Где реле

Промежуточное реле: назначение, принцип действия, устройство

В этой статье читатели сайта сам электрик могут узнать, какое назначение, принцип действия и устройство промежуточного реле. Очень часто данный аппарат используется в схемах, однако далеко не каждый имеет представление о том, как он работает и для чего применяется. Итак, рассмотрим более подробно каждый вопрос.

Назначение

В системах автоматики и управления широко применяются промежуточные реле (см. фото ниже). Эти аппараты коммутируют управляющие сигналы, управляют мощными устройствами, разделяют управляющие цепи от силовых и выполняют не мене важную роль, чем силовые реле.

Свое название промежуточное реле получили из-за положения в схемах автоматики и управления. Они находятся между источником задания и исполнительным устройством, таким как контактор, поэтому становится понятно, почему так назвали реле.

Получить дополнительную информацию о назначении и разновидностях изделий вы можете, просмотрев данное видео:

Описание ассортимента

Устройство

Данные аппараты бывают всевозможных типов и размеров. От миниатюрных реле на два контакта, до нескольких десятков в реле-повторителе. Во всех их конструктивный принцип одинаков. Устройство промежуточного реле представлено электромагнитной катушкой управления, магнитопроводом, пружинным механизмом и группой контактов. Подробно узнать о конструкции аппарата вы можете, просмотрев картинку ниже:

Промышленность выпускает широкий спектр устройств на разнообразное управляющее напряжение от 5 вольт и до 220. Они могут быть рассчитаны на переменное «АС» напряжение и постоянное «DC».

Внешне они ни чем, практически, не отличаются. Разница только в конструкции магнитопровода. Для переменного тока он набран из группы пластин, а постоянного тока цельный. Это сделано для уменьшения потерь на нагрев в магнитопроводе при прохождении переменного тока.

Что касается технических характеристик устройств, для каждого типа они разные. К примеру, для серии RE они будут иметь вид:

Для промышленных целей, изготавливаются колодки для промежуточных реле с установкой на DIN рейку. Реле и колодки для них также выпускаются с широким спектром видов разъемов. Это сделано для удобства эксплуатации в пределах одного устройства, когда присутствуют модели разного напряжения, и по невнимательности не произошла замена одного типа на другой.

Принцип работы

Не менее важно знать, как работает промежуточное реле. Принцип действия следующий: при подаче напряжения на управляющую катушку, магнитный поток, появившийся в сердечнике, втягивает механизм контактов. Последние в свою очередь меняют положение, и переключаются, при этом размыкая или замыкая контакты.

Более подробно узнать о принципе работы вы можете, просмотрев данное видео:

Как работает РЭК 73/3

Область применения

Промежуточные реле применяются в схемах управления для коммутации силовых цепей от источника с малым током. Также они нужны для сборки схемы удержания контактов, повторения сигнала и вывода на индикаторы, дублирование на выносные пульты управления, и т. д.

Очень часто данные аппараты используют в противоаварийных системах, промышленном оборудовании, устройстве релейной защиты и на электроэнергетических объектах.

Для примера возьмем схему управления асинхронным двигателем, с контролем наличия фазы. Данная схема собрана на промежуточных реле типа 1РН, 2РН, 3РН, 1РП, 2РП, а также с повторением на световые индикаторы о состоянии фаз. Кстати, сразу же обратите внимание на условное обозначение данного элемента на схеме.

Вот и все, что хотелось рассказать вам об устройстве, принципе действия и назначении промежуточного реле. Как вы видите, в схемах управления данный аппарат выполняет важную функцию, поэтому часто применяется на производстве.

Будет полезно прочитать:

samelectrik.ru

устройство, принцип действия :: SYL.ru

Электромагнитное реле - это коммутационное устройство для переключения электрических цепей электромагнитным полем.

Области применения

Электромагнитная коммутация используется в схемах автоматики, управления электроприводами, электроэнергетическими и технологическими установками, в системах контроля и т. п. Реле электромагнитное позволяет регулировать напряжения и токи, выполнять функции запоминающих и преобразующих устройств, фиксировать отклонения параметров от заданных значений.

Принцип работы

Электромагнитное реле, принцип действия которого является общим для любого типа, состоит из следующих элементов:

Основание.
Якорь.
Катушка из витков провода.
Подвижные и закрепленные контакты.

Все детали крепятся на основании. Якорь выполнен с возможностью поворота и удерживается пружиной. Когда на обмотку катушки подается напряжение, по ее виткам протекает электрический ток, создавая электромагнитные силы в сердечнике. Они притягивают якорь, который поворачивается и замыкает подвижные контакты с парными неподвижными. При отключении тока якорь возвращается пружиной обратно. Вместе с ним перемещаются подвижные контакты.

От типовой конструкции отличаются только герконовые реле, где контакты, сердечник, якорь и пружина совмещены в единой паре электродов.

Электромагнитное реле, схема которого изображена ниже, является коммутирующим устройством.

Она типична и в целом показывает, как электрическая энергия преобразуется в магнитную, которая затем преодолевает усилие пружины и перемещает контакты.

Электрические цепи катушки и коммутации ничем не связаны. За счет этого малые токи могут управлять большими. В результате реле электромагнитное является усилителем тока или напряжения. Функционально оно включает три основных элемента:

воспринимающий;
промежуточный;
исполнительный.

Первым из них является обмотка, создающая электромагнитное поле. По ней проходит контролируемый ток, при достижении которым заданного порогового значения происходит воздействие на исполнительный элемент - электрические контакты, замыкающие или размыкающие выходную цепь.

Классификация

Реле классифицируются следующим образом:

По способу управления контактами - якорные и герконовые. В первом случае замыкание-размыкание контактов производится при перемещении якоря. В герконовых переключателях сердечник отсутствует и магнитное поле воздействует непосредственно на ферромагнитные электроды с контактами.

Управляющий ток может быть постоянным или переменным. В последнем случае якорь и сердечник выполняются из пластин электротехнической стали для уменьшения потерь. Для постоянного тока устройства бывают нейтральными и поляризованными.
По быстродействию срабатывания реле делятся на 3 группы: до 50 мс, до 150 мс и более 1 с.
Защита от внешних воздействий предусматривает устройства герметизированные, зачехленные и открытые.

При всем многообразии типов, представленных ниже, действие электромагнитного реле основано на общем принципе коммутации контактов.

Устройство электромагнитного реле спрятано внутри корпуса, снаружи выступают только выводы обмотки и контактов. Они большей частью пронумерованы, для каждой модели дается схема подключения.

Параметры

Основными характеристиками реле являются:

Чувствительность - переключение от подаваемого в обмотку сигнала определенной мощности, достаточной, чтобы происходило включение.
Сопротивление обмотки.

Напряжение (ток) срабатывания - минимальное пороговое значение параметра, при котором контакты переключаются.
Напряжение (ток) отпускания.
Время срабатывания.
Рабочий ток (напряжение) - величина, при которой происходит гарантированное включение в процессе эксплуатации (значение указывается в заданных пределах).
Время отпускания.
Частота включений с нагрузкой на контактах.

Достоинства и недостатки

Реле электромагнитное имеет следующие преимущества над полупроводниковыми конкурентами:

коммутация больших нагрузок при малых габаритах;
гальваническая развязка между цепью управления и группой коммутации;
низкое тепловыделение на контактах и катушке;
небольшая цена.

Устройству присущи также недостатки:

медленное срабатывание;
относительно небольшой ресурс;
радиопомехи при переключении контактов;
сложность коммутации на постоянном токе высоковольтных и индуктивных нагрузок.

Рабочие напряжение и ток катушки не должны выходить за заданные пределы. При их низких значениях становится ненадежным контактирование, а при высоких - перегревается обмотка, увеличивается механическая нагрузка на детали и может произойти пробой изоляции.

Долговечность реле зависит от вида нагрузки и тока, частоты и количества коммутаций. Больше всего контакты изнашиваются при размыкании, образующем дугу.

Бесконтактные аппараты имеют преимущество, поскольку у них не появляется дуга. Но есть также масса других недостатков, что не дает возможности заменить реле.

Электромагнитные реле тока

Реле тока и напряжения отличаются, хотя структура у них похожа. Различие состоит в исполнении катушки. Реле тока имеет малое количество витков на катушке, сопротивление которого невелико. При этом намотка производится толстым проводом.

Обмотка реле напряжения образуется большим количеством витков. Ее обычно включают в действующую сеть. Каждое устройство контролирует свой определенный параметр с автоматическим включением или отключением потребителя.

С помощью реле тока контролируют его силу в нагрузке, к которой подключается обмотка. Информация передается в другую цепь посредством подключения к ней сопротивления коммутирующим контактом. Подключение производится в силовую схему напрямую или через измерительные трансформаторы.

Защитные устройства отличаются быстродействием и имеют время срабатывания в несколько десятков миллисекунд.

Реле времени

В схемах автоматики нередко возникает необходимость создавать запаздывания при срабатывании аппаратов или выдавать сигналы для технологических процессов в определенной последовательности. Для этого служат переключатели с задержкой по времени, к которым предъявляются следующие требования:

стабильность выдержки независимо от воздействия внешних факторов;
небольшие габариты, масса и потребляемая энергия;
достаточная мощность системы контактов.

Для управления электроприводами высокие требования к точности не предъявляются. Выдержка составляет 0,25-10 с. Надежность должна быть высокая, поскольку работа часто производится в условиях тряски и вибрации. Защитные устройства энергосистем должны работать точно. Выдержка не превышает 20 сек. Срабатывание происходит довольно редко, поэтому высокие требования к износостойкости не предъявляются.

Электромагнитные реле времени работают на следующих принципах замедления:

Пневматическое - за счет наличия пневматического демпфера.

Электромагнитное - при постоянном токе существует дополнительная короткозамкнутая обмотка, в которой наводится ток, препятствующий нарастанию главного магнитного потока при срабатывании, а также его снижению при отключении.
С анкерным или часовым механизмом, который заводится от электромагнита, и контакты срабатывают после отсчета времени.
Моторное - подача напряжения одновременно на электромагнит и двигатель, вращающий кулачки, приводящие в действие систему контактов.
Электронное - с помощью интегральных цепей или цифровой логики.

Заключение

С наступлением эры электроники реле электромагнитное постепенно вытесняется, но оно все же развивается, достигая новых возможностей. Ему трудно найти альтернативу в местах, где имеют место перепады тока и напряжения при пуске и отключении устройств, использующих электричество.

www.syl.ru

РЕЛЕ

В этой статье мы поговорим о Реле. Реле это устройство, созданное для коммутации электрических цепей, которое может осуществляться в устройствах автоматики даже без помощи человека. Рассмотрим поподробнее, какие существуют типы, и для каких целей служат реле. Самое распространенное электромагнитное реле может быть в двух положениях: включено и отключено. Состоит реле из контактов, катушки, подвижного якоря, толкателя контактной системы, выводов реле. Фото катушки магнитного пускателя (реле), изображено на нижеприведенном рисунке, все катушки сделаны по одному принципу:

Катушка магнитного пускателя

Катушка представляет собой медный провод, намотанный на оправке, и представляет собой, в простейшем случае цилиндр, внутри которого находиться сердечник электромагнита. При подаче напряжения на выводы катушки, она втягивает в себя сердечник по принципу электромагнита, при этом толкатель двигает (толкает) подвижную систему контактов, часть из которых при этом замыкается, а часть размыкается.

Рисунок строение реле

Далее изображено схематическое обозначение основных деталей, из которых состоит реле и которые необходимы нам для понимания его работы:

Схематические обозначения деталей реле

- Под цифрой один изображена катушка электромагнитного реле, так она обозначается на принципиальных схемах. - Под цифрой два изображен свободно разомкнутый контакт. - Под цифрой три изображен свободно замкнутый контакт.

А здесь изображены катушка и группы контактов вместе:

Схематическое обозначение катушки и контактов

Контакты реле могут быть, как свободно замкнутыми, так и свободно разомкнутыми. Свободно замкнутые, это те контакты, которые в отсутствие напряжения на катушке реле находятся в замкнутом состоянии. Свободно разомкнутые контакты соответственно в отсутствие напряжения находятся в разомкнутом состоянии. Реле бывают рассчитанные на работу, как от переменного, так и от постоянного тока. На фотографии можно видеть маломощное электромагнитное реле:

Фотография электромагнитного реле

Электромагнитные реле выпускаются на разную мощность, начиная от низковольтных малогабаритных реле, магнитных пускателей осуществляющих управление двигателями и цепями управления станков, до мощных контакторов (сделанных тоже по типу реле) осуществляющих коммутацию значительных токов и позволяющих управлять работой больших двигателей в насосных станциях, котельных и других объектах электроустановок. На рисунке ниже изображен магнитный пускатель серии ПМЕ:

Магнитный пускатель ПМЕ

Подобные магнитные пускатели имеют катушку, рассчитанную на напряжение питания от 110 до 380 вольт для работы от сети переменного тока. Магнитные пускатели помимо силовых контактов, рассчитанных на большую нагрузку, имеют вспомогательные свободно замкнутые и свободно разомкнутые контакты. Вспомогательные контакты используются в цепях управления устройством, например токарным или сверлильным станком. Ниже на рисунке схема нереверсивного пуска электродвигателя.

Схема нереверсивного пуска электродвигателя

В левой части, как нам известно, из приведенных выше схематических изображений, изображены под обозначением КМ три спаренных для одновременного включения силовых контактов включения электродвигателя. Прямоугольник, обозначенный КМ, это как мы знаем, обозначение катушки пускателя. Свободно разомкнутый контакт, находящийся под обозначением кнопки SBC (которая, кстати, является кнопкой включения электродвигателя) служит контактом так называемого "самоподхвата питания”. Рассмотрим вкратце эту схему, являющуюся типичной схемой нереверсивного включения двигателя (по такой схеме устроены приводы наждаков на производстве”:

Наждачная бабка фото

После нажатия кнопки SBC питание подается на катушку пускателя (реле) КМ. Замыкаются силовые и вспомогательный контакт магнитного пускателя. При этом включается двигатель. Для какой цели нам служит вспомогательный контакт "самоподхвата питания” ? Если бы его не было и мы отпустили кнопку включения SBC, то катушка была бы у нас обесточена и двигатель остановился. Контакт "самоподхвата питания”, замыкаясь враз с силовыми контактами, шунтирует кнопку включения своими контактами и после её отпускания питание с катушки не пропадает, до тех пор, пока не будет нажата кнопка остановки двигателя SBT. Либо не будет обесточен станок или иное устройство, в котором будут установлены этот двигатель и схемы управления. Дальше изображен мощный контактор, устройство которого как уже писалось выше также основано на принципе действия электромагнитного реле:

Реле контактор

Тепловые реле

Второй тип реле, также широко используемый в электротехнике, это тепловые реле. Фото теплового реле приводится на следующем рисунке:

Фото тепловое реле

Эти реле очень часто используются в паре с электромагнитными реле (пускателями и контакторами) для защиты электрических цепей с электродвигателями от перегрузок. Если кто-нибудь обратил внимание, на рисунке, где была приведена схема нереверсивного пуска электродвигателя, присутствует и такое схематическое изображение:

Изображение на схеме тепловое реле

Ниже на рисунке показано устройство теплового реле:

Рисунок устройство теплового реле

Как устроено тепловое реле: в его состав входит биметаллическая пластина, сделанная из двух металлов имеющих различный коэффициент расширения. При нагреве биметаллическая пластина изгибается и освобождает пружину, которая размыкает силовые контакты теплового реле. Происходит это мгновенно, в целях быстрого гашения дуги. Так обозначается, на схемах (выделено красным) тепловое реле.

Обозначение на схема теплового реле

На рисунке под цифрой 2 изображены контакты теплового реле, которые размыкаются при срабатывании теплового реле и обесточивают двигатель. Под цифрой 1 показаны контакты теплового реле, которые входят в цепь с биметаллической пластиной. После срабатывания реле можно включить заново, после остывания пластины нажав на толкатель, размещенный на тепловом реле.

Реле времени

В радиоэлектронике и электротехнике часто используются так называемые реле времени:

Реле времени фото

Такие реле предназначены для выдержки времени, по истечении которого включается другое устройство, подключенное к реле времени. Существуют и находят применение в электронике также герконовые реле. Герконы - это герметичные устройства управляемые магнитным воздействием. Фото герконового реле и его устройство приведено на картинках расположенных ниже:

Герконовое реле фото

Современным трендом является использование твердотельных реле - где полностью отсутствуют подвижные части, а функцию коммутатора берут на себя силовые тиристоры или транзисторы, но об этом вы можете почитать здесь. Обзор подготовлен специально для сайта Радиосхемы, с вами был AKV.

Форум по автоматике и реле

Обсудить статью РЕЛЕ

radioskot.ru

Принцип работы реле :: Практическая электроника

03.02.2013 21:54

Думаю, все уже в курсе , что поле - это не только гектары земли с пшеницей, картошкой, коноплей :-). В нашей жизни существуют еще и другие виды полей, но они невидимы человеческим глазом. Это может быть гравитационное, электрическое или даже магнитное поле. Давайте рассмотрим, что же из себя представляет магнитное поле?

Магнитное поле образуется вокруг кусочка магнита. И не зависимо от размеров этого кусочка, этот магнит всегда будет иметь два полюса: Северный (N - North) и Южный (S - South). Стрелки магнитного поля начинаются с Севера и заканчиваются на Юге, но они нигде не разрываются и даже в самом магните (доказано наукой). Как Вы знаете, Земля - это тот же самый кусочек магнита очень большого размера. Она также имеет эти два полюса, покрытые льдинами.

Но самый прикол заключается в том, что проводок по которому течет электрический ток вокруг себя образует то же самое магнитное поле, как и простой магнит. Буковкой I отмеченое направление тока, а В - это линии магнитного поля. Они представляют собой замкнутые круги. Для того, чтобы магнитное поле проводника было как можно больше, нужно чтобы ток и длина этого проводника была как можно больше. Для того, чтобы увеличить ток, мы должны применить Закон Ома.

Честно скажу, даже не знаю, кто первый придумал навернуть провод, как на рисунке ниже, и пропустить через него ток, но это того стоило.

То есть, намотав провод вот так, мы получаем нечто иное как соленоид. Если на концы такой катушки подать электрический ток, то она превратится в самый простой магнит! Но правильнее было бы его назвать электромагнит. Смотрите сколько силовых линий образуется в соленоиде, при подаче на его концы электрического тока!

А если обмотать какую-нибудь цилиндровую железячку вот такими витками и подать напругу, то эта железяка станет магнитом и будет притягивать к себе металлические предметы.

Ах да, к чему я все это веду? Да дело как раз в том, что этот принцип используется в очень важном электротехническом девайсе - реле. Реле (relayer - англ. сменять, заменять) - это такой девайс, который использует принцип работы электромагнита. Чтобы не замарачиваться по теории (ведь как Вы помните на нашем сайте минимум этой теории) мы разберем одно реле и посмотрим, как же там все устроено. А будем мучать вот такую релюшку:

Давайте же посмотрим, что на ней написано:

Думаю, начнем сверху. TDM ELECTRIC - видать производитель. РЭК 78/3 - название реле, дальше идет самое интересное. Мы видим какие то полоски и цифры. What the fuck? Контакты с 1 по 9 - это и есть комутационные контакты реле, 10 и 11 - это катушка реле. Теперь обо всем по порядку. Реле состоит из комутационных контактов. Что значит "комутационные контакты"? Это контакты, которые осуществляют переключение. А катушка - это медный провод, намотанный на цилиндрическую железку, соленоид у которого внутри цилиндрик, тем самым она образует электромагнит. Думаю понятно). Снизу схемка говорит нам о том, что мы можем коммутировать переменное напряжение в 230 Вольт максимум в 5 Ампера в нагрузку или постоянный ток в 24 Вольта и током в нагрузке 5 Ампер.

Внимание! Наступает ответственный момент! Сейчас я буду рассказывать про принцип работы. Навострите все ваши 6 чувств :-). Когда напряжение на катушку мы НЕ подаем, то контакт 1 соединяется с 7, 2 с 8, 3 с 9

Если же мы подаем напряжение на катушку, то соединяются контакты 4 с 7, 5 с 8, 6 с 9. Уфф... Трудно? ;-). Какое же напряжение подавать на катушку? Смотрим на саму катушку. Написано 12 VDC. DC - это постоянный ток, АС - переменный. Значит подаем 12 Вольт постоянного тока.

С другой стороны мы видим те самые контакты. Слева направо сверху вниз идет нумерация контактов (качество фотки что-то не айс).

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

При подаче на электромагнит напряжения, ярмо притягивается к электромагниту. На ярме находится коммутационный контакт и он движется вслед за ярмом и пипочка на комутационном контакте начинает задевать нижний контакт, который установлен в корпусе реле. При пропадании напряжения на катушке, пружинка оттягивает назад ярмо и реле принимает свой первозданный вид. Ну думаю проще некуда.

Давайте же проверим все что мы здесь написали с помощью Мультиметра и Блока питания. Прозваниваем контакт 1 и 7 и смотрим, что у нас они звонятся, значит эти контакты соединены, да в принципе видно даже визуально.

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

В результате у нас ярмо "приклеилось" к электромагниту (катушке) и потянула за собой комутационный контакт. Цепь 1 и 7 у нас оборвалась, но зато восстановилась цепь контакта 7 и 4. То есть, если через эти контакты сделать цепь простого фонарика, то можно управлять зажиганием лампочки тупо подавая на катушку напряжение и снимая его с катушки. Таким образом проверяются контакты реле. Если они подгоревшие и с налетом, то следует протереть их карандашным ластиком. Если они выгорели хорошенько, то шкуркой-микронкой.

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

На схемах электромагнитные реле обозначаются вот так:

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

Также контакты обозначают уже просто цифрами. В данном случае:

11 - это общий контакт

11-12 - это нормально замкнутые контакты

11-14 - нормально разомкнутые контакты

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

Было:

Стало:

Применение реле находит везде, особенно в промышленной электронике.

В настоящее время существуют очень много типов реле. Плюсы реле - это то, что управляемое напряжение и управляющее напряжение никак не связаны между собой. Выражаясь домашним языком - напряжение на катушке никак не связано с напряжением на контактах реле. Они гальванически развязаны, что делает реле безопасным устройством в электро- и радиопромышленности. Минусы - время задержки срабатывания, в течение которого комутационный контакт "летит" с одного контакта до другого. В очень быстродействующей аппаратуре реле не применяются. Производители обеспечивают электротехническую промышленность различными видами реле и других устройств на их принципе. Это могут быть контакторы и пускатели.

Они осуществляют коммутацию больших напряжений и токов и применяются в основном в силовой электронике, например, для запуска асинхронного двигателя.

Есть также токовое реле, которое срабатывает в зависимости от того, какая сила тока течет в цепи. Есть реле мощности, реле времени и многие другие виды реле. Все они построены на принципе слежения за контролируемыми величинами.