принцип работы, характеристики, схема подключения

По принципу действия реле можно подразделить на несколько типов, например:

• электромагнитные,
• тепловые,
• времени и др.

Наиболее распространенными являются электромагнитные реле, устройство, принцип работы и основные технические характеристики которых будут рассмотрены ниже.

Электромагнитное реле (рисунок 1) представляет собой парамагнитный сердечник С (стальной, например) поверх которого намотана катушка L.

Электрические контакты K реле механически связаны с ярмом Я. При подаче на катушку напряжения Uуп ярмо воздействует на контакты, изменяя их состояние.

Контакты реле могут быть трех основных типов (рисунок 2):

1. Замыкающие (нормально разомкнутые). При отсутствии на реле напряжения они разомкнуты, при подаче напряжения контакты замыкаются.
2. Размыкающие (нормально замкнутые). По сравнению с предыдущими контактами здесь все происходит наоборот.
3. Переключающие. Из схемы видно, что они являются комбинацией первых двух типов контактов реле.

Кроме того, реле может иметь несколько независимых (электрически изолированных) друг от друга контактов, иначе называемых направлениями. Так, для варианта 1 на рисунке 2 количество направлений равно двум.

Хочу заметить, что существует тип реле, действующий по электромагнитному принципу, однако, не имеющий сердечника. Это герконовые реле (рисунок 3).

Магнитное поле катушки действует непосредственно на электрические контакты, расположенные в герметичном корпусе. Собственно, название «геркон» происхождение имеет от двух слов: ГЕРметичный КОНтакт.

Таким образом, принцип работы реле заключается в преобразовании управляющего напряжения Uуп в электромагнитное поле, управляющее работой механических контактов, которые, в свою очередь, могут коммутировать другие напряжения Uком и токи Iком.

Вполне резонно может возникнуть вопрос: зачем нужно такое преобразование?

Основных причин две:

1. Можно достаточно небольшими значениями Uуп управлять гораздо большими величинами напряжений и токов.
2. Реле позволяет при необходимости осуществить гальваническую развязку цепей, то есть осуществлять связь между ними без электрического контакта. Кстати, это иллюстрирует правая часть рис.1.

Изложенный принцип работы электромагнитного реле определяет его основные электрические характеристики.

• напряжение и ток срабатывания (отпускания),
• номинальные (максимальные) коммутируемые токи и напряжение,
• электрическое сопротивление обмотки.

Стоит отметить, что помимо этих характеристик реле обладают рядом других, определяющих надежность, быстродействие, различные варианты исполнения, но, поскольку, приведенный материал является ознакомительным, подробное их описание представляется нецелесообразным.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

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

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

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

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

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

У электромагнитного реле имеется ряд преимуществ, недоступных полупроводниковым конкурентам:

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

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

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

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

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

Что такое реле, 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:

принцип действия, виды и назначение

Автор aquatic На чтение 7 мин. Просмотров 6.6k. Обновлено 17.06.2020

Это устройство используют в бытовых и промышленных электрических сетях. С его помощью включают праздничную иллюминацию и управляют работой двигателей внутреннего сгорания.  Если знать, что такое реле, как оно устроено, некоторые практические задачи можно будет решать самостоятельно.

Реле контроля напряжения в электрическом щитке

Что такое реле

Существуют разные, в том числе очень сложные модификации реле, что это такое простыми словами можно объяснить следующим образом. Допустим, что к сети подключен мощный электродвигатель, обеспечивающий работоспособность помпы системы водоснабжения. Чтобы дорогостоящее оборудование выполняло свои функции длительное время, его защищают от различных неблагоприятных внешних воздействий. На корпусе привода устанавливают датчик температуры. При перегреве он подаст сигнал в сеть управления, отключит питание, предотвратит возникновение аварийной ситуации.

В этой схеме используют два контура:

• С применением невысоких уровней напряжения 5-24 V работают датчики, электронные схемы управления, контроля, индикации.
• Электродвигатели, нагревательные элементы, светильники и другие мощные потребители подключают к сетям 220/ 380V.

Реле включает/отключает питание мощных устройств после получения соответствующего сигнала из слаботочной цепи управления. Обратная связь в данном случае отсутствует, что исключает возможность взаимного влияния контуров с разными уровнями напряжений (токов).

Специализированное защитное реле электрического двигателя

Принцип действия электромагнитного реле

На этих рисунках схематически изображено типичное реле данного типа.

Принцип действия устройства

При подаче напряжения на катушку проходящий по ее виткам ток создает ЭДС. Образованное в металлическом сердечнике магнитное поле притягивает якорь. Он размыкает одну группу контактов и замыкает другую. Соответствующие изменения происходят в подсоединенных цепях.

Типичное электромагнитное реле

После изучения общей схемы проще понять, что такое реле, которое применяется на практике. На фото приведено реальное изделие со снятой защитной крышкой. Здесь для фиксации пружины в нужном положении используется специальный элемент, ярмо. Медная проволока катушки намотана на каркас из диэлектрика. Назначение остальных деталей такое же, как в приведенном выше описании.

Приборы этого класса отличаются следующими показателями:

• Они способны при компактных размерах (9-11 см. куб.) коммутировать цепи нагрузки мощных потребителей (более 3,5 кВт).
• Электрическая «развязка» цепей получается эффективной. Реле устойчивы к помехам. Их не способны повредить сильные импульсы в силовых контурах.
• В области механического контакта потери минимальны. Стоимость таких изделий невелика.

Полезная информация! При маленьком электрическом сопротивлении между замкнутыми контактами температура всего узла поднимается незначительно. Так, при коммутации во вторичной цепи нагрузки с током 5А качественное электромагнитное реле будет выделять от 0,4 до 0,6 Вт тепловой энергии. Если взять для сравнения полупроводниковый аналог, то он в подобном режиме излучает от 12 до 16 Вт. Для его долгосрочного функционирования необходима специальная система охлаждения.

Полупроводниковое реле

Но нельзя правильно ответить на вопрос, что такое электромагнитное реле, если не перечислить его недостатки:

• Скорость перемещения механических контактов невелика. Это ограничивает сферу применения приборов в качестве защитных устройств.
• Контактные поверхности со временем окисляются, их поверхность деформируется искрами разрядов. Ограниченным ресурсом обладают пружинные блоки. Все перечисленное снижает долговечность реле.
• При коммутациях возникают сильные электромагнитные помехи. Необходимо использовать дополнительную экранировку, либо повышать дальность до чувствительных к таким помехам блоков электроники.

Обратите внимание! Совместное использование с потребителями постоянного тока (при высоком напряжении) и мощными нагрузками индукционного типа не рекомендуется. Не следует превышать максимальные значения коммутации: 24/220 V постоянного/ переменного тока при 15 А.

Принцип работы реле электронного типа

Некоторые недостатки, перечисленные выше, устраняют с помощью применения полупроводниковых приборов. Транзистор, например, вполне способен выполнять функции коммутатора. Если подать напряжение нужной величины и полярности на переход «база-эмиттер», то цепь «коллектор-эмиттер» будет способна пропускать сильный ток. Его значение будет намного больше, чем в цепи базы. Эту особенность частности, используют для усиления сигналов.

В отличие от электромеханических приборов, полупроводниковые переходы не утрачивают свои полезные функции со временем. Они быстрее выполняют коммутацию, причем даже сотни тысяч переключений в секунду не выведут их из строя. Потенциальных пользователей привлекает компактность, малый вес.

Но, как и в предыдущем случае, объективная оценка дополняется негативными параметрами. Полупроводниковые приборы повреждаются не только сильным током, но и электромагнитными полями чрезмерной интенсивности. Они работают нестабильно при наличии соответствующих помех. Некоторые разновидности могут быть испорчены статическим зарядом. Часть коммутируемой энергии преобразуется в тепло, поэтому необходимо обеспечивать его эффективный отвод.

Принципиальная схема автомобильного реле поворотов

Реле, созданное с применением данной, схемы также называют «электронным». Хотя здесь есть определенная неточность. Электронные компоненты установлены только в цепях управления. Коммутация выполняется герконами, которые помещены внутрь катушек (К1, К2, К3). Буквой «К» обозначено стандартное электромагнитное реле.

Бесконтактные реле

На этом рисунке изображены схемы включения электронной лампы (а), транзистора (б) и тиристора (в) для использования в качестве коммутатора.

Разные виды реле и их назначение

Выше были рассмотрены электромагнитные, бесконтактные и комбинированные реле, некоторые параметры и особенности. Но на практике приходится решать разнообразные задачи. Поэтому спектр модификаций ключей гораздо шире.

Например, принцип действия поляризованного реле отличается от классической схемы. Эти приборы реагируют на то, какой полярности сигнал подан на обмотки.

Поляризованное реле
Применение поляризованного реле в автомобильной технике

На этом рисунке изображена схема подключения ключа в цепи управления габаритными лампами и бортовой магнитолой. В зависимости от полярности сигнала коммутируются соответствующие нагрузки. Данный вариант иллюстрирует функцию светового оповещения пользователя при включении/выключении охранной сигнализации.

Герконы

Отдельная группа реле создана с применением этих приборов. В герконах установлены контакты, обладающие ферромагнитными свойствами. Они срабатывают при появлении достаточно сильного магнитного поля.

Герконовые реле
Термореле с датчиком температуры используется для установки нужного режима работы духового шкафа
Это устройство объединено с микропроцессором. Реле срабатывает по истечении заданного пользователем интервала времени
В этом приборе можно установить максимально допустимый уровень напряжения
Такая техника позволяет контролировать одновременно несколько цепей постоянного тока
Ограничитель потребляемой мощности для трехфазных сетей

Монтаж и особенности применения

Из приведенных примеров понятно, что реле отличают не только по конструкции, но и по назначению. В современных устройствах их совмещают с датчиками, дополняют микропроцессорными блоками управления. Некоторые устройства подключают к информационным сетям. Они в дистанционном режиме передают контрольные данные, сообщают о возникновении опасных ситуаций. В настоящее время выпускают широкий спектр изделий, объединенный единым названием, «реле». Именно поэтому нельзя предложить единую технологию применения. В каждом отдельном случае необходимо выполнять официальные инструкции завода производителя.

Общие выводы и дополнительные рекомендации

Если знаете, какие бывают реле, проще подобрать изделие для решения конкретной задачи. Материалы данной статьи помогут сделать правильный выбор в ходе комплектации бытовых и коммерческих проектов.

Статья по теме:

УЗО: что это такое. Давайте попробуем разобраться, что это такое УЗО, его возможности, особенности работы и варианты применения. А также рассмотрим нюансы, на которые необходимо обратить внимание при выборе.

Как работает реле (видео)

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:

• Модульные контакторы

• Виды реле и применение

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

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

• Промежуточные реле. Разновидности и особенности. Принцип действия

устройство, типы, зачем нужно, описание работы

Реле – это переключатель. Причем не совсем обычный. Когда в подъезде лампочка загорается от звука шагов, это не волшебство, это работает реле. В этой статье расскажем о назначении реле и принципе его работы.

Существует очень много типов и классификаций реле. Но мы поговорим не только о них, но и о том, что такое реле и как оно работает. Поехали!

Что такое реле

Определение реле таково:

Реле – это электромагнитное коммутационное устройство, предназначенное для установки и разрыва соединений в электрических цепях. Реле срабатывает при скачкообразном изменении входной величины.

Говоря проще, когда входная величина меняется (ток, напряжение), реле замыкает или размыкает цепь. При этом в зависимости от типа реле входная величина не обязательно имеет электрическую природу.

Слово «реле» происходит от французского relay

. Это понятие обозначало смену почтовых лошадей или передачу эстафеты.

Как работает реле?

Во-первых, вспомним Джозефа Генри, с именем которого связано понятие индуктивности. Провод, по которому течет ток, является магнитом. Если мы намотаем провод витками на сердечник, то получится катушка индуктивности.

Как катушка индуктивности ведет себя в цепи переменного тока? Если катушку включить в цепь, то фаза тока в цепи будет отставать от напряжения. Другими словами, при максимальном значении напряжения ток будет минимален и наоборот.

Это связано с тем, что когда катушка включена в цепь, в ней возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует росту основного тока через катушку.

Теперь вернемся к реле. Простейшее электромагнитное реле состоит из электромагнита (катушки), якоря и соединяющих элементов. При подаче электрического тока на катушку она притягивает якорь с контактом, который замыкает цепь.

Чтобы представить все это, посмотрим на рисунок:

Устройство и вид электромагнитного реле

Здесь 1 — катушка, 2 — якорь, 3 — коммутационные контакты.

Реле имеет две цепи: управляющую и управляемую. Управляющая цепь – это цепь, через которую ток подается на катушку. Управляемая – цепь, которую и замыкает якорь при срабатывании реле.

Таким образом, реле позволяет контролировать большие токи в управляемой цепи при помощи слаботочной управляющей цепи.

На каждом реле есть обозначения контактов управляемой и управляющей цепи. Также на корпусе изделия указаны значения тока и напряжения, на которые рассчитано реле.

Обозначения на корпусе реле

Электромагнитное реле, рассмотренное выше, не работает мгновенно. После подачи тока на катушку должно пройти какое-то время, и лишь потом реле сработает. Это связано с таким явлением, как гистерезис. Гистерезис переводится с латинского как отставание или запаздывание.

Мы уже говорили про ЭДС самоиндукции, возникающую в катушке. Когда реле включается в цепь, в катушке начинает течь ток, но сила тока нарастает постепенно. Нарастание тока в катушке можно представить в виде петли гистерезиса. Когда нужное значение силы тока достигнуто, реле срабатывает.

По этой причине реле не используются в самой быстродействующей аппаратуре, где время срабатывания должно быть сведено практически к нулю.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Типы реле

В зависимости от входной величины, на которую реагирует реле, бывают:

• реле тока;
• реле напряжения;
• реле частоты;
• реле мощности.

Также в зависимости от принципа действия различают:

• электромагнитные реле;
• магнитоэлектрические реле;
• тепловые реле;
• индукционные реле;
• полупроводниковые реле.

Применение реле

В основном реле применяются для защиты силовой аппаратуры от перенапряжений, в электронике автомобилей. Реле также присутствуют во многих бытовых приборах. В чайнике используется тепловое реле. В каждом холодильнике есть пусковое реле.

Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году. Первые реле нашли свое предназначение в телеграфии.

Например, логично предположить, что реле тока служит для контроля силы тока в цепи.

Так, при перегрузках на электродвигателе включается реле тока, которое своими контактами включает реле времени. По прошествии допустимого времени работы двигателя в режиме перегрузки реле времени разрывает цепь.

Блок реле тока

Конечно, сначала все это может показаться сложным и запутанным. Однако если начать разбираться и приложить немного усилий, вы в скором времени сами сможете не только рассказать про устройство и принцип действия реле, но и успешно заняться его подключением. А в будущем, возможно, стать специалистом по релейной защите.

Когда есть студенческий сервис, специалисты которого готовы оказать помощь в любое время, больше не нужно бояться трудных предметов и строгих преподавателей.

Напоследок видео, в котором подробно, наглядно и просто рассказывается о том, как работает реле:

принцип работы, виды, назначение, как выглядит

Реле — одно из наиболее распространенных устройств для автоматизации электротехнических систем и механизмов. Целевым назначением автоматического выключателя служит соединение или разъединение электрической цепи в определенный момент, когда достигаются установленные значения или оказывается воздействие внешних факторов. Реле нашло широкое применение в промышленности и быту.

Что такое реле, история создания

Реле является коммутационным устройством, с помощью которого соединяют или разъединяют цепь электронной или электрической схемы во время перепадов входных величин тока.

Большая популярность реле обусловлена высокими эксплуатационными качествами и надежностью работы. С помощью эффективного коммутационного устройства повышается эффективность и долговечность оборудования и техники.

Источник: homius.ru

В науке есть несколько мнений о том, кто из исследователей впервые описал принцип работы реле. По некоторым данным, известно, что устройство было спроектировано в 1830–1832 гг. ученым из России Шиллингом П.Л. Тогда это был основной элемент телеграфа, который сконструировал изобретатель.

По мнению других ученых, изобретение принадлежит физику Дж. Генри. Реле было разработано в 1835 году с целью модернизации телеграфного аппарата, который был создан в 1831 году. Первый соленоид представлял собой некоммутационное устройство, функционирующее на электромагнитной индукции.

Как самостоятельное устройство реле было запатентовано Самуэлем Морозе. Таким образом, впервые изобретение служило одним из важных компонентов телеграфа, а затем, по мере развития технологий, стало активно использоваться для электрического и электронного оборудования.

Устройство и принцип работы реле

Реле представляет собой катушку, состоящую из:

• немагнитного основания с обмоткой из меди, дополненной тканевой, синтетической изоляцией или (чаще) диэлектрическим лаковым покрытием;
• металлического сердечника;
• пружин;
• якоря;
• соединителей;
• контактной пары.

Когда ток подается на обмотку электромагнита или соленоида, якорь, соединенный с контактом, притягивается к сердечнику, происходит замыкание электрической или электронной цепи. Если сила тока уменьшается до заданного показателя, пружина воздействует на якорь, который в свою очередь возвращается в исходное положение, цепь размыкается, происходит отключение потребителей.

Резисторы обеспечивают более плавную и точную работу. С помощью конденсаторов системы защищают от перепадов напряжения и искрения.

Электромагнитный соленоид (простейшая схема):

Источник: homius.ru

Большинство модификаций электромагнитных реле оснащены несколькими парами контактов, что обеспечивает одновременное управление несколькими цепями. Принцип работы коммутационного устройства представляет собой электромагнитную индукцию. Простота эксплуатации обеспечивает безотказную работу устройств.

Ключевые характеристики реле:

• чувствительность — то есть реакция на силу, с которой ток подается на обмотку, чтобы устройство включилось;
• сопротивление обмотки электромагнита;
• напряжение срабатывания обозначает минимальную величину тока для переключения контактов;
• напряжение отпускания в виде параметра тока, при котором коммутационное устройство отключается;
• время, за которое притягивается и отпускается якорь;
• частота срабатывания с рабочей нагрузкой на контактах.

Как обозначается на схеме

Ремонт, подключение или разработка электрооборудования выполняются с помощью специальных схем. Так как реле является важным компонентом системы, важно знать, как оно обозначается схематично. Существует международный классификатор с буквенно-графическими обозначениями коммутационного устройства. На электрических схемах реле представлено в виде прямоугольника. Выводы питания показывают от наибольших его сторон. Буквенное обозначение функционального назначения реле:

• 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.

Схематичное обозначение коммутационного устройства:

Источник: housechief.ru

Виды реле, контактные и бесконтактные

Реле отличаются по устройству исполнительного компонента. Исходя из данного признака, выделяют контактные и бесконтактные КУ. В первом случае устройства оказывают действие на управляемую цепь через электрические контакты:

1. При размыкании контактов цепь разъединяется.
2. При соединении контактов цепь замыкается.

Контакты могут быть изготовлены из разных металлов:

• медь;
• серебро;
• вольфрам.

Стандартным количеством контактов считается 10. Реле с четырьмя или пятью контактами в основном применяются для оснащения электрических схем в автотранспорте для размыкания и замыкания цепи.

Воздействие реле на управляемую цепь бесконтактным способом заключается в изменении электрических характеристик выходных электроцепей. К ним относятся такие параметры тока и напряжения, как:

• емкость;
• сопротивление;
• индуктивность;
• величина.

Виды реле по назначению

Реле обладают определенными техническими характеристиками и эксплуатационными качествами. Данные параметры устройств определяются их целевым назначением. Существует три типа реле:

1. Управления.
2. Защиты.
3. Сигнализации.

Реле управления представляют собой первичные устройства, которые устанавливаются непосредственно в электрическую цепь. Данный тип КУ необходим, чтобы включать и выключать определенные компоненты схемы. Такие реле применяются в качестве самостоятельного элемента схемы или представляют собой комплектующие низковольтных комплектных устройств:

• ящики;
• панели;
• шкафы.

Коммутационное устройство защиты включается и отключатся элементами сети с термическими контактами. К такому оборудованию относятся электродвигатели и вентиляторы. Если температура повышается, термические контакты размыкаются. Со временем, когда температурный режим достигнет рабочих значений, работа оборудования восстанавливается.

Реле сигнализации являются важным элементом охранных систем, устанавливаемых на автомобильный транспорт, на предприятиях и придомовых территориях. Коммутационное устройство формирует сигнал в случае, когда достигается установленная величина параметра, находящегося под контролем. К таким характеристикам могут относиться:

• ток;
• напряжение;
• частота;
• давление;
• температура;
• акустические параметры.

Источник: homius.ru

Классификация реле по способу включения

Исходя из методики установки, реле подразделяются на первичные и вторичные.

К первой категории относятся устройства, которые подключаются непосредственно в цепь элемента, на защиту которого они направлены. Преимуществом таких реле является отсутствие необходимости в измерительных трансформаторах, источниках оперативного тока, контрольных кабелях.

Вторичные реле подключаются в цепь с помощью вторичных трансформаторов. Они обладают стандартными характеристиками, рассчитаны на эксплуатацию при токе 5 А и напряжении 100 В. Устройства данной категории пользуются большой популярностью и характеризуются широкими сферами применения. Основные достоинства вторичных КУ:

• наличие изоляции, защищающей от высокого напряжения;
• универсальность применения для любых электросетей с разными характеристиками тока и напряжения;
• возможность поместить реле в место, которое удобно обслуживать.

Виды реле по типу поступающего параметра

По данному критерию устройство классифицируют как реле:

• тока;
• мощности;
• частоты;
• напряжения;
• давления;
• акустических величин;
• количества газа.

Реле могут быть максимальными и минимальными. К первой категории относятся коммутационные устройства, срабатывающие в случае, когда превышается заданный показатель. Минимальные реле реагируют на снижение определенных характеристик.

Реле тока

Данные КУ срабатывают при резких перепадах тока. В случае необходимости они отключают отдельную нагрузку или всю электрическую систему. Регулятор устанавливает величину максимального тока, при достижении которой потребители отключаются.

Реле напряжения

Режим работы устройств этого типа определяется величиной напряжения. Реле, подключенные через  трансформаторы, реагируют при перепадах показателей, таким образом контролируют фазы напряжения в электросетях и защищают приборы от поломок. В основе устройства — контроллер оперативного реагирования, с помощью которого отслеживают изменения напряжения. Общепринятым стандартом срабатывания КУ является диапазон меньше 170 В и более 250 В.

Источник: static.onlinetrade.ru

Реле частоты

Специальные устройства контролируют частоту переменного тока. Для однофазных или трехфазных сетей данный показатель должен соответствовать 50 или 60 Гц. Как правило, реле частоты характеризуются фиксированными задержками реагирования. Пороги размыкания контролируемой цепи можно регулировать. Рабочий режим такого коммутационного устройства нередко дополняется опцией «памяти» аварии.

Реле мощности

Коммутационное устройство, служащее для ограничения мощности, характеризуется принципом работы, аналогично ограничителю тока нагрузки. Если установленный порог превышается, то потребители отключаются от цепи. Данный тип реле нередко дополняют опцией повторного автоматического включения. Таким образом, при восстановлении нормальных параметров нагрузки оборудование начинает функционировать в нормальном режиме автоматически.

Реле давления

Данный тип коммутационного устройства является важным прибором, который нашел широкое применение в электротехнике. Наиболее часто реле давления устанавливается в насосных системах, чтобы контролировать скачки давления воды, масла, нефти, воздуха. Существует два типа таких устройств:

• электромеханические;
• электронные.

Электромеханические устройства оснащены особым элементом, который реагирует на перепады давления в системе. Он представляет собой гибкую мембрану, изгибающуюся под напором рабочей среды. Компонент соединен с двумя пружинами. Одна из них настроена на минимально допустимые характеристики напора, а вторая — на разницу между верхним и нижним пределами давления в системе. Если давление снижается и преодолевает минимальный порог, с помощью реле включается насосное оборудование. В случае, когда давление превышает максимальный лимит, насосы отключаются.

Реле характеризуются простотой и надежностью, но предусматривают некоторые сложности при эксплуатации. К примеру, оператор должен постоянно контролировать настройки и при необходимости выполнять их корректировку.

Устройства электронного типа отличаются более сложной конструкцией. Однако применение передовых технологий при конструировании КУ позволяет задавать пределы давления с высокой точностью. Кроме того, такие реле не нуждаются в регулярном контроле. Электронные приборы обладают чувствительностью к гидроударам, что объясняет необходимость оснащения устройств небольшими гидробаками объемом около 400 миллилитров. Реле устанавливают на отрезке цепи между насосным оборудованием и начальной точкой водозабора.

Реле акустические

Данные коммутационные устройства срабатывают во время перепадов акустических величин, включая частоту звуковой волны и ее давление, или акустических характеристик материалов таких, как коэффициенты поглощения и отражения. Реле различают по принципу действия:

• механический;
• электрический.

Акустические приборы механического типа оснащены мембраной, способной прогибаться под давлением звуковых волн. Когда достигается заданная величина давления, контакты замыкаются. Акустические приборы состоят из следующих компонентов:

1. Воспринимающий орган в виде микрофона и фильтра.
2. Усилитель.
3. Выходное электрическое реле.

Существует ряд устройств, которые срабатывают при любом шуме. Нередко такие устройства встраивают в системы освещения. Какой-либо звук, возникающий в помещении, провоцирует реакцию прибора, и свет включается. Целесообразно устанавливать подобные комплексы в коридорах и на лестничных площадках. Акустические реле также нашли широкое применение в конструировании охранных систем и «интеллектуальных» игрушек.

Газовые реле

Специальные коммутационные устройства обеспечивают газовую защиту. Реле оснащено металлическим корпусом, в который встроен в маслопровод. Нормальное состояние устройства подразумевает полное заполнение маслом и разомкнутое положение контактов. В случаях, когда концентрация газа в среде возрастает, верхняя часть устройства заполняется, а масло вытесняется из конструкции. При этом контакты в сигнальной цепи замыкаются благодаря сигналам поплавка, который при понижении уровня масла опускается и поворачивается вокруг своей оси. Таким образом формируется сигнал о высокой загазованности среды.

Источник: avatars.mds.yandex.net

Промежуточные реле

Коммутационные устройства промежуточного типа обладают вспомогательными функциями. Они устанавливаются в автоматических схемах и цепях управления. Основными задачами, которые решает реле, являются замыкание или размыкание сразу нескольких цепей, замыкание одной и одновременное размыкание другой цепи и другие функции. Данные устройства применяются при реализации схем усиления и преобразования электрических сигналов, фиксировании данных и программировании, распределении электроэнергии с контролем рабочих характеристик определенных компонентов, сопряжении составляющих радиоэлектронной аппаратуры с разными принципами действия.

В качестве промежуточных устройств нередко используются электромагнитные реле. Исходя из особенностей конструкции и целевого назначения, они дополнены контактами следующих типов:

1. Нормально-разомкнутого (замыкающегося). Контакты отключены, если электропитание отсутствует, и замыкаются при подаче напряжения.
2. Нормально замкнутого (размыкающегося). Нормальный режим работы предполагает замкнутое состояние контактов. Подача электричества сопровождается размыканием контактов.
3. Перекидного. В данном случае реле дополнены средним контактом, который замкнут с неподвижным контактом. При подаче тока средний контакт отключается от первого неподвижного контакта и замыкает второй неподвижный контакт.

принцип работы, виды, назначение, как выглядит

Реле — одно из наиболее распространенных устройств для автоматизации электротехнических систем и механизмов. Целевым назначением автоматического выключателя служит соединение или разъединение электрической цепи в определенный момент, когда достигаются установленные значения или оказывается воздействие внешних факторов. Реле нашло широкое применение в промышленности и быту.

Что такое реле, история создания

Реле является коммутационным устройством, с помощью которого соединяют или разъединяют цепь электронной или электрической схемы во время перепадов входных величин тока.

Большая популярность реле обусловлена высокими эксплуатационными качествами и надежностью работы. С помощью эффективного коммутационного устройства повышается эффективность и долговечность оборудования и техники.

Источник: homius.ru

В науке есть несколько мнений о том, кто из исследователей впервые описал принцип работы реле. По некоторым данным, известно, что устройство было спроектировано в 1830–1832 гг. ученым из России Шиллингом П.Л. Тогда это был основной элемент телеграфа, который сконструировал изобретатель.

По мнению других ученых, изобретение принадлежит физику Дж. Генри. Реле было разработано в 1835 году с целью модернизации телеграфного аппарата, который был создан в 1831 году. Первый соленоид представлял собой некоммутационное устройство, функционирующее на электромагнитной индукции.

Как самостоятельное устройство реле было запатентовано Самуэлем Морозе. Таким образом, впервые изобретение служило одним из важных компонентов телеграфа, а затем, по мере развития технологий, стало активно использоваться для электрического и электронного оборудования.

Устройство и принцип работы реле

Реле представляет собой катушку, состоящую из:

• немагнитного основания с обмоткой из меди, дополненной тканевой, синтетической изоляцией или (чаще) диэлектрическим лаковым покрытием;
• металлического сердечника;
• пружин;
• якоря;
• соединителей;
• контактной пары.

Когда ток подается на обмотку электромагнита или соленоида, якорь, соединенный с контактом, притягивается к сердечнику, происходит замыкание электрической или электронной цепи. Если сила тока уменьшается до заданного показателя, пружина воздействует на якорь, который в свою очередь возвращается в исходное положение, цепь размыкается, происходит отключение потребителей.

Резисторы обеспечивают более плавную и точную работу. С помощью конденсаторов системы защищают от перепадов напряжения и искрения.

Электромагнитный соленоид (простейшая схема):

Источник: homius.ru

Большинство модификаций электромагнитных реле оснащены несколькими парами контактов, что обеспечивает одновременное управление несколькими цепями. Принцип работы коммутационного устройства представляет собой электромагнитную индукцию. Простота эксплуатации обеспечивает безотказную работу устройств.

Ключевые характеристики реле:

• чувствительность — то есть реакция на силу, с которой ток подается на обмотку, чтобы устройство включилось;
• сопротивление обмотки электромагнита;
• напряжение срабатывания обозначает минимальную величину тока для переключения контактов;
• напряжение отпускания в виде параметра тока, при котором коммутационное устройство отключается;
• время, за которое притягивается и отпускается якорь;
• частота срабатывания с рабочей нагрузкой на контактах.

Как обозначается на схеме

Ремонт, подключение или разработка электрооборудования выполняются с помощью специальных схем. Так как реле является важным компонентом системы, важно знать, как оно обозначается схематично. Существует международный классификатор с буквенно-графическими обозначениями коммутационного устройства. На электрических схемах реле представлено в виде прямоугольника. Выводы питания показывают от наибольших его сторон. Буквенное обозначение функционального назначения реле:

• 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.

Схематичное обозначение коммутационного устройства:

Источник: housechief.ru

Виды реле, контактные и бесконтактные

Реле отличаются по устройству исполнительного компонента. Исходя из данного признака, выделяют контактные и бесконтактные КУ. В первом случае устройства оказывают действие на управляемую цепь через электрические контакты:

1. При размыкании контактов цепь разъединяется.
2. При соединении контактов цепь замыкается.

Контакты могут быть изготовлены из разных металлов:

• медь;
• серебро;
• вольфрам.

Стандартным количеством контактов считается 10. Реле с четырьмя или пятью контактами в основном применяются для оснащения электрических схем в автотранспорте для размыкания и замыкания цепи.

Воздействие реле на управляемую цепь бесконтактным способом заключается в изменении электрических характеристик выходных электроцепей. К ним относятся такие параметры тока и напряжения, как:

• емкость;
• сопротивление;
• индуктивность;
• величина.

Виды реле по назначению

Реле обладают определенными техническими характеристиками и эксплуатационными качествами. Данные параметры устройств определяются их целевым назначением. Существует три типа реле:

1. Управления.
2. Защиты.
3. Сигнализации.

Реле управления представляют собой первичные устройства, которые устанавливаются непосредственно в электрическую цепь. Данный тип КУ необходим, чтобы включать и выключать определенные компоненты схемы. Такие реле применяются в качестве самостоятельного элемента схемы или представляют собой комплектующие низковольтных комплектных устройств:

• ящики;
• панели;
• шкафы.

Коммутационное устройство защиты включается и отключатся элементами сети с термическими контактами. К такому оборудованию относятся электродвигатели и вентиляторы. Если температура повышается, термические контакты размыкаются. Со временем, когда температурный режим достигнет рабочих значений, работа оборудования восстанавливается.

Реле сигнализации являются важным элементом охранных систем, устанавливаемых на автомобильный транспорт, на предприятиях и придомовых территориях. Коммутационное устройство формирует сигнал в случае, когда достигается установленная величина параметра, находящегося под контролем. К таким характеристикам могут относиться:

• ток;
• напряжение;
• частота;
• давление;
• температура;
• акустические параметры.

Источник: homius.ru

Классификация реле по способу включения

Исходя из методики установки, реле подразделяются на первичные и вторичные.

К первой категории относятся устройства, которые подключаются непосредственно в цепь элемента, на защиту которого они направлены. Преимуществом таких реле является отсутствие необходимости в измерительных трансформаторах, источниках оперативного тока, контрольных кабелях.

Вторичные реле подключаются в цепь с помощью вторичных трансформаторов. Они обладают стандартными характеристиками, рассчитаны на эксплуатацию при токе 5 А и напряжении 100 В. Устройства данной категории пользуются большой популярностью и характеризуются широкими сферами применения. Основные достоинства вторичных КУ:

• наличие изоляции, защищающей от высокого напряжения;
• универсальность применения для любых электросетей с разными характеристиками тока и напряжения;
• возможность поместить реле в место, которое удобно обслуживать.

Виды реле по типу поступающего параметра

По данному критерию устройство классифицируют как реле:

• тока;
• мощности;
• частоты;
• напряжения;
• давления;
• акустических величин;
• количества газа.

Реле могут быть максимальными и минимальными. К первой категории относятся коммутационные устройства, срабатывающие в случае, когда превышается заданный показатель. Минимальные реле реагируют на снижение определенных характеристик.

Реле тока

Данные КУ срабатывают при резких перепадах тока. В случае необходимости они отключают отдельную нагрузку или всю электрическую систему. Регулятор устанавливает величину максимального тока, при достижении которой потребители отключаются.

Реле напряжения

Режим работы устройств этого типа определяется величиной напряжения. Реле, подключенные через  трансформаторы, реагируют при перепадах показателей, таким образом контролируют фазы напряжения в электросетях и защищают приборы от поломок. В основе устройства — контроллер оперативного реагирования, с помощью которого отслеживают изменения напряжения. Общепринятым стандартом срабатывания КУ является диапазон меньше 170 В и более 250 В.

Источник: static.onlinetrade.ru

Реле частоты

Специальные устройства контролируют частоту переменного тока. Для однофазных или трехфазных сетей данный показатель должен соответствовать 50 или 60 Гц. Как правило, реле частоты характеризуются фиксированными задержками реагирования. Пороги размыкания контролируемой цепи можно регулировать. Рабочий режим такого коммутационного устройства нередко дополняется опцией «памяти» аварии.

Реле мощности

Коммутационное устройство, служащее для ограничения мощности, характеризуется принципом работы, аналогично ограничителю тока нагрузки. Если установленный порог превышается, то потребители отключаются от цепи. Данный тип реле нередко дополняют опцией повторного автоматического включения. Таким образом, при восстановлении нормальных параметров нагрузки оборудование начинает функционировать в нормальном режиме автоматически.

Реле давления

Данный тип коммутационного устройства является важным прибором, который нашел широкое применение в электротехнике. Наиболее часто реле давления устанавливается в насосных системах, чтобы контролировать скачки давления воды, масла, нефти, воздуха. Существует два типа таких устройств:

• электромеханические;
• электронные.

Электромеханические устройства оснащены особым элементом, который реагирует на перепады давления в системе. Он представляет собой гибкую мембрану, изгибающуюся под напором рабочей среды. Компонент соединен с двумя пружинами. Одна из них настроена на минимально допустимые характеристики напора, а вторая — на разницу между верхним и нижним пределами давления в системе. Если давление снижается и преодолевает минимальный порог, с помощью реле включается насосное оборудование. В случае, когда давление превышает максимальный лимит, насосы отключаются.

Реле характеризуются простотой и надежностью, но предусматривают некоторые сложности при эксплуатации. К примеру, оператор должен постоянно контролировать настройки и при необходимости выполнять их корректировку.

Устройства электронного типа отличаются более сложной конструкцией. Однако применение передовых технологий при конструировании КУ позволяет задавать пределы давления с высокой точностью. Кроме того, такие реле не нуждаются в регулярном контроле. Электронные приборы обладают чувствительностью к гидроударам, что объясняет необходимость оснащения устройств небольшими гидробаками объемом около 400 миллилитров. Реле устанавливают на отрезке цепи между насосным оборудованием и начальной точкой водозабора.

Реле акустические

Данные коммутационные устройства срабатывают во время перепадов акустических величин, включая частоту звуковой волны и ее давление, или акустических характеристик материалов таких, как коэффициенты поглощения и отражения. Реле различают по принципу действия:

• механический;
• электрический.

Акустические приборы механического типа оснащены мембраной, способной прогибаться под давлением звуковых волн. Когда достигается заданная величина давления, контакты замыкаются. Акустические приборы состоят из следующих компонентов:

1. Воспринимающий орган в виде микрофона и фильтра.
2. Усилитель.
3. Выходное электрическое реле.

Существует ряд устройств, которые срабатывают при любом шуме. Нередко такие устройства встраивают в системы освещения. Какой-либо звук, возникающий в помещении, провоцирует реакцию прибора, и свет включается. Целесообразно устанавливать подобные комплексы в коридорах и на лестничных площадках. Акустические реле также нашли широкое применение в конструировании охранных систем и «интеллектуальных» игрушек.

Газовые реле

Специальные коммутационные устройства обеспечивают газовую защиту. Реле оснащено металлическим корпусом, в который встроен в маслопровод. Нормальное состояние устройства подразумевает полное заполнение маслом и разомкнутое положение контактов. В случаях, когда концентрация газа в среде возрастает, верхняя часть устройства заполняется, а масло вытесняется из конструкции. При этом контакты в сигнальной цепи замыкаются благодаря сигналам поплавка, который при понижении уровня масла опускается и поворачивается вокруг своей оси. Таким образом формируется сигнал о высокой загазованности среды.

Источник: avatars.mds.yandex.net

Промежуточные реле

Коммутационные устройства промежуточного типа обладают вспомогательными функциями. Они устанавливаются в автоматических схемах и цепях управления. Основными задачами, которые решает реле, являются замыкание или размыкание сразу нескольких цепей, замыкание одной и одновременное размыкание другой цепи и другие функции. Данные устройства применяются при реализации схем усиления и преобразования электрических сигналов, фиксировании данных и программировании, распределении электроэнергии с контролем рабочих характеристик определенных компонентов, сопряжении составляющих радиоэлектронной аппаратуры с разными принципами действия.

В качестве промежуточных устройств нередко используются электромагнитные реле. Исходя из особенностей конструкции и целевого назначения, они дополнены контактами следующих типов:

1. Нормально-разомкнутого (замыкающегося). Контакты отключены, если электропитание отсутствует, и замыкаются при подаче напряжения.
2. Нормально замкнутого (размыкающегося). Нормальный режим работы предполагает замкнутое состояние контактов. Подача электричества сопровождается размыканием контактов.
3. Перекидного. В данном случае реле дополнены средним контактом, который замкнут с неподвижным контактом. При подаче тока средний контакт отключается от первого неподвижного контакта и замыкает второй неподвижный контакт.

Реле является полезным изобретением, с помощью которого современная электротехника достигла высокого уровня и продолжает развиваться. Для правильного применения коммутационных устройств следует хорошо разбираться в электрических схемах, а также производить точные расчеты. Иногда студентам бывает сложно разобраться в физических величинах. На этот случай есть сервис Феникс.Хелп, компетентные специалисты которого помогут решить задачи любой сложности.

Что такое электромагнитное реле? — Определение и типы

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

Типы электромагнитного реле

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

1. Реле электромагнитного притяжения
2. Реле электромагнитной индукции

1. Реле электромагнитного притяжения

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

Для количества переменного тока развиваемая электромагнитная сила равна

.

Приведенное выше уравнение показывает, что электромагнитное реле состоит из двух компонентов, один 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 полюса электромагнита.

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

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

г. Реле с откидным якорем — Чувствительность реле можно увеличить для работы на постоянном токе, 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. Этих строений

а. Конструкция с экранированными полюсами
b. Счетчик ватт-часов или структура с двойной обмоткой
c. Структура индукционной чашки.

а. Конструкция заштрихованных столбов

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

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

г. Конструкция счетчика ватт-часов

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

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

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

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

г. Реле индукционного стакана

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

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

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

Что такое статическое реле? — Определение, преимущества и ограничения статического реле

Определение: Реле, не содержащее движущихся частей, называется статическим реле.В реле такого типа выход обеспечивается статическими компонентами, такими как магнитная и электронная цепь и т. Д. Реле, которое состоит из статического и электромагнитного реле, также называется статическим реле, потому что статические блоки получают отклик, а электромагнитное реле используется только для переключения. операция.

Компонент статического реле показан на рисунке ниже. Вход трансформатора тока подключен к линии передачи, а их выход — на выпрямитель.Выпрямитель выпрямлял входной сигнал и передавал его на релейно-измерительный блок.

Выпрямительный измерительный блок имеет компараторы, датчик уровня и логическую схему. Выходной сигнал с релейного блока поступает только тогда, когда сигнал достигает порогового значения. Выход релейно-измерительного блока действует как вход для усилителя.

Усилитель усиливает сигнал и выдает выходной сигнал на устройства вывода. Выходное устройство активирует катушку отключения только при срабатывании реле.Выходной сигнал получается с выходных устройств только тогда, когда измеряемая величина имеет четко определенное значение. Выходное устройство активируется и подает команду на отключение цепи отключения.

Статическое реле реагирует только на электрический сигнал. Другие физические величины, такие как температура нагрева и т. Д., Сначала преобразуются в аналоговый и цифровой электрический сигнал, а затем действуют как вход для реле.

Преимущества статического реле

Ниже приведены преимущества статических реле.

1. Статическое реле потребляет очень мало энергии, из-за чего нагрузка на измерительные приборы уменьшается, а их точность увеличивается.
2. Статическое реле обеспечивает быстрый отклик, длительный срок службы, высокую надежность и точность, а также ударопрочность.
3. Время сброса реле очень меньше.
4. Не имеет проблем с накоплением тепла.
5. Реле усиливает входной сигнал, что увеличивает их чувствительность.
6. У этого реле меньше шансов на нежелательное срабатывание.
7. Статическое реле может легко работать в сейсмоопасных зонах, поскольку они обладают высокой устойчивостью к ударам.

Ограничения статического реле

• Компоненты статического реле очень чувствительны к электростатическим разрядам. Электростатические разряды означают внезапные потоки электронов между заряженными объектами. Таким образом, обеспечивается специальное обслуживание компонентов, чтобы на них не влияли электростатические разряды.
• Реле легко подвержено высоким скачкам напряжения.Таким образом, следует принять меры предосторожности, чтобы избежать повреждений из-за скачков напряжения.
• Работа реле зависит от электрических компонентов.
• Реле имеет меньшую перегрузочную способность.
• Статическое реле дороже электромагнитного реле.
• Конструкция реле легко подвержена влиянию окружающих помех.

Для интегрированных систем защиты и мониторинга предпочтительны программируемые статические реле, управляемые микропроцессором.

Реле

| Устройство реле и принципы действия

Реле: устройство реле и принципы действия. Реле — это особый случай переключателей, которые являются электромагнитными переключателями. С помощью реле слабый электрический сигнал используется для управления включенным и выключенным состоянием цепи. Он используется в разных цепях для разных целей, из которых цель переключения является основной.

Структура реле

Существуют различные категории реле в зависимости от конструкции и работы реле.Однако общая структура реле состоит из следующих частей.

Электромагниты, используемые в реле, состоят из катушки. Проволока катушки намотана на сердечник из мягкого железа. Сердечник из мягкого железа используется в качестве пути для магнитного потока. Как следует из названия, электромагнитное реле работает от электромагнита.

Подвижный якорь контактирует с электромагнитом. Полная работа реле зависит от используемого в реле электромагнита и подвижного якоря.Когда электромагнит вынужден выполнять свою работу из-за любого состояния перегрузки или заранее определенного условия в соответствии с работой реле, подвижный якорь используется для целей соединения или контактов.

Контакты точки переключения в реле используются для переключения. В основном реле есть точки переключения. С помощью точек переключения выполняется операция переключения реле.

Вышеупомянутые компоненты в конструкции реле удерживаются вместе в фиксированном положении с помощью пружины.Пружину можно отрегулировать для переключения реле.

Модельный ряд:

С самого начала современной эры реле используются в различных областях для общих операций переключения. Это коммутационные устройства, которые управляются и управляются слабым сигналом в системе. Модельный ряд реле следующий:

Реле общего назначения используются для различных операций переключения. Различные типы реле с разными операциями попадают в категорию реле общего назначения.Реле общего назначения включают силовое реле, храповое реле, реле фиксации и другие реле, которые используются в различных системах. Реле общего назначения также доступны для панелей управления.

Терминальные реле используются в разных панелях для экономии места. Установка различного оборудования в панели управления для терминалов — сложная работа. Чтобы избежать использования нескольких компонентов и сэкономить место на панелях, используются клеммные реле, которые обеспечивают клеммы для основных подключений.Разные производители предлагают разные типы и типы оконечных реле.

Реле ввода / вывода

используются для соединения ПЛК с другими компонентами и контроллерами. Клеммы реле ввода / вывода используются для подключения. Реле ввода / вывода используются в различных системах, чтобы избавиться от сложной проводки. Эти реле просто используются для соединения различных входов и выходов без использования проводки для одного и того же соединения. В этом виде реле доступны клеммы для подключения входов и выходов.

Твердотельные реле — это популярный вид реле, который предоставляется рядом производителей и обычно используется в различных приложениях. В твердотельном реле для работы используется полупроводник. Твердотельные реле обеспечивают высокую частоту и высокую скорость работы. Твердотельное реле также называется бесконтактным реле.

Реле Omron серии 2

Реле — Пояснение терминов:

Различные термины для реле делятся на две категории.Одна категория — это общий термин реле, а другая категория — это секция контактов. Различные термины, связанные с реле, определены в следующих разделах.

Общие условия реле:

Общие условия реле следующие:

Обозначение катушки представлено разными символами в зависимости от состояния катушки. Реле с фиксацией будут иметь свой собственный символ для состояния сброса и нормального состояния. Точно так же другие реле будут иметь свой собственный символ обозначения катушки.

Значение напряжения, протекающее при нормальной работе реле, называется номинальным рабочим током реле.

• Номинальный рабочий ток:

Текущее значение, протекающее при нормальной работе реле, называется номинальным рабочим током для реле.

Номинальное значение мощности, потребляемой реле при нормальной работе, называется номинальной рабочей мощностью реле / ​​

В реле постоянного тока наблюдается сопротивление катушки.Сопротивление катушки в реле постоянного тока называется сопротивлением катушки.

Значения напряжения, при котором контакты реле находятся в рабочем состоянии, называются напряжениями срабатывания.

Значение напряжения, при котором рабочее состояние реле переводится в нерабочее состояние, называется выпадающим напряжением. Падение напряжения для разных реле разное.

Максимальное напряжение, которое может непрерывно подаваться на катушку реле без какого-либо повреждения, вызванного катушкой, называется максимальным приложенным напряжением.

Контактная информация:

Условия для контактной части реле:

Контактная форма используется для представления механизма, используемого для контактов реле, и количества контактов, используемых в реле.

Контакты реле включения перед размыканием называются контактами MBB. В этом типе контакта одна форма открыта, а другая закрыта соответственно.

Каждый тип реле имеет собственную номинальную мощность переключения, которая устанавливается производителями.Операция переключения выполняется при определенном значении контактов реле, которое называется номинальной мощностью переключения.

• Максимальное коммутируемое напряжение:

Максимальное значение коммутируемого напряжения, с которым могут работать контакты реле, называется максимальным коммутационным напряжением.

• Максимальный ток переключения:

Максимальное значение тока переключения, которое может выдерживать контакты реле, называется максимальным током переключения.

Максимальная мощность, при которой могут работать контакты реле, называется максимальной мощностью переключения. Мощность на контактах не должна превышать этого значения, чтобы реле оставалось в рабочем состоянии.

• Максимальная коммутационная способность:

Максимальная коммутационная способность реле заранее определена производителем. Это значение, которое получается из максимального тока переключения и максимального напряжения переключения.

Сопротивление, измеренное на контактах, когда контакты находятся в контакте друг с другом, называется контактным сопротивлением.

Рекомендуемое место для покупки реле управления:

Реле

— принцип работы, конструкция, типы, применение

Типы реле

У них широкий диапазон классификаций. Здесь мы классифицировали их на основе их применения следующим образом:

Классификация реле

Вспомогательные или миниатюрные реле

Вспомогательные или миниатюрные реле — это реле, которые используются в цепях управления для переключения любого устройства / цепи при выполнении некоторых условий.Это основная форма реле с катушкой и набором контактов для переключения. Они доступны в различных конфигурациях контактов.

Блокировочное реле с

Реле с защелкой удерживают положение контактов неопределенное время, даже если питание катушки отключено. Он состоит из двух отдельных катушек, одна для фиксации, а другая — для отпускания. Когда ток течет через первую катушку (катушка A), York намагничивается, и якорь притягивается к сердечнику. York сделан из специального магнитного материала, который удерживает якорь в притянутом состоянии, даже если напряжение, приложенное к катушке, снимается.

Чтобы вернуть якорь в исходное положение, на вторую катушку (катушка B) подается напряжение. Вторая катушка намотана на Йорк таким образом, что ток, протекающий через катушку, генерирует магнитный поток, противоположный существующему полю. Это ослабляет существующее магнитное поле, и якорь высвобождается. Следовательно, контакты возвращаются в исходное положение.

Реле таймера с

Таймеры задержки являются примером реле таймера. Они сделаны таким образом, что контакты срабатывают через короткое время после подачи напряжения на катушку.

Контакторы Контакторы

используются для переключения электродвигателей, конденсаторов, осветительных нагрузок и других мощных устройств, с которыми реле не может справиться. Принцип действия контакторов такой же, как и у реле. Контакторы рассчитаны на больший ток, чем реле. У них есть специально разработанные дугогасительные камеры для уменьшения электрических дуг, образующихся при переключении сильноточных нагрузок.

Контактор

Реле для станков

Они используются для логического управления оборудованием.Это электромеханические реле с большим количеством контактов. Сейчас они устарели и заменены ПЛК.

Реле перегрузки

Реле перегрузки используются для защиты электродвигателей от перегрузок и обрывов фаз. Они могут быть как электронного, так и теплового типа. В электронных реле перегрузки используются электронные схемы и трансформаторы тока для измерения тока, протекающего к двигателю, в то время как тепловые реле имеют внутри биметаллические полоски, которые деформируются, когда ток через них превышает заданные пределы.

Подробнее: Реле перегрузки — Принцип работы, типы, подключение

Реле утечки на землю

Реле утечки на землю или замыкания на землю (ELR) используется для защиты устройства или цепи от замыканий на землю, а человека — от поражения электрическим током. Он определяет утечку тока на землю и помогает безопасно изолировать цепь или устройство. Их контакты подключены к цепи отключения автоматического выключателя. ELR активирует цепь отключения, как только ток утечки превышает заданное значение, и размыкает автоматический выключатель.

Помимо вышеуказанных классификаций, реле также классифицируются по типу рабочего напряжения, подаваемого на катушку, как реле постоянного и переменного тока, классифицируются по конструкции как герметичные, шарнирные, плунжерные реле и т. Д.

Что такое реле? Как работает реле и различные типы реле

Реле можно найти повсюду, от небольшого контроллера светофоров до сложных распределительных устройств высокого напряжения. В общем, реле такие же, как и любой другой переключатель, который может либо включать, либо разрывать соединение, то есть может либо соединять две точки, либо отключать их, поэтому реле обычно используются для включения или выключения электронной нагрузки.Но это очень обобщенное утверждение, существует множество типов реле , и каждое реле ведет себя по-разному в зависимости от его применения, одним из наиболее часто используемых реле является электромеханическое реле , и, следовательно, мы сосредоточимся на нем больше. эта статья. Несмотря на различия в конструкции, основной принцип работы реле одинаков, поэтому давайте подробнее обсудим основные принципы работы реле и более подробно рассмотрим его конструкцию

.

Что такое реле?

Реле — это электромеханическое устройство, которое можно использовать для включения или отключения электрического соединения.Он состоит из гибкой движущейся механической части, которой можно управлять электронно с помощью электромагнита, в основном, реле похоже на механический переключатель, но вы можете управлять им с помощью электронного сигнала, а не вручную включать или выключать. Опять же, принцип работы реле подходит только для электромеханического реле.

Существует множество типов реле , и каждое реле имеет свое собственное применение, стандарт, и обычно используемое реле состоит из электромагнитов, которые обычно используются в качестве переключателя.Словарь говорит, что реле означает акт передачи чего-либо от одного объекта к другому , то же значение может быть применено к этому устройству, потому что сигнал, полученный с одной стороны устройства, управляет операцией переключения на другой стороне. Таким образом, реле — это переключатель, который управляет цепями (размыканием и замыканием) электромеханически. Основная операция этого устройства заключается в включении или выключении контакта с помощью сигнала без участия человека.Он в основном используется для управления цепью высокой мощности с использованием сигнала низкой мощности. Как правило, сигнал постоянного тока используется для управления цепью, которая управляется высоким напряжением, например, управление бытовой техникой переменного тока с помощью сигналов постоянного тока от микроконтроллеров.

Конструкция реле и его работа:

На следующем рисунке показано, как реле выглядит внутри и как оно может быть сконструировано,

На кожухе размещен сердечник с намотанными на него медными обмотками (образующими катушку).Подвижный якорь состоит из подпружиненной опоры или конструкции, подобной стойке, соединенной с одним концом, и металлического контакта, соединенного с другой стороной, все эти устройства размещены над сердечником так, что, когда катушка находится под напряжением, она притягивает якорь. Подвижный якорь обычно рассматривается как общий вывод, который должен быть подключен к внешней схеме. Реле также имеет два контакта, а именно: , , нормально замкнутый и нормально разомкнутый (NC и NO), , нормально замкнутый штифт подключен к якорю или общей клемме, тогда как нормально разомкнутый штифт остается свободным (когда катушка не находится под напряжением. ).Когда катушка находится под напряжением, якорь перемещается и подключается к нормально разомкнутому контакту до тех пор, пока не будет протекать ток через катушку. Когда он обесточен, он возвращается в исходное положение.

Общее представление схемы реле показано на рисунке ниже

Что внутри реле — Разборка

Электромеханическое реле в основном сконструировано с использованием нескольких механических частей, таких как электромагнит, подвижный якорь, контакты, ярмо и пружина / рама / стойка, эти части показаны на внутренних изображениях реле ниже.Все они логически организованы и образуют реле.

Здесь мы объяснили внутренние механические части реле :

Электромагнит: Электромагнит играет важную роль в работе реле . Это металл, не обладающий магнитными свойствами, но его можно превратить в магнит с помощью электрического сигнала. Мы знаем, что когда ток проходит по проводнику, он приобретает свойства магнита.Таким образом, когда металл намотан медной проволокой и приводится в действие достаточным источником питания, этот металл может действовать как магнит и притягивать металлы в пределах своего диапазона.

Подвижный якорь: Подвижный якорь — это простая металлическая деталь, которая балансируется на шарнире или стойке. Это помогает установить или разорвать соединение с подключенными к нему контактами.

Контакты: Это проводники, которые существуют внутри устройства и подключены к клеммам.

Ярмо: Это небольшая металлическая деталь, закрепленная на сердечнике, чтобы притягивать и удерживать якорь, когда катушка находится под напряжением.

Пружина (опция): Некоторым реле не нужна пружина, но если она используется, она подключается к одному концу якоря, чтобы обеспечить его легкое и свободное движение. Вместо пружины можно использовать металлическую подставку.

Принцип работы реле

Теперь давайте разберемся, как реле работает в нормально замкнутом и нормально разомкнутом состоянии.

Реле в НОРМАЛЬНО ЗАКРЫТОМ состоянии:

Когда на сердечник не подается напряжение, он не может генерировать магнитное поле и не действует как магнит. Следовательно, он не может притягивать подвижную арматуру. Таким образом, само исходное положение — это якорь, подключенный в нормально закрытом положении (NC).

Реле в НОРМАЛЬНО ОТКРЫТОМ состоянии:

Когда на сердечник подается достаточное напряжение, он начинает создавать вокруг него магнитное поле и действует как магнит.Поскольку подвижный якорь находится в пределах своего диапазона, он притягивается к магнитному полю, создаваемому сердечником, поэтому положение якоря изменяется. Теперь он подключен к нормально разомкнутому контакту реле, и внешняя цепь, подключенная к нему, работает по-другому.

Примечание: Функциональность внешней цепи зависит от подключения к контактам реле.

Итак, наконец, мы можем сказать, что когда катушка находится под напряжением, якорь притягивается, и можно увидеть действие переключения, если катушка обесточена, она теряет свои магнитные свойства, и якорь возвращается в исходное положение.

Вы можете проверить работу реле в реальном времени в приведенной ниже анимации:

Различные типы реле:

Помимо электромагнитного реле, существует множество других типов реле , которые работают по другим принципам. Его классификация выглядит следующим образом:

Типы реле по принципу действия

Когда два разных материала соединяются вместе, они образуют биметаллическую полосу.Когда эта полоса находится под напряжением, она имеет тенденцию изгибаться, это свойство используется таким образом, что природа изгиба обеспечивает соединение с контактами.

С помощью нескольких механических частей и на основе свойств электромагнита соединение выполняется с контактами.

Вместо механических частей, таких как электротермические и электромеханические реле, используются полупроводниковые устройства. Таким образом, скорость переключения устройства можно сделать проще и быстрее. Основными преимуществами этого реле являются его больший срок службы и более быстрое переключение по сравнению с другими реле.

Это комбинация электромеханических и твердотельных реле.

Типы реле в зависимости от полярности:

Они похожи на электромеханические реле, но в них есть как постоянный магнит, так и электромагнит, движение якоря зависит от полярности входного сигнала, подаваемого на катушку. Используется в приложениях телеграфии.

Катушка в этих реле не имеет полярности, и ее работа остается неизменной даже при изменении полярности входного сигнала.

Комбинации ударов и бросков:

Выключатели

также можно классифицировать по количеству комбинаций полюсов и переключателей. Полюс можно рассматривать как входную клемму и подвижную часть, подключенную к ней, тогда как бросок можно рассматривать как выходную клемму. Его классификация выглядит следующим образом:

Однополюсное, одноходовое реле (SPST):

Он состоит только из одного шеста и одного броска.Обычно путь либо закрыт, либо открыт (остается нетронутым для любого терминала). Нажимная кнопка — лучший пример этого типа. Когда мы нажимаем кнопку, контакт находится в закрытом положении, а при отпускании контакт находится в открытом положении, что можно понять из изображения ниже.

Однополюсное двухходовое реле (SPDT):

Этот тип переключателей состоит только из одного полюса, но имеет два положения. Таким образом, контакт всегда устанавливается на любой из выводов.В качестве примера можно рассмотреть ползунковый переключатель. Ползунок всегда подключен к любому из контактов, т.е. замкнутый путь всегда существует, если оба контакта подключены к цепи.

Двухполюсное, одноходовое реле (DPST):

Имеет две шесты и бросок. Его контакты либо разомкнуты, либо замкнуты, что делается одновременно. Тумблер работает на этом свойстве. Когда переключатель переводится из одного положения в другое, оба контакта перемещаются одновременно.

Двухполюсное, двухпозиционное реле (DPDT):

Этот тип переключателей имеет два полюса, но отдельный полюс имеет два положения. Таким образом, это называется двойным ходом, и действие переключения выполняется одинаково и одновременно для обоих полюсов. Переключатель на стандартном триммере имеет DPDT, потому что, когда мы заряжаем триммер, и когда переключатель на триммере находится в состоянии ВКЛ, он автоматически прекращает зарядку, что означает, что переключатели внутри цепи зарядки разомкнуты.

Применение реле:

Применение реле безгранично, его основная функция — управление цепью высокого напряжения (цепь 230 В переменного тока) с помощью источника питания низкого напряжения (напряжение постоянного тока).

• Реле используются не только в больших электрических цепях, но и в компьютерных цепях для выполнения в них арифметических и математических операций.
• Используется для управления переключателями электродвигателя.Чтобы включить электродвигатель, нам потребуется питание 230 В переменного тока, но в некоторых случаях / приложениях может возникнуть ситуация, когда двигатель будет включен с напряжением питания постоянного тока. В этих случаях можно использовать реле.
• Автоматические стабилизаторы — одно из приложений, в которых используются реле. Когда напряжение питания отличается от номинального, набор реле определяет колебания напряжения и управляет цепью нагрузки с помощью автоматических выключателей.
• Используется для выбора цепи, если в системе существует более одной цепи.
• Используется в телевизорах. Внутренняя схема старого телевизора с кинескопом работает с напряжением постоянного тока, но кинескопу требуется очень высокое напряжение переменного тока, чтобы включить кинескоп от источника постоянного тока, мы можем использовать реле.
• Используется в контроллерах светофоров, регуляторах температуры.

8 основных принципов работы реле для обнаружения неисправностей

Обнаружение неисправностей

Как правило, при возникновении неисправностей (коротких замыканий) токи увеличиваются по величине, а напряжение понижается.Помимо этих изменений величины величин переменного тока, другие изменения могут происходить в одном или нескольких из следующих параметров: фазовые углы векторов тока и напряжения, гармонические составляющие, активная и реактивная мощность, частота энергосистемы и так далее.

8 наиболее важных принципов работы реле при обнаружении неисправностей (на фото: испытание реле временной защиты электростанции Yandi; кредит: aptuspower.com.au) Принципы работы реле

могут быть основаны на обнаружении этих изменений и выявлении изменений с возможностью того, что неисправность может существовать внутри назначенной ей зоны защиты.

Мы разделим принципы работы реле на категории в зависимости от того, на какие из этих входных величин реагирует конкретное реле.

1. Обнаружение уровня
2. Сравнение величин
3. Дифференциальное сравнение
4. Сравнение фазового угла
5. Измерение расстояния
6. Пилотное реле
7. Содержание гармоник
8. Определение частоты

1. Обнаружение уровня

Это простейшее из возможных все принципы работы реле.Как указано выше, величины тока короткого замыкания почти всегда больше, чем токи нормальной нагрузки, существующие в энергосистеме. Рассмотрим двигатель, подключенный к энергосистеме 4 кВ, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 — Максимальная токовая защита двигателя

Ток полной нагрузки для двигателя составляет 245 A . С учетом возможности аварийной перегрузки 25% , ток 1,25 × 245 = 306 A или ниже должен соответствовать нормальному режиму работы. Любой ток выше установленного уровня (выбранный выше 306 А из-за запаса прочности в данном примере) может означать, что неисправность или какое-либо другое ненормальное состояние существует внутри зоны защиты двигателя.

Реле должно быть спроектировано для срабатывания и отключения автоматического выключателя для всех токов, превышающих уставку , или, при желании, реле может быть подключено для подачи сигнала тревоги, чтобы оператор мог вмешаться и отключить автоматический выключатель вручную. или предпримите другие соответствующие действия.

Уровень, выше которого работает реле, известен как уставка срабатывания реле. Для всех токов выше срабатывания реле срабатывает, а для токов, меньших значения срабатывания, реле не выполняет никаких действий.Конечно, можно настроить реле так, чтобы оно работало для значений, меньших, чем значение срабатывания, и не предпринимать никаких действий для значений выше срабатывания.

Реле минимального напряжения является примером такого реле.

Рисунок 2 — Характеристика реле датчика уровня

Рабочие характеристики реле максимального тока могут быть представлены в виде графика зависимости времени работы реле от тока в реле . Лучше всего нормализовать ток как отношение фактического тока к уставке срабатывания.

Время срабатывания для (нормированных) токов меньше 1,0 бесконечно, в то время как для значений больше 1,0 реле срабатывает. Фактическое время работы будет зависеть от конструкции реле. Идеальное реле детектора уровня должно иметь характеристику, показанную сплошной линией на рисунке 2.

На практике характеристика реле имеет менее резкий переход, как показано пунктирной линией.

Вернуться к содержанию ↑

2. Сравнение величин

Этот принцип работы основан на сравнении одной или нескольких рабочих величин друг с другом .Например, реле баланса тока может сравнивать ток в одной цепи с током в другой цепи, которые должны иметь равные или пропорциональные величины при нормальных условиях эксплуатации.

Рисунок 3 — Реле сравнения величин для двух параллельных линий передачи

Реле будет работать, когда разделение тока в двух цепях изменяется в пределах заданного допуска. На рисунке 3 показаны две идентичные параллельные линии, подключенные к одной и той же шине на обоих концах.

Можно использовать реле сравнения величин, которое сравнивает величины двух линейных токов I _A и I _B .Если | I _A | больше чем | I _B | + ∈ (где ∈ — подходящий допуск), и линия B не разомкнута, реле сообщит о неисправности на линии A и отключит ее .

Аналогичная логика будет использоваться для отключения линии B, если ее ток превышает ток в линии A, когда последняя не разомкнута. Другой случай, в котором может использоваться это реле, — это когда обмотки машины имеют две идентичные параллельные субобмотки на фазу.

Вернуться к содержанию ↑

3.Дифференциальное сравнение

Дифференциальное сравнение — один из наиболее чувствительных и эффективных методов обеспечения защиты от неисправностей . Концепция дифференциального сравнения довольно проста, и ее лучше всего понять, обратившись к обмотке генератора, показанной на рисунке 4.

Рисунок 4 — Принцип дифференциального сравнения, применяемый к обмотке генератора

Поскольку обмотка электрически непрерывна, ток поступает на один конец I ₁ , должен быть равен току, выходящему на другом конце I ₂ .Можно использовать реле сравнения амплитуд, описанное выше, для проверки наличия замыкания на защищаемой обмотке.

Когда между двумя концами возникает короткое замыкание, два тока больше не равны . В качестве альтернативы можно составить алгебраическую сумму двух токов, поступающих в защищаемую обмотку, то есть (I ₁ — I ₂ ), и использовать реле детектора уровня для обнаружения наличия неисправности .

В любом случае защита называется дифференциальной защитой.В общем, принцип дифференциальной защиты способен обнаруживать очень небольшие токи короткого замыкания. Его единственный недостаток состоит в том, что для него требуются токи от концов зоны защиты, что ограничивает его применение в силовых устройствах, таких как трансформаторы, генераторы, двигатели, шины, конденсаторы и реакторы.

Вернуться к содержанию ↑

4. Сравнение фазового угла

Этот тип реле сравнивает относительный фазовый угол между двумя величинами переменного тока .Сравнение фазового угла обычно используется для определения направления тока относительно эталонной величины.

Например, нормальный поток мощности в заданном направлении приведет к тому, что фазовый угол между напряжением и током будет изменяться вокруг своего угла коэффициента мощности, скажем, приблизительно ± 30 ° . Когда мощность течет в противоположном направлении, этот угол станет ( 180 ° ± 30 ° ).

Аналогично, для короткого замыкания в прямом или обратном направлении, фазовый угол тока по отношению к напряжению будет составлять −φ и (180◦ — φ) , соответственно, где φ — угол импеданса цепь неисправности, близкая к 90 ° для сетей электропередачи.

Эти отношения объяснены для двух линий передачи на рисунке 5.

Рисунок 5 — Сравнение фазового угла для повреждения на линии передачи

Эта разница в фазовых отношениях, созданная повреждением, используется путем создания реле, которые реагируют на разность фазового угла. между двумя входными величинами, такими как напряжение повреждения и ток повреждения в данном примере.

Вернуться к содержанию ↑

5. Измерение расстояния

Как уже говорилось выше, наиболее надежный и надежный тип защиты сравнивает ток, входящий в цепь, с током, выходящим из нее.На линиях передачи и фидерах длина, напряжение и конфигурация линии могут сделать этот принцип неэкономичным.

Вместо того, чтобы сравнивать ток локальной сети с током на дальнем конце, реле сравнивает локальный ток с локальным напряжением. По сути, это измерение импеданса линии, если смотреть со стороны клеммы реле.

Реле импеданса основано на том факте , что длина линии (т. Е. Ее расстояние) для данного диаметра проводника и расстояния определяет его полное сопротивление .

Вернуться к содержанию ↑

6. Пилотная ретрансляция

Некоторые принципы ретрансляции основаны на информации, полученной ретранслятором из удаленного места. Информация обычно — хотя и не всегда — в форме статуса контакта (открыт или закрыт) . Информация пересылается по каналу связи с использованием линий электропередачи, микроволн или телефонных цепей.

Вернуться к содержанию ↑

7. Содержание гармоник

Токи и напряжения в энергосистеме обычно имеют синусоидальную форму волны основной частоты энергосистемы.Однако есть отклонения от чистой синусоиды, такие как напряжения и токи третьей гармоники, создаваемые генераторами, которые присутствуют во время нормальной работы системы.

Другие гармоники возникают в ненормальных условиях системы, например, нечетные гармоники, связанные с насыщением трансформатора, или переходные составляющие, вызванные включением трансформаторов.

Эти ненормальные условия могут быть обнаружены путем определения содержания гармоник через фильтры в электромеханических или твердотельных реле или путем вычисления в цифровых реле .Как только определено, что существует ненормальное состояние, можно принять решение, требуется ли какое-либо управляющее действие.

Вернуться к содержанию ↑

8. Измерение частоты

Нормальная работа энергосистемы — 50 или 60 Гц, в зависимости от страны . Любое отклонение от этих значений указывает на то, что проблема существует или неизбежна. Частоту можно измерить с помощью цепей фильтров, подсчета пересечений сигналов через ноль за единицу времени или с помощью специальных методов дискретизации и цифрового компьютера.

Реле измерения частоты могут использоваться для принятия корректирующих действий, которые приведут частоту системы к норме.

Различные входные величины, описанные выше, на которых основано обнаружение неисправности, могут использоваться по отдельности или в любой комбинации, для расчета мощности, коэффициента мощности, направленности, импеданса и т. Д. И, в свою очередь, могут использоваться в качестве реле. — Действующие количества. Некоторые реле также предназначены для реагирования на механические устройства, такие как датчики уровня жидкости, датчики давления или температуры и т. Д.

Реле могут быть сконструированы из электромеханических элементов, таких как соленоиды, шарнирные якоря, индукционные диски, твердотельные элементы, такие как диоды, кремниевые выпрямители (SCR), транзисторы, магнитные или операционные усилители, или цифровые компьютеры, использующие аналогово-аналоговое преобразование. -цифровые преобразователи и микропроцессоры.

Можно увидеть, что, поскольку электромеханические реле были разработаны на ранних этапах разработки систем защиты, описание всех характеристик реле часто приводится в терминах электромеханических реле.Конструкция реле по сути не меняет концепцию защиты, хотя с каждым типом связаны преимущества и недостатки.

Вернуться к содержанию ↑

Ссылка // Power System Relaying. Авторы: Стэнли Х. Горовиц, инженер-консультант на пенсии, American Electric Power) и Арун Г. Фадке, заслуженный профессор-исследователь университета (приобрести бумажную копию у Amazon)

Роль реле и принцип его работы

Теплые подсказки: эта статья содержит около 4000 слов, а время чтения составляет около 18 минут.

Введение

Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром). Обычно используется в цепи автоматического управления. На самом деле он использует небольшой ток для управления большим. «Автоматический выключатель» тока. Таким образом, он играет роль автоматической регулировки, защиты и преобразования цепи в цепи.

Каталог

---

Ⅰ Что такое реле

1.1 Описание реле

Реле — это устройство автоматического управления, которое изменяет выход, когда входная величина (электричество, магнетизм, звук, свет, тепло) достигает определенного значения.

Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром). Обычно используется в цепи автоматического управления. На самом деле он использует небольшой ток для управления большим. «Автоматический выключатель» тока.Таким образом, он играет роль автоматической регулировки, защиты и преобразования цепи в цепи.

Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром). Обычно используется в цепи автоматического управления. На самом деле он использует небольшой ток для управления большим. «Автоматический выключатель» тока. Таким образом, он играет роль автоматической регулировки, защиты и преобразования цепи в цепи.

1.2 Символ реле

Поскольку реле состоит из двух частей: катушки и контактной группы, графический символ реле на принципиальной схеме также включает две части: один длинный квадрат обозначает катушку; и один набор символов контактов указывает комбинацию контактов. Когда бесконтактная схема относительно проста, контактная группа часто рисуется непосредственно на одной стороне рамки катушки. Этот рисунок называется централизованным представлением.

1.3 Принцип работы реле

Зачем и как использовать реле | Принцип работы реле

Реле обычно относятся к электромагнитным реле, которые имеют механическое действие. Суть реле заключается в использовании контура (обычно с небольшим током) для управления включением и выключением другого контура (обычно с большим током), и в этом процессе управления два контура обычно изолированы, и его основной принцип заключается в для использования Электромагнитный эффект используется для управления механическим контактом для достижения цели переключения, и на катушку с сердечником подается напряжение — ток катушки генерирует магнитное поле — магнитное поле поглощает переключающий контакт действия якоря, и весь процесс » малый ток — магнито-механический — большой ток »процесс.

На рисунке выше изображена динамическая диаграмма контрольной лампы реле. Реле имеет нормально разомкнутый контакт и нормально замкнутый контакт. Подвижный контакт — это общий конец. Это реле постоянного тока, то есть когда катушка реле пропускает питание постоянного тока (на рисунке используется батарея). Источник питания), катушка с железным сердечником будет выводить соответствующее магнитное поле, якорь будет притягиваться, и подвижный контакт будет перемещаться от стороны нормально замкнутого контакта к стороне нормально разомкнутого контакта, что эквивалентно нормально разомкнутому контакту.Это. Как показано на рисунке, кнопка пуска / останова, аккумулятор и катушка реле образуют контур управления. Пока этот контур включен, через катушку будет проходить ток и будет создаваться магнитное поле.

Нормально разомкнутый контакт, лампа и источник питания другой лампы (другой аккумулятор на рисунке) образуют петлю. Когда нормально разомкнутый контакт замкнут, контур замкнут, и ток будет исходить от источника питания управления.Положительный конец, протекающий через лампочку, проходит через замкнутый нормально разомкнутый контакт, а затем обратно к отрицательному полюсу, так что лампочка загорается.

Когда кнопка пуска / останова отключена, катушка теряет ток, так что якорь не имеет магнитного притяжения и будет сброшен пружиной, так что другой конец подвижного контакта вернется со стороны нормально разомкнутого контакта в нормально замкнутый контакт. Здесь цепь лампочки под напряжением отключена принудительно, а в лампочке нет тока, и, естественно, она будет темной.

Структура реле

Поэтому и реле некоторые старые электрики называют «магнетизмом». Он использует функцию электромагнита для управления включением или отключением другой цепи. Внутри электромагнитного реле нужны катушки, железные сердечники и пружины. Он состоит из основных аксессуаров, таких как контакты. Контакты обычно имеют нормально разомкнутые контакты и нормально замкнутые контакты. У этих двоих часто общий конец.

Когда катушка не находится под напряжением, нормально закрытый контакт и общий конец закорочены, а нормально открытый контакт и общий конец разомкнуты.После того, как катушка находится под напряжением, нормально открытый контакт и общий конец закорочены, а нормально закрытый контакт и общий конец разомкнуты, просто поменяны местами, так что можно управлять напряжением (током) катушки, и цепь серией контактов можно управлять.

При проектировании выберите подходящую контактную емкость, напряжение катушки (AC DC), чтобы можно было реализовать контроль изоляции двух цепей. Например, кнопка, которая может быть сконструирована для контакта с людьми, имеет напряжение 12 вольт, а катушка выбрана на 12 вольт.Это безопаснее, люди просто прикоснутся к напряжению катушки, и они не смогут сами подключиться к электричеству. На стороне контакта можно управлять напряжением 220 В или выше, чтобы напрямую управлять запуском и остановом устройства, такого как двигатель, или других нагрузок с относительно большим током, так что функция управления «четыре или два фунта «могут быть реализованы.

Реле было изобретено американскими учеными около 1831 года. Его именем назван блок индуктора.Электромагнитный эффект был открыт раньше Фарадея, но не был запатентован. После более чем 100 лет разработки реле сформировали различные формы, такие как реле времени, реле температуры, герконовые реле, тепловые реле, дифференциальные реле, оптические реле, акустические реле, реле Холла, а теперь и твердотельные реле, начиная с механических. в электронную, в различных формах.

Ⅱ Назначение реле

2.1 Обзор функций реле

a. Расширьте диапазон управления: например, когда управляющий сигнал многоконтактного реле достигает определенного значения, он может переключать, отключать и включать несколько цепей одновременно в соответствии с различными формами контактной группы.

г. Усиление : например, чувствительные реле, промежуточные реле и т. Д. С очень небольшим объемом управления могут управлять цепью очень высокой мощности.

г. Интегрированный сигнал: Например, когда несколько сигналов управления вводятся в реле с множеством обмоток в заданной форме, после всестороннего синтеза достигается заданный эффект управления.

г. автомат, дистанционное управление, мониторинг: например, реле на автомате вместе с другими электрическими приборами может образовывать схему программного управления, обеспечивая автоматическую работу.

2.2 Роль промежуточного реле

2.2.1 Промежуточное реле

Общая схема часто делится на две части: главную цепь и цепь управления. Реле в основном используется для цепи управления.Контактор в основном используется для главной цепи. Реле может реализовать функцию управления одним или несколькими сигналами с помощью одного управляющего сигнала для завершения запуска и остановки. Управление, связь и другие органы управления, основным объектом управления является контактор; Контакты контактора относительно большие, а несущая способность высокая, благодаря чему осуществляется контроль от слабого электричества к сильному электричеству, а объектом управления является электрический прибор.

2.2.2 Использование промежуточного реле

а. Вместо контакторов малой мощности

Контакты промежуточного реле имеют определенную нагрузочную способность. Когда грузоподъемность мала, ее можно использовать для замены небольших контакторов, таких как электрические жалюзи и некоторые мелкие бытовые приборы. Это имеет то преимущество, что может не только служить целям управления, но также экономить место и делать управляющую часть устройства более хрупкой.

г.Увеличить количество контактов

В системе управления цепями контакт контактора должен управлять несколькими контакторами или другими компонентами. Его не следует подключать к другим формам, потому что это не способствует техническому обслуживанию, но к линии добавляется промежуточное реле, которое не изменяет форму управления. И легко ремонтируется.

г. Увеличьте контактную емкость

Хотя контактная емкость промежуточного реле не очень велика, оно также имеет определенную нагрузочную способность, а ток, необходимый для его приведения в действие, небольшой, поэтому промежуточное реле можно использовать для увеличения контактной емкости.

г. Тип преобразователя

В промышленных линиях управления такая ситуация часто возникает. Управление требует использования нормально замкнутого контакта контактора для достижения цели управления, но нормально замкнутый контакт самого контактора израсходован, и задача управления не может быть выполнена. В это время промежуточное реле может быть подключено параллельно с исходной катушкой контактора, а нормально замкнутый контакт промежуточного реле может использоваться для управления соответствующими компонентами, а тип контакта переключается для достижения требуемой цели управления. .

эл. Тип преобразователя

В некоторых схемах управления для переключения некоторых электрических компонентов часто используются промежуточные реле, которые управляются размыканием и замыканием их контактов. Например, схема автоматического размагничивания, обычно используемая в цветных телевизорах или дисплеях, триоды управляют включением и выключением промежуточных реле, тем самым обеспечивая управление катушками размагничивания. Роль преемственности.

ф.Напряжение преобразования

Напряжение в линии управления промышленной линии управления составляет 24 В постоянного тока. Контактор KM2 должен управлять включением и выключением электромагнитного клапана KT, а напряжение катушки электромагнитного клапана составляет 220 вольт переменного тока. Подключение катушки электромагнитного клапана непосредственно к контакту контактора не принципиально, но при этом учитываются правила обслуживания и вопросы безопасности. Промежуточное реле должно быть установлено в другом месте для управления электромагнитным клапаном через промежуточное реле.Это может отделить постоянный ток от переменного, высокого и низкого напряжения. Это удобно для будущего обслуживания и способствует безопасному использованию.

г. Устранение помех в цепи

В линиях промышленного управления или компьютерного управления, хотя существуют различные меры по подавлению помех, явление помех более или менее присутствует. Общий наведенный ток не вызывает срабатывания промежуточного реле. Только когда нажата кнопка в исходной строке, промежуточное реле будет активировано, чтобы дать ПЛК нормальный входной сигнал, таким образом достигая цели устранения помех.

Ⅲ Типы реле

a. В соответствии с принципом работы или конструктивными характеристиками реле
1) Электромагнитное реле: Электрическое реле, которое работает за счет силы всасывания, создаваемой между сердечником электромагнита и якорем цепью внутри входной цепи.

2) Твердотельное реле: Тип реле, в котором электронный компонент выполняет свою функцию без механических движущихся частей, а вход и выход изолированы.

3) Реле температуры: Реле, которое срабатывает, когда наружная температура достигает заданного значения.

4) Герконовое реле: реле, которое размыкает, замыкает или переключает линию с помощью язычкового действия, которое герметизировано в трубке и имеет двойное действие электрической пружины и магнитной цепи якоря.

5) Реле времени: При добавлении или удалении входного сигнала выходной части необходимо задержать или ограничить время на замыкание или размыкание своего управляемого линейного реле до указанного времени.

6) Реле высокой частоты: Реле, используемое для переключения высокочастотных РЧ линий с минимальными потерями.

7) Поляризованное реле: Реле с поляризованным магнитным полем и управляющим действием, которое работает вместе с магнитным полем, создаваемым катушкой управления. Направление срабатывания реле зависит от направления тока, протекающего через управляющую катушку.

8) Другие типы реле: , такие как оптические реле, акустические реле, тепловые реле, измерительные реле, реле на эффекте Холла, дифференциальные реле и т. Д.

г. В зависимости от размера реле
1) Микрореле
2) Ультра-маленькое миниатюрное реле
3) Маленькое миниатюрное реле

Примечание: Для герметичных или закрытых реле размеры являются максимальными размерами корпуса реле в трех взаимно перпендикулярных направлениях, за исключением размеров монтажных, извлекаемых, выступающих, обжимных, фланцевых и уплотнительных сварных швов.

г. Согласно классификации нагрузки реле
1) Реле малой мощности
2) Реле слабой мощности
3) Реле средней мощности
4) Реле высокой мощности

г.Согласно защитным характеристикам реле
1) Герметичное реле
2) Закрытое реле
3) Открытое реле

эл. В соответствии с принципом действия реле
1) Электромагнитного типа
2) Индуктивного типа
3) Выпрямленного типа
4) Электронного типа
5) Цифрового типа и т. Д.

ф. В соответствии с физическими величинами реакций
1) Реле тока
2) Реле напряжения
3) Реле направления мощности
4) Реле импеданса
5) Реле частоты
6) Газовое (газовое) реле

г.В соответствии с ролью реле в схеме защиты
1) Пусковое реле
2) Измерительное реле
3) Реле времени
4) Промежуточное реле
5) Сигнальное реле
6) Выходное реле

Ⅳ Обнаружение реле

4.1 Инструкция по тестированию

a. Измерьте диапазон рабочего напряжения реле (включая минимальное напряжение включения и максимальное напряжение отключения).
г. Измерьте потребляемую мощность (номинальный ток) и внутреннее сопротивление реле.
г. Долговременные условия работы реле, выдерживаемое напряжение.
г. Описание иконки:

Источник постоянного тока, амперметр, вольтметр, измерение сопротивления, зуммер

4.2 Процесс тестирования

a. Измерение внутреннего сопротивления и номинального тока
1) Тест внутреннего сопротивления: проверьте сопротивление между реле 1 и 8 футов, как показано ниже

2) Проверка номинального тока: 24 В постоянного тока для реле 1 и 8 и 30 секунд для считывания данных амперметра

Примечание: Для проверки тока вставьте мультиметр в порт ввода тока и отрегулируйте положение диапазона (мА), соответствующее текущему файлу.

г. Измерение диапазона рабочего напряжения реле

1) Проверка минимального напряжения замыкания: Источник питания постоянного тока начинается с 0 В, и напряжение постепенно повышается до срабатывания зуммера, записывая текущее значение напряжения U1. (Сохраняйте текущее значение постоянного напряжения)

Примечание: Файлы вольтметра и зуммера на рисунке реализованы с помощью мультиметра.

2) Проверка максимального напряжения отключения: источник питания постоянного тока начинается с U1, и напряжение постепенно снижается до тех пор, пока зуммер не перестанет подавать сигнал тревоги, и будет записано текущее значение напряжения U2.

г. Измерьте выдерживаемое напряжение нормально разомкнутого нормально замкнутого типа и выдерживаемое напряжение катушки и контакта

1) Подготовка перед испытанием: поверните ручку «ток утечки» на измерителе выдерживаемого напряжения на «0,5» мА, «время»

Ручка достигает «60» с, ручка «Диапазон напряжения» достигает «5» кВ, ручка «Регулировка напряжения» достигает 0 В, ручка «power» достигает «ВЫКЛ», и две выходные линии подключены к высоковольтному выходу «_DC» » , земля.

2) Измерьте испытание выдерживаемого напряжения нормально разомкнутого нормально замкнутого типа: «мощность» -> «ВКЛ», «регулирование напряжения» -> увеличьте до значения аварийного напряжения срабатывания тестера выдерживаемого напряжения, считайте напряжение в это время, как показано ниже:

3) Выдерживаемое напряжение катушки и контакта: «мощность» -> «ВКЛ», «регулировка напряжения» -> 5 кВ или более, срабатывание тестера выдерживаемого напряжения не срабатывает, выдерживаемое напряжение катушки и контактов больше или равно 5 кВ, как показано ниже:

4.3 Меры предосторожности при тестировании реле

a. При проверке номинального тока катушка реле будет генерировать электромагнитную индукцию при внезапном приложении напряжения. Ток будет становиться все меньше и меньше. После стабилизации напряжения электромагнитная индукция исчезает, и ток становится стабильным в определенном диапазоне. Как и у OMRON G5RL-14-E, ток включения составляет около 16–17 мА, а стабильное напряжение составляет около 14–15 мА через 4–5 минут. Но наш тест — это считывание напряжения сразу после 30 секунд включения.

г. При значении выдерживаемого напряжения нормально замкнутого нормально разомкнутого реле после первого срабатывания реле будет генерироваться электромагнитная индукция. Исчезновение электромагнитной индукции требует времени, и второе напряжение срабатывания будет намного меньше. Но тестируем напряжение при первом чтении.

г. Если вы прочитали стабильное значение номинального тока, вы должны прочитать второе значение выдерживаемого напряжения нормально замкнутого нормально разомкнутого типа. Если вы считываете значение номинального тока в течение 30 секунд, вы должны прочитать значение выдерживаемого напряжения нормально замкнутого нормально разомкнутого типа первого действия.

Вам также может понравиться

Электрическое реле: Обзор релейных контактов
Как работают реле? Функции и применение реле
Как проверить реле с помощью мультиметра?

.

No related posts.