле содержит печатную плату с конденсатором, парой диодов и одной катушкой для генерации вспышки такой же формы, как и у стандартного мигающего устройства.Эти реле обладают способностью управлять увеличенными нагрузками, обеспечивая более высокую производительность, чем у тепловых мигалок. Несмотря на то, что в этом типе подключено больше источников света, это оказывает минимальное влияние на результат.

Тепловые мигалки

Большинство реле мигающих сигналов имеют терморегуляцию, например, автоматические выключатели. Протекание тока через катушку мигающего устройства генерирует тепло, когда есть необходимое количество тепла, это вызывает отклонение контактов, тем самым вызывая размыкание контактов и прерывая прохождение тока.Когда имеется необходимое количество теплоотвода, то отклонение контактов меняется на исходное, и снова будет протекать ток.

Этот процесс непрерывного размыкания и замыкания контактов генерирует мигающую диаграмму сигналов. Общее количество источников света, подключенных к термопробегающему устройству, показывает влияние на выходную мощность.

Светодиодные мигалки

Они полностью электронные по регулировке и функциональности. Они управляются минимальными твердотельными платами IC.Общее количество источников света, которые связаны со светодиодной мигалкой, не влияет на выход. Эти реле в основном предназначены для работы с минимальным током с использованием светодиодов без каких-либо проблем.

В дополнение к этому существует еще различных типов автомобильных реле , а именно:

• В горшке
• Парик-вагон
• с юбкой
• Время задержки
• Двойной открытый контакт

Ртутное реле

Это подпадает под классификацию герконового реле, в котором используется ртутный переключатель, а контакты в этом реле увлажняются ртутью.Этот металл снижает значение контактного сопротивления и снижает соответствующее падение напряжения. Повреждение оболочки может снизить характеристики проводимости для сигналов с минимальным значением тока.

Принимая во внимание, что для увеличения скорости нанесения ртуть устраняет функцию отскока контактов и предлагает почти быстрое замыкание цепи. Эти реле полностью изменяются, и их необходимо устанавливать в соответствии с требованиями проектировщика. Но с учетом вредных свойств жидкой ртути и ее стоимости, реле, контактирующие с ртутью, минимально используются в этих приложениях.

Повышенная скорость переключения в этих реле является дополнительным преимуществом. Капли ртути, присутствующие на каждом краю, объединяются, и приращение текущего значения по краям обычно учитывается как пикосекунды. Но в практических схемах это можно было бы регулировать с помощью индуктивности проводки и контактов.

Реле защиты от перегрузки

Электродвигатели

широко используются в различных приложениях, например, в двигателях с вращающимися инструментами.Поскольку двигатели немного дороги, более важно следить за тем, чтобы двигатели не подвергались повреждениям.

Для предотвращения повреждений необходимо использовать реле защиты от перегрузки. Реле защиты от перегрузки предотвращают выход из строя двигателя, наблюдая за величиной тока в двигателе, и, таким образом, разрывают цепь, когда происходит электрическая перегрузка или обнаруживается какое-либо повреждение фазы. Поскольку реле не дороже двигателей, они предлагают недорогой подход к защите двигателей.

Существуют различные типы реле защиты от перегрузки, и немногие из них включают электромеханические реле, электронные реле, предохранители и тепловые реле.Предохранители широко применяются для защиты устройств с минимальным током, например, в домашних условиях. В то время как электронные, тепловые и электромеханические реле используются для защиты повышенных значений тока в устройствах, таких как инженерные двигатели. Важнейшими преимуществами использования реле защиты от перегрузки являются:

• Простое управление
• Соответствующие горные комплекты будут доступны для нескольких типов реле защиты от перегрузки
• Точная синхронизация с контрагентами
• Надежная защита

Статические реле

Реле

, не имеющие подвижных компонентов, называются статическими реле.В этих статических реле результат достигается за счет статических частей, таких как электронные и магнитные цепи и другие статические устройства. Реле, которое входит в состав электромагнитного и статического реле, даже называется статическим реле по той причине, что статические секции получают обратную связь, тогда как электромагнитное реле используется для целей переключения. Немногочисленные преимущества статических реле:

• Минимальное время сброса
• Использует минимальную мощность, что снижает нагрузку на измерительные устройства и повышает точность.
• Обеспечивает быстрый выход, увеличенный срок службы, повышенную надежность и высокую точность
• Ненужное отключение минимально, и благодаря этому эффективность будет увеличена
• Эти реле не будут иметь проблем с накоплением тепла
• Усиление входного сигнала осуществляется в самом реле, что увеличивает чувствительность.
• Эти устройства могут работать и в сейсмоопасных местах, что также показывает их ударопрочность.

Существует различных типов статических реле . Вот несколько из них:

Электронное статическое реле

Эти электронные статические реле были первыми в классификации статических реле. Ученый по имени Фитцджеральд в 1928 году продемонстрировал испытание на несущем токе, которое демонстрирует защиту линий электропередачи. Вследствие этого была обнаружена последовательность электронных систем для большинства основных типов реле предохранительного механизма.Устройства, которые используются для измерения, представляют собой электронные клапаны.

Статические реле преобразователя

Это устройство в основном состоит из магнитопровода, который состоит из двух секций обмоток, обычно называемых функциональной и регулирующей обмотками. Каждая секция может состоять из одной обмотки или, если имеется более одной обмотки, будет магнитная связь всех подобных типов обмоток. Когда существуют обмотки разных групп, они не будут связаны магнитным способом.

В то время как обмотки регулирования активируются постоянным током, а функциональные обмотки питаются переменным током. Это реле работает, чтобы отображать изменяющиеся значения импеданса для токов, протекающих через функциональные обмотки.

Статические реле выпрямительного моста

Реле пользуются повышенной популярностью благодаря усовершенствованию полупроводниковых диодов. Он включает в себя два выпрямительных моста и подвижную катушку или реле типа подвижного железа с поляризацией. Тогда общий тип — это релейные компараторы, которые зависят от выпрямительных мостов, где они могут быть скомпонованы в виде фазовых или амплитудных компараторов.

Транзисторные реле

Это обычно используемые типы статических реле. Транзистор, который функционирует как триод, может преодолеть большинство недостатков, создаваемых электронными лампами, поэтому это наиболее развитый тип электронных реле, так называемых статических реле.

Реальность, что транзистор может использоваться как усилительный инструмент, а также как переключающий инструмент, что позволяет ему подходить для выполнения любых рабочих функций.Транзисторные схемы не только выполняют важные функции реле (например, сравнение входов, вычисление и их усвоение), но и обладают существенной эластичностью для соответствия многочисленным потребностям реле.

В дополнение к этим другим типам статических реле относятся:

• Реле на эффекте Холла
• Реле максимального тока с обратнозависимой выдержкой времени
• Направленное статическое реле максимального тока
• Статическое дифференциальное реле
• Статическое дистанционное реле

Применение различных типов реле

Поскольку существует множество типов реле, эти устройства найдут применение в различных отраслях промышленности, включая электрическую, авиационную, медицинскую, космическую и другие.Количество заявок:

• Используется для регулирования различных цепей
• Защищает устройства от перегрузки по напряжению и току и снижает воздействие электрического повреждения на цепи
• Реализовано как автоматическое изменение по сравнению с
• Используется для изоляции цепи минимального напряжения
• Автоматические стабилизаторы — одна из его реализаций, в которых реализовано реле. Когда уровень питающего напряжения отличается от номинального напряжения, тогда набор реле анализирует изменения напряжения и регулирует цепь нагрузки, интегрируя автоматические выключатели.
• Используется для управления переключателями электродвигателя. Чтобы включить электродвигатель, нам обычно требуется источник переменного тока 230 В, но в некоторых ситуациях / приложениях может потребоваться включение двигателя с использованием напряжения питания постоянного тока. В таких случаях можно использовать реле.

Это некоторые из различных типов реле, которые используются в большинстве электронных и электрических цепей. Информация о различных типах реле служит целям читателей, и мы надеемся, что они сочтут эту основную информацию очень полезной.Учитывая огромное значение реле с zvs в схемах, эта конкретная статья о них заслуживает отзывов, запросов, предложений и комментариев читателей. Еще более важно знать о других темах, связанных с реле, таких как реле против контактора , реле и переключатель , и многие другие.

Рабочее время отказов

Время дребезга для замыкающих контактов при подаче номинального напряжения на катушку при температуре катушки 23 ° C.

Release Bounce Time

Время дребезга для нормально замкнутых контактов при снятии номинального напряжения катушки при температуре катушки 23 ° C.

Частота переключения

Количество срабатываний реле в единицу времени.

Сопротивление изоляции

Сопротивление изолированных участков между контактами и катушками, токопроводящими клеммами и незаряженными металлическими частями (например,g., каркас сердечника и сердечник), или между контактами.
Это значение дано для реле и не включает заземления на печатные платы.

(1) Между катушками и контактами:
Между клеммами катушки и всеми контактными клеммами
(2) Между контактами с разной полярностью:
Между контактными клеммами разной полярности
(3) Между контактами с одинаковой полярностью:
Между контактными клеммами с одинаковая полярность
(4) Между установочными катушками и катушками сброса:
Между установленными клеммами катушки и клеммами сброса

Диэлектрическая прочность

Максимальное значение перед повреждением изоляции, когда напряжение подается в течение одной минуты на изолированную металлическую часть (особенно заряженную металлическую часть).
Напряжение подается в том же месте, что и сопротивление изоляции.
Ток утечки (ток, используемый для обнаружения повреждения изоляции) обычно составляет 1 мА.
Однако иногда используется ток утечки 3 мА или 10 мА.

Выдерживаемое импульсное напряжение

Максимальное аномальное напряжение, которое реле может выдержать при кратковременных скачках напряжения из-за удара молнии, переключения индуктивной нагрузки и т. Д.
Форма волны скачка напряжения, если не указано иное, является стандартной формой волны импульсного напряжения в соответствии с JIS C5442,
i.е., 1,2 × 50 мкс.

FCC, часть 68 определяет 10 × 160 мкс ± 1500 В.

Вибрация

Категории

: Разрушение, которое количественно определяет характерные изменения или повреждение реле из-за очень сильных вибраций, которые могут возникнуть во время транспортировки или монтажа реле, а также долговечность при неисправности, которая количественно определяет неисправность реле из-за вибраций во время он в эксплуатации.

α = 0,002f ² A × 9,8
α: Ускорение вибрации (м / с ² )
f: Частота (Гц)
A: Двойная амплитуда (мм)

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 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 более длительной 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 расплавляет 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

Руководство по выбору электромеханических реле

: типы, характеристики, применение

Электромеханические реле — это переключатели с электрическим приводом, используемые для изоляции цепей или батарей, обнаружения неисправностей в линиях передачи и распределения и управления цепью высокой мощности с использованием сигнала малой мощности. Простые реле состоят из магнитного сердечника, намотанного на проволочную катушку, подвижного якоря, прикрепленного к железному ярму, и одного или нескольких наборов контактов.Когда электрический ток проходит через катушку, он генерирует магнитное поле, которое активирует якорь, тем самым перемещая контакты, чтобы установить или разорвать соединение.

На схеме ниже показаны части реле и его работа. Реле слева выключено, это означает, что на катушку не течет ток. Реле справа включилось из-за подачи питания на катушку и последующего перемещения якоря и контакта.

Кредит изображения: Электроника в Meccano

Типы

Электромеханические реле

можно классифицировать как по применению, так и по конструкции устройства.

Герконовое реле

Реле

состоит из одного геркона, заключенного в соленоид. Контакты переключателя расположены внутри стеклянной или керамической трубки для защиты от коррозии и состоят из магнитного материала, на который влияет поле соленоида. Герконовые переключатели способны к быстрому переключению и потребляют очень мало энергии от схемы управления, но могут потребовать более частого обслуживания из-за намагниченных язычков, застрявших в положении «включено».

Герконовые реле в открытом и закрытом положениях. Изображение предоставлено: National Instruments

Реле высокого напряжения и тяжелого режима работы

Реле для тяжелых условий эксплуатации часто используются для управления машинами и других промышленных приложений. Они изготовлены из прочных, долговечных материалов и часто используются для управления стартерами и другими компонентами.

Реле

, предназначенные для приложений высокого напряжения и высоких частот, имеют прочную изоляцию и используют прочные материалы, чтобы увеличить срок службы контактов и выдержать интенсивное использование.Обычно они могут выдерживать скачки напряжения в несколько киловольт (кВ).

Конструкция реле высокого напряжения. Изображение предоставлено: TE Connectivity

Аэрокосмическая промышленность / реле MIL-SPEC

Реле

могут изготавливаться для аэрокосмического и оборонного применения, а также могут соответствовать ряду военных стандартов США (MIL-SPEC). Общие стандарты для реле включают MIL-PRF-39016, M83536 и M83726.

Технические характеристики

Крепление

Электромеханические реле могут быть установлены различными способами.

• Кронштейн (или фланец) Установленные реле оснащены фланцем для монтажа. Фланец обычно устанавливается путем прикручивания устройства к соответствующему фланцу, который затем приваривается к соответствующей стене.

• DIN-рейка Устройства, смонтированные на , оснащены фиксатором, который можно установить на DIN-рейку. DIN-рейки — это монтажные устройства, стандартизированные Немецким институтом норм и правил (DIN).

• Панельный монтаж Реле изготавливаются для монтажа на электрическую панель.

• PCB Реле монтируются на печатных платах (PCB) с использованием сквозных контактов или технологии поверхностного монтажа (SMT).

• Реле Socket монтируются на печатные платы с помощью штыревых разъемов.

Технические характеристики коммутатора

База данных GlobalSpec SpecSearch содержит информацию о переключателе реле, включая количество полюсов и ходов.

Поляки

Термин «полюс» описывает количество отдельных цепей, управляемых переключателем.Количество цепей, управляемых реле, определяет количество контактов переключателя, которое, в свою очередь, определяет полюса, необходимые для замыкания или размыкания контактов. Выключатели обычно имеют от одного до четырех полюсов.

На приведенных ниже изображениях слева направо показаны однополюсный (SP), двухполюсный (DP) и трехполюсный переключатель (3P). Обратите внимание, что на последнем изображении переключатель подключен к трем отдельным цепям и имеет три контакта.

Броски

Также важно учитывать ходы релейного переключателя или количество различных положений, в которых он может находиться.

• Переключатели простого хода (ST) разомкнуты в одном положении и замкнуты в другом. Например, однополюсный однопозиционный переключатель (SPST) представляет собой простой двухпозиционный переключатель, такой как выключатель света. Двухполюсный однопозиционный переключатель (DPST) — это двухполюсный переключатель, который размыкает и замыкает два контакта одним движением.

• Двухпозиционные переключатели (DT) — это устройства двустороннего действия. Реле двойного действия имеют три контакта и два положения: в первом положении контакты 1 и 2 находятся в контакте, а третье остается разомкнутым.Во втором положении это соединение обратное к контактам 2 и 3.

Контакты

Технические характеристики контактов, включая ориентацию контактов и максимальные номинальные характеристики, важно учитывать при выборе электромеханических реле.

Ориентация контактов относится к положению переключателя, когда катушка реле не находится под напряжением. Как следует из названия, нормально разомкнутый переключатель (NO) разомкнут в состоянии покоя, без напряжения; когда через реле проходит ток, переключатель замыкается.Таким образом, нормально замкнутый переключатель (NC) перевернут: замкнут в состоянии покоя и разомкнут при включении. Перекидные переключатели содержат контакты как нормально разомкнутого, так и нормально замкнутого типа.

Контакты

часто рассчитаны на прием максимально допустимого тока при указанном тепловыделении и окружающих условиях. Максимальный ток иногда называют максимальным коммутируемым напряжением (выраженным в вольтах) или максимальным коммутируемым током.

Скорость

Характеристики скорости реле включают время включения и время отключения.Время включения — это время, необходимое переключателю для срабатывания и замыкания контакта, а время отключения — это количество времени, необходимое для размыкания и размыкания контакта. Скорость переключения обычно измеряется и указывается в миллисекундах. У более высокоскоростных устройств есть несколько преимуществ перед низкоскоростными. В приложениях с низким напряжением высокоскоростные реле снижают шум, в то время как в приложениях с высоким напряжением быстрые переключатели уменьшают искрение и возможность физического повреждения.

Характеристики

Электромеханическое реле может иметь один или несколько специальных атрибутов.

• Трансформируемые контакты по существу имеет регулируемую ориентацию контактов. Например, нормально разомкнутый контакт можно перенастроить на нормально замкнутый и наоборот.

• Чувствительные к току / напряжению Реле могут указывать, когда превышен максимальный порог тока или напряжения.

• Реле с расширяемыми деками допускает добавление дополнительных полюсов переключателя.

• Искробезопасные реле не создают искр или других тепловых эффектов в условиях, которые могут вызвать воспламенение газовой смеси.Они часто используются во взрывозащищенных приложениях.

• Тестирование нажатием кнопки позволяет выполнять ручное управление с помощью кнопки для проверки цепи реле.

• Реле с выдержкой времени имеют регулируемые скорости, что позволяет выдерживать время включения или выключения с задержкой.

Стандарты

BS EN 61810-1 — Электромеханические элементарные реле — Часть 1: общие требования

SAE AS5363 — Общие технические условия для электромеханического контроллера мощности / реле

Список литературы

National Instruments — Как правильно выбрать реле

Кредиты изображений:

OMEGA Engineering, Inc.| Enasco | Излишки Skycraft | Фрэнк Алапини

Прочитать информацию об электромеханических реле для пользователей .