Электрические реле для автоматики инженерных систем: виды, отличия, особенности применения

Виды ЭМР

ЭМР могут питаться от постоянного и переменного тока. Реле первого типа бывают нейтральными (НЭМР) или поляризованными (ПЭМР).

Конструкция нейтрального электромагнитного реле

В ПЭМР перемещение якоря, а, следовательно, и замыкание групп контактов, зависит от полярности напряжения на обмотке. НЭМР срабатывает при любой полярности сигнала одинаково.

По исполнению ЭМР могут быть герметичными, открытыми и зачехленными (с возможностью снятия крышки).

ЭМР также различаются во типам контактов, которые могут быть нормально разомкнуты, нормально замкнуты или быть переключающимися.

Последние состоят их трех пластин, причем средняя пластина подвижная. При срабатывании один контакт разрывается, а другой замыкается этой подвижной пластиной.

Принцип действия контактора

В алгоритме работы этого вида реле заложено применение электродинамических сил, создаваемых в ферромагнетике во время прохождения электричества по спирали витков изолированного провода катушки.

Исходя из технических особенностей коммутатора и количества размещенных в нем контактных связей, якорь либо замыкает, либо размыкает их

Первоначальное расположение Г-образной пластины (якоря) зафиксировано пружиной. Подавая на магнит ток, якорь, с находящимся на нем коммутирующим контактом преодолевает силы пружины и тянется к намагниченному полю.

При передвижении хвостовик, расположенный на плоскости контакта, цепляет нижнюю контактную схему, перемещая ее вниз. Если на катушке прекращается подача электричества, пружина оттягивает назад ярмо и устройство принимает свой первоначальный вид.

Рассмотрим на примере, как работает реле электромагнитного типа в автомобиле.

Если его подключить к трехфазному асинхронному мотору будут воспроизведены следующие действия:

1. Старт – включение сигнализации.
2. Срабатывание пускателя.
3. Замыкание последней пары контактов в результате — пуск механизма двигателя.

Кроме этого, именно реле отвечает за выключение мотора при разрыве реверса. Таким образом устраняется проблема резкой остановки двигателя.

Для распознавания типа электромагнитного контактора в производстве применяются маркировочные значения, состоящие из набора букв и цифр, нанесенных на устройство

Также важно знать, что электромагнитное реле может оснащаться несколькими группами регулировочных контактов. Количество последних полностью зависит от предназначения конкретной модели прибора

Схема устройства электромагнитного реле

Схема устройства реле такова. Подвижный стальной якорь находится внутри статичной катушки индуктивности, при подаче напряжения на которую возникает электромагнитное поле, притягивающее якорь. Различной электроникой или механикой регулируется частота и продолжительность подачи напряжения на обмотку. Частота импульсов составляет до 3600 в час.

Более старое устройство мгновенного действия

Структура электромагнитного реле делится на три составных элемента:

1. Первичный. Преобразует импульс, поступающий с системы управления в электромагнитную силу. Иными словами – обмотка катушки индуктивности.
2. Промежуточный. Состоит из различных деталей. Его задача – приведение в работу самого исполнительного механизма. Проще говоря – это якорь или иной подвижный элемент, оснащенный возвратной пружиной и контактами.
3. Исполнительный. Выполняет работу по передаче воздействия на силовое оборудование. Эту роль играет контактная группа силовой части.

Такие устройства устанавливаются вместе с остальной автоматикой в распределительном щите

Ассортимент реле на российских прилавках: производители и цены

Каждое из реле имеет определенную маркировку, отражающую его технические характеристики. По маркировке найти подходящую модель во много раз проще, чем подбирать под определенные параметры. Предлагаем ознакомиться с некоторыми из устройств и их стоимостью.

Изображение	Наименование	Номинальный ток, А	Средняя цена, руб.
	РПЛ-122М0*4А	16	350
	РП20М-217 У3	1	410
	РТТ-111УХЛ4	0,2	160
	РТ-40/6 УХЛ4	16	1100
	РПУ-2 У3Б	5	250
	РП20-112 У3	2,5	350
	ТРН-10 УХЛ4 660В	1,25	125
	ТРН-10 УХЛ4 500В	0,5	125
	РТ-83/2	5	1400
	РЭВ 830 У3	2,5	1800
	РВО-Р-100м ̴100В-2П-1	8	800
	РТИ-1308	2,5-4	460
	РВО-П2-99с-АС110В 1п-1-10 УХЛ4	7	900

Автомобильные реле практически всегда имеют такой вид

Назначение и функции устройства

Такой вид коммутатора является вспомогательным объектом в электроцепи. Многофункциональность образцов позволяет применять их в автоматизированных, защитных и регулировочных схемах.

Используется в случаях, когда есть надобность в синхронном замыкании или размыкании нескольких автономных электросхем, иными словами – размножение токоведущих каналов.

Схема подключения аварийной кнопки автомобиля: посредством одной контактной линии электромагнитного реле можно осуществить выключение переключателя, а второй – воспроизвести в блоке сигнализации звуковое оповещение

Контактор может быть использован и в качестве регулятора более мощного реле, благодаря которому осуществляется коммутация цепи с высоким напряжением.

Возьмем, к примеру, такую ситуацию: есть необходимость подачи тока на катушку индуктивности выключателя, где максимальное моментальное значение электроведущей силы при включении — 63 А. Однако выполнить такую задачу, используя один электромагнитный аппарат, не представляется возможным.

Поэтому изначально необходимо подать питание на катушку сердечника разделительного устройства, использующего собственные связи, включить контактор с большей мощностью, на который и будет возложена задача коммутации большей силы электроэнергии.

Также деталь можно использовать для создания искусственной задержки действия реле защиты или, как говорят, для формирования выдержки времени.

Зачем нужен ограничитель переходных процессов и как работают реле?

Реле нуждаются в ограничителе переходных процессов, чтобы предотвратить возможность выхода из строя коммутационного устройства в цепи из-за индуктивного обратного хода. Он обеспечивает пропускание тока после отключения индуктора.

Замкнутый контур с обратным диодом

На рисунке выше показано, что полярность блока питания и диода противоположны друг другу. Таким образом, диод находится в обратном смещении, когда переключатель замкнут. Поскольку это обратное смещение, это не повлияет на схему, потому что диод не пропускает ток.

Обрыв цепи с обратным диодом

На рисунке выше показана разомкнутая цепь, в которой индуктивность поменяла полярность, а диод находится в прямом смещении. В этом варианте диод позволяет пропускать и рассеивать ток с той скоростью, которая необходима индуктивности. Добавление диода дает возможность прохождению тока.

Таким образом, катушка индуктивности должна создавать лишь небольшое падение напряжения для развития идеального протекания тока, поскольку диоды имеют почти нулевое сопротивление при прямом смещении. При таком построение схемы, коммутационное устройство не будет повреждено. Следовательно, когда переключатель разомкнут, обратная полярность катушки индуктивности будет соответствовать полярности диода и предотвратит скачок напряжения обратного хода.

Нормально открытая, нормально закрытая и общая клемма

• Нормально открытая (NO) клемма — подключите ваше устройство (например, светодиод или любую нагрузку) к этой клемме, если вы хотите, чтобы устройство было выключено, когда реле не запитано, и включено, когда реле запитано.
• Нормально замкнутая (NC) клемма — подключите к этой клемме, если вы хотите, чтобы ваше устройство было выключено, когда реле включено, и нормально включено, когда реле не запитано.
• Общая клемма — это терминал реле, к которому вы подключаете первую часть вашей цепи. Когда реле находится под напряжением, а переключатель замкнут, общая клемма и нормально разомкнутый контакт имеют непрерывность цепи. В другом случае, когда реле не запитано, а переключатель разомкнут, общая клемма и нормально замкнутый контакт имеют так же непрерывность цепи.
• COIL — клеммы, на которые вы подаете напряжение для последующего прохождения питания на катушки, которые в конечном итоге замыкают переключатель. Здесь полярность не важна. Любая из сторон может быть отрицательной или положительной. Однако при использовании диода полярность имеет значение.

Пример схемы с использованием реле SRD-05VDC-SL-C 5V

Контактный разъем (S) — является входом. Контакт (+) подключается к источнику питания +5V постоянного тока, а контакт (-) подключается к заземлению источника питания. Реле и светодиод будут работать при наличии высокого сигнала на входе (S). Диод на катушке реле предназначен для предотвращения ЭДС. Транзистор обеспечивает усиление по току, а небольшой входной ток может переключать относительно большой ток, необходимый для работы катушки реле.

Вы можете подключить вход S платы реле к любому из цифровых выходов Arduino Uno. В данном случае он подключен к выводу 13, который можно включать и выключать. Лампочка и аккумулятор на 12V подключены последовательно к общей клемме и нормально разомкнутым штыревым контактам на модуле реле. Реле сработает и включит лампочку, когда на выходе Arduino высокий уровень. Добавление другой лампочки к нормально замкнутому штыревому контакту реле приведет к попеременному миганию лампочек.

Электрическое реле, устройство, принцип работы, разновидности и особенности применения

Современная электротехника использует огромное количество различных устройств, приспособлений и приборов, при помощи которых удается успешно решать те или иные технологические задачи, повышать комфорт эксплуатации электросетей в целом, а также отдельных участков цепи.

Одним из таких видов устройств, получивших наибольшее распространение в самых разных отраслях и сферах деятельности, является реле. Фактически изделие представляет собой специальный выключатель, при помощи которого можно в требуемый момент времени произвести включение или выключение определенного участка сети (электрической цепи), что позволит вносить определенны изменения в заданные постоянные входные величины, как электрически, та к и неэлектрические.

Существует огромное количество различных типов реле, которые отличаются не только по размерам и внешнему виду, но и по типу управляющего сигнала, исполнению и иным параметрам. На практике самое большое распространение получили электромагнитные реле.

Конечно, просто так понять, для чего необходимо реле и как оно работает достаточно сложно. Тем более, что работа таких устройств сопряжена с повышенной опасностью для жизни и здоровья людей. Дело в том, что электромагнитное реле используется в процессе передачи достаточно больших токов нагрузки. Соответственно, у тех людей, которые используют либо обслуживают линии, оборудование или агрегаты, в комплект которых входят различные реле, подвергаются риску поражения электрическим током. Так что вопросы оказания первой помощи при поражении электрическим током являются одними из важнейших на производстве.

Основы исполнения привода

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Основные производители

Перед выбором производителя реле, необходимо ознакомится с его рейтингом и каталогом продукции:

Производитель	Описание
АО «НПП Старт»	Основной акцент компании – разработка и  производство релейных соединений
ОАО «МиассЭлектроАппарат»	Деятельность направлена на производство продукции для автомобилей
ОАО «Иркутский релейный завод»	Основное производство –коммутационная техника
Фирма «Crydom» США	Ведущая торговая марка твердотельных изделий
«Finder»	С 1954 года производит исключительно релейными соединениями. Занимает 3 место в линейке производителей

Изделие производителя «Finder»

§ 26.7. Характеристики и схемы бесконтактных магнитных реле

Выполним графическое
построение характеристики бесконтактного
магнитного реле с помощью метода,
рассмотренного в § 23.6.

Прежде
всего строим характеристику магнитного
усилителя без обратной
связи, откладывая по оси абсцисс
напряженность управ­ляющего
поля Н_у(и
соответствующее ей значение тока
управления /у)
и
по Ьси ординат напряженность H__ср
(и соответствующее ей зна­чение
тбка нагрузки I_H
).
Для идеального магнитного усилителя
Н^._р
= Н_у,
поэтому
линейный участок характеристики 1
на
рис. 26.7 имеет
угол наклона к оси ординат 45°. На этом
же графике строим характеристику
обратной связи, представляющую собой
прямую 2,
ПровеДейиую
пё Отношению к оси ординат под углом a
= arctg K_oc

Так
как мы проводим Построениемдля»
случай Koc
>
1, то a>
45°
и прямая
2
проходит
ниже1
линейного участка характеристики 7.
Пе­ресечение характеристики 1
и
прямой 2 дает значение тока нагрузки
при
1у
=
0. Затем проводим несколько гфямых,
параллельных пря­мой
1
из
различных точек, соответствующих Новым
значениям /у

Обратите внимание, что при этом
пересечение происходит не

в
одной, а в двух и даже трех точках.
Теоретически характери­стика
I_H
=f(I_у)
имеет 5-образную форму.
Часть этой характеристи­ки
(участок бв
на
рис. 26.7) по­казана
пунктиром. Работа усили­теля
на этом участке невозмож­на,
поскольку электрическая цепь
находится в неустойчивом режиме.
Реальная характеристи­ка
/_н
=/(/у) показана сплошной линией.
При постепенном изме­нении
управляющего сигнала (начиная с больших
отрицательных значений
.-/_у)
в сторону увеличения (абсолютное значение
тока при этом
уменьшается) ток в нагрузке сначала
плавно изменяется до точки
в.
Дальнейшее
изменение тока /_у
в этом же направлении при­водит
к скачкообразному изменению тока:
переход из точки в
в
точ­ку
а.
Затем
снова происходит плавное незначительное
изменение тока
нагрузки: участок характеристики правее
точки а.

При
изменении управляющего тока в
противоположном на­правлении
(от положительных значений /_у
до отрицательных) ток нагрузки
сначала плавно изменяется до точки б,
в
которой происхо­дит скачок к минимальному
значению в точке г.
В
результате харак­теристика
получает вид, как у поляризованного
реле с размыкаю­щим
контактом. Максимальное значение тока
/_н
соответствует за­мыканию
контакта, а минимальное значение тока
нагрузки — размыканию
контакта. В обычном контактном реле это
минималь­ное
значение тока нагрузки естественно
равно нулю.

Схемы
бесконтактных магнитных реле со смещением
показаны на
рис. 26.8, а,
б. В
схеме по рис. 26.8, а
обмотка
смещения питает­ся
от самостоятельного источника питания.
На практике благодаря смещению
можно получить разный вид характеристик
бесконтакт­ного
реле (рис. 26.8, в).

Если
сместить характеристику вправо таким
образом, чтобы ось ординат
проходила посередине петли гистерезиса
этой характеристи­ки
(рис. 26.8, в), то бесконтактное магнитное
реле может вьрюлнять роль
триггера, т. е. запоминающего устройства.
При /_у
= О реле имеет два
устойчивых состояния (точки о и б на
рис. 26.8, в).
Реле
будет на- . холиться
в том состоянии, в котором оно находилось
до снятия управляющего
сигнала /_у.
Если раньше ток управления был
отрица­тельным,
то состояние реле определяется точкой
а (минимальный ток
нагрузки). Если раньше ток управления
был положительным, то

состояние
реле определяется точкой 6
(максимальный
ток нагрузки). Значит,
такое реле «запоминает» свое предыдущее
состояние.

Правда,
если временно будет отключено напряжение
питания, то
после его повторного включения состояние
реле будет неопреде­ленным
(а
или
б).
Оно
обусловлено случайными причинами:
не­идентичностью
сердечников и обмоток.

В
схеме по рис. 26.8, б
обмотка
смещения питается выпрямлен­ным
током от того же источника, что и рабочая
обмотка. Этим обеспечивается
стабилизация тока срабатывания при
колебаниях напряжения
питания.

Для
основных параметров бесконтактного
магнитного реле при­няты
те же термины, что и для обычных контактных
реле. Ток управления,
при котором ток нагрузки изменяется
скачком от ми­нимального
до максимального значения, называют
током срабаты­вания.
Соответственно ток управления, при
котором ток нагрузки скачком
уменьшается, называют током отпускания.

Недостатками
бесконтактных магнитных реле являются
следую­щие
их отличия от обычных реле: переключение
происходит лишь в одной
цепи (заменяется как бы только одна пара
контактов), мини­мальный
ток отличен от нуля.

Магнитные реле

Действие таких реле основано на изменении проницаемости магнитной ферромагнетиков при насыщении. При ненасыщенном сердечнике, индуктивное сопротивление обмотки велико, при насыщенном – мало. Выполняют такие реле на магнитных усилителях имеющих внешнюю положительную обратную связь или с самонасыщением и работающих в релейном режиме (Кос ≈ 1).

Несмотря на свои достоинства, бесконтактные реле имеют и свои недостатки:

• Относительно небольшая коммутируемая мощность;
• Сопротивление в разомкнутом состоянии сравнительно с электромагнитным выше, а разомкнутом ниже;
• Довольно чувствительны к перегрузкам, а также к различного рода помехам;

Поэтому при применении таких устройств нужно учесть все эксплуатационные и технико – экономические условия и сопоставить различные варианты.

НАЗНАЧЕНИЕ РЕЛЕ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Итак, попробуем просто и доходчиво ответить на вопросы:

1. из чего состоит реле и как работает;
2. в чем его назначение;
3. отличия реле постоянного и переменного тока.

1. Минимально реле представляет собой группу контактов, управляемых электромагнитом. При протекании по его катушке электрического тока, магнитное поле изменяет положение якоря, механически связанного с контактными пластинами.

2. Основных предназначений несколько, что определяется следующими свойствами:

• небольшие токи, протекающие через катушку управляют контактами, способными коммутировать значительно большие мощности (своего рода усилитель);
• за счет использования нескольких контактных групп один сигнал может управлять несколькими независимыми направления (разветвитель);
• при использовании нормально замкнутых контактов подача на катушку напряжения будет вызывать разрыв (отключение) цепи (инверсия);
• поскольку управляющие и коммутационные части устройства электрической связи между собой не имеют – осуществляется гальваническая развязка цепей.

За счет простоты и надежности конструкции реле нашли применение в системах автоматики, защиты, управления, сигнализации.

3. Если вспомнить курс физики, то направление магнитного поля зависит от направления протекания электрического тока. Таким образом, при постоянном напряжении на обмотке реле магнитное поле не меняется и якорь всегда находится в притянутом состоянии.

Если без дополнительных доработок подать на электромагнит переменный ток, то магнитное поле будет меняться в соответствии с его частотой. В свою очередь это вызовет дребезг якоря и контактов.

Для реле, используемых в цепях переменного тока применяются конструктивные решения, позволяющие компенсировать пульсации.

Плюсы и минусы

Как и у любого элемента, у реле есть свои преимущества и недостатки, тем не менее несмотря на минусы, в некоторых случаях без применения эти устройств просто не обойтись.

Плюсы

1. Простая конструкция
2. Легко ремонтируется, всегда можно разобрать чтобы подчистить контакты, заменить отдельные элементы
3. Низкое сопротивление на контактах

Минусы

1. Ограниченный ресурс, так как используются механические элементы
2. Контакты иногда обгорают
3. Низкая скорость при срабатывании в отличие от полупроводниковых элементов, механическое устройство в сто раз медленнее электронного, но при этом скорость срабатывания все равно достаточно велика
4. Возможно дребезжание контактов при недостаточном напряжении на катушке
5. Щелчки при переключении

Устройство и принцип действия герконовых реле

Отдельно хотелось бы упомянуть о герконовых реле. Хотя они и относятся к классу электромагнитных реле, всё-таки внутренние устройство у них отличается. Герконовое реле состоит из нескольких основных частей. В корпусе расположена катушка, состоящая из одной или нескольких обмоток. Сердечник у такой катушки отсутствует, в место него находится один или несколько герконов. Геркон из себя представляет стеклянную колбу, из которой удалён воздух, вместо него закачан инертный газ азот или водород. Внутри колбы расположены два ферро магнитных контакта:

Под действием магнитного поля, создаваемого обмоткой реле, происходит замыкание этих контактов. Также геркон будет работать, если на него воздействовать магнитным полем постоянного магнита. Благодаря этому герконы получили большое распространение в радиолюбительских самоделках. Герконы также используется в системах сигнализации (датчики открывания дверей или окон). В своё время эти элементы были достаточно дефицитными. Поэтому мне приходилось разбирать герконовые реле и доставать оттуда герконы. Вот так выглядят обмотки:

Из советских самыми распространенными были герконовые реле РЭС-42 и РЭС-4:

У герконовых реле есть несколько достоинств. Прежде всего, это надёжная работа в разных климатических условиях и агрессивных средах. Также стоит отметить быстродействие, и гальваническую развязку между цепями. Срок службы реле — не менее 1 млн. срабатываний. Самый главный недостаток этих реле, это относительно малая коммутируемая мощность.

Электромагнитное реле Songle SRD-12VDC-SL-C

Более детально хотелось бы остановиться на пяти контактном электромагнитном реле Songle SRD-12VDC-SL-C:

Оно имеет одну группу контактов способную выдержать ток до 10 ампер. Обмотка реле рассчитана на напряжение в 12 вольт. Схема выводов 5 контактов показана на обратной стороне:

Полные характеристики рассматриваемого экземпляра можно узнать, посмотрев datasheet:

Как видно ток обмотки, при 12 вольтах, должен быть в пределах 30 миллиампер. Сопротивление обмотки должно быть в пределах 400 ом. Так ли это, давайте проверим:

Как видно всё в пределах нормы. Данные реле можно использовать в различных радиолюбительских самоделках. Благодаря тому, что ток обмотки достаточно мал, всего лишь 30 миллиампер, реле Songle SRD-12VDC-SL-C можно коммутировать слаботочными ключами. Для сравнения ток обмотки, в ранее рассматриваемом пяти контактном автомобильном реле достигает 150 миллиампер. Что в 5 раз больше. Я уже рассказывал о терморегуляторе на регулируемом стабилитроне TL431. В этой самоделке я использовал автомобильное пяти контактное реле. Чтобы стабилитрон TL431 не вышел из строя, пришлось использовать усилитель на более мощном транзисторе.

Несколько штук я уже использовал в изготовлении дневных ходовых огней (ДХО) для автомобиля. Но это уже другая история, об этом я расскажу как-нибудь в следующий раз.

Что такое реле, и где их применяют?

Электромагнитное реле – высокоточное и надежное коммутационное устройство, принцип действия которого основан на воздействии электромагнитного поля. Имеет простую конструкцию, представленную следующими элементами:

• катушка;
• якорь;
• неподвижные контакты.

Электромагнитная катушка закрепляется неподвижно на основании, внутри неё находится ферромагнитный сердечник, подпружиненный якорь прикреплён к ярму, чтобы возвращаться в нормальное положение при обесточивании реле.

Говоря проще, реле обеспечивает размыкание и замыкание электрической цепи в соответствии с входящими командами.

Электромагнитные реле отличаются надежностью в работе, в виду чего они используются в различных промышленных и бытовых электроприборах и технике.

Особенности подключения: типовые схемы

Наиболее распространена схема подключения однофазной нагрузки через релейные контакты или магнитный пускатель для защиты приводных механизмов от возникающих при аварийных ситуациях колебаний напряжения. Её использование допускает возможность регулировки рабочих параметров системы в достаточно широком диапазоне. К примеру, можно установить оптимальную по величине задержку включения.

Типовая схема подключения через релейные контакты

На приведенной на рисунке схеме реле 220 В подключается напрямую к контролируемой сети. Это позволяет прибору измерить входное напряжение, определить его соответствие допустимым параметрам. Если значение укладывается в заданный диапазон, включается АПВ (автоматический повтор включения). С установленным временным промежутком происходит замыкание контактов и подключение к сети.

Схема с магнитным пускателем

Подключение однофазной нагрузки может быть выполнено по схеме, предусматривающей управление коммутационными операциями через магнитные пускатели. Основным отличием в её работе является тот факт, что изначально происходит включение/отключение МП, который в свою очередь подключает или отключает нагрузку. Устройство выбирают в соответствии с характеристиками подключаемого оборудования.

Схема подключения промежуточных реле

При использовании в схеме промежуточного электромагнитного реле её конфигурация зависит от характера подключаемых нагрузок. В большинстве случаев устройство выполняет функцию контактора, который эффективно распределяет электропитание между элементами нагрузки.

При этом нейтраль подключается к контакту катушки напрямую. Питающий фазный провод подсоединяется через кнопку «Стоп», которая срабатывает на размыкание. Её второй контакт также присоединяется к фазе системы. Для подключения нагрузки используются нормально-замкнутые, а для фазы — нормально-разомкнутые контакты промежуточного ЭМР.

Для обеспечения непрерывной подачи электропитания на катушку один из выходных контактов подключается к нагрузке. Контактная группа при этом замкнута. Для отключения нагрузки и ЭМР электрическая цепь разрывается при помощи кнопки «Стоп». В схему для управления нагрузкой большой мощности может быть дополнительно включён магнитный пускатель. Для управления реле может использоваться терморегулятор, датчики освещённости, движения.

ТИПЫ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ РЕЛЕ

Питание схем защиты и автоматики осуществляется от специальных цепей оперативного тока. По типу оперативный ток может быть переменным или постоянным.

Источниками напряжения постоянного оперативного тока могут служить аккумуляторные батареи, батареи конденсаторов или выпрямительные устройства, шинки переменного опертока питаются напряжением от трансформаторов собственных нужд.

Поскольку работают промежуточные реле в цепях оперативного напряжения, в зависимости от его типа они производятся с катушками на постоянный и переменный ток.

РП – 23.

Данный тип промежуточного реле предназначен для работы в цепях постоянного напряжения. РП – 23 состоит из катушки напряжения с магнитным сердечником. Подвижной частью магнитной системы является якорь, который при подаче напряжения на катушку притягивается к сердечнику.

С якорем механически связана траверса, на которой закреплены четыре контактных мостика. Притягиваясь к сердечнику, якорь опускает траверсу, сжимая пружину, на которой она установлена. При этом происходит замыкание нормально разомкнутых контактов и размыкание нормально замкнутого.

Неподвижные контакты РП – 23 выполнены в форме уголков из тонких медных пластин. Каждый из уголков может быть установлен одним из двух способов. Благодаря этому можно получить четыре типа комбинаций вариантов контактных групп (р – группа на размыкание, з – группа на замыкание):

• 1 р, 4 з;
• 2 р, 3 з;
• 3 р, 2 з;
• 4 р, 1 з.

Такая инвариантность позволяет приспособить этот прибор к работе в составе любой схемы.

При размыкании создаётся два воздушных промежутка на каждый контакт, благодаря чему повышается их дугогасительная способность.

Это свойство важно при работе релейного аппарата в цепях отключения высоковольтных выключателей, соленоиды которых обладают большой индуктивностью и поддерживают напряжение электрической дуги при разрыве цепи. РП – 23 выпускается в различных модификациях для работы в оперативных цепях напряжением 24 В, 48 В, 110 В и 220 В

РП – 23 выпускается в различных модификациях для работы в оперативных цепях напряжением 24 В, 48 В, 110 В и 220 В.

РП – 25.

Внутренняя схема электрических соединений промежуточного реле этого типа аналогична РП – 23. Катушка РП – 25 предназначена для работы на переменном напряжении. Варианты исполнения оснащаются катушками на напряжение 100 В, 127 В или 220 В.

Рабочий ресурс электромагнитного механизма промежуточных реле РП – 23 и РП – 25 составляет 100000 срабатываний. Контактная группа выдерживает 10000 циклов замыкания – размыкания с полной электрической нагрузкой по току и напряжению.

Основные характеристики ЭМР

Подбор подходящего ЭМР производится с учетом его основных характеристик, к которым относятся:

1. Коммутируемая мощность (Рсом=Icom*Ucom). По мощности различают нормальные приборы (120 Вт < Рсом < 500 Вт), а также слаботочные реле (Рсом < 120 Вт) и силовые (контакторы), для которых Рсом > 500 Вт.
2. Время срабатывания (tср). Если tср< 50 мс, то прибор считается быстродействующим, а если tср > 150 мс, то это прибор замедленного действия.
3. Мощность срабатывания Рср. У высокочувствительных приборов Рср не превышает 0,01 Вт, а у чувствительных – 0,05 Вт.
4. Уставка – это значение тока, при котором реле срабатывает (ток срабатывания – Icр). Часто величину уставки можно перенастраивать.

Кроме того, при выборе ЭМР часто имеют значение и другие параметры прибора:

• ток отпускания (Iотп);
• сопротивление обмотки (R);
• время отпускания;
• частота коммутации.

Видео – Основные параметры электромагнитных реле

В таблице в качестве примера приведены паспортные характеристики ЭМР РЭС 9.

Таблица:

Параметр	Значение
Вид тока питания	Постоянный
Поляризация	Нейтральная
Число обмоток	1
Icp не более, мА	30
Iотп не менее, мА	5
R обмоток, Ом	550
Напряжение питания, В	27
Контакты	2
Макс. Ucom, В	30
Макс. Icom, А	3
tcp, мс	12
tотп, мс	7
R изоляции, МОм	200
Макс.R контактов, Ом	0,6
Материал контактов	Ср999.9
Надежность, циклов	10000
Траб, С	-60…80
Масса, г	20

Контакты реле

Как уже видно из обозначений, контакты реле могут быть в исходном состоянии (без подачи напряжения на обмотку) замкнутыми или разомкнутыми. Соответственно, они называются нормально замкнутыми (Normally Closed, NC) или нормально разомкнутыми (Normally Open, NO).

Очень часто контактная группа содержит и нормально замкнутый, и нормально разомкнутый контакт.

Это при подаче напряжение на обмотку контакты как бы меняются местами: нормально замкнутый становится разомкнутым, а нормально разомкнутый замыкается.

Такую совокупность нормально замкнутого и нормально разомкнутого контакта называют переключающим контактом.

В англоязычной литературе для описания контактов используются специальные аббревиатуры:

SPST (Single Pole, Single Throw) — один полюс, одно направление. Другими словами – это один нормально замкнутый или нормально разомкнутый контакт.

SPDT (Single Pole, Double Throw) — один полюс, два направления. Это комбинация нормально замкнутого и нормально разомкнутого контакта. Иными словами – переключающий контакт. При этом один из полюсов (контактов) называется общим (СOM), а другие – NC (с которым COM замкнут) и NO (с которым COM разомкнут).

DPST (Double Pole, Single Throw) — два полюса, одно направление. Это две группы контактов, комбинация из двух переключателей SPST, которые переключаются одновременно.

DPDT (Double Pole, Double Throw) — два полюса, два направления. Это также две группы контактов, комбинация из двух переключателей SPDT, которые переключаются одновременно.

В даташитах для обозначения контактов реле используются и другие обозначения:

• Form A – нормально разомкнутый контакт,
• Form B – нормально замкнутый контакт,
• Form C – переключающий контакт.

Перед буквой может стоять цифра, обозначающая количество групп контактов.

Так, например, 1А обозначает одну группу  из одного нормально разомкнутого контакта, 2В – две группы, каждая из которых имеет один нормально замкнутый контакт, 3С – три группы, каждая из которых имеет один переключающий контакт.

Схема устройства электромагнитного реле и принцип работы

Самое простое реле состоит из якоря, электромагнита (сердечник и обмотка), возвратной пружины и соединяющих конструкционных элементов: основания, каркаса, ярма. При поступлении тока срабатывает электромагнит и соединяет якорь с контактом, в результате этого действия электрическая цепь оказывается замкнутой. Если подача тока прекращается или его параметры снижаются ниже определенной величины, пружина возвращает якорь в первоначальное положение, размыкая цепь. В состав современных электромагнитных реле, наряду с обязательными элементами, входят резисторы, обеспечивающие более точную работу и конденсаторы для защиты от скачков напряжения.

Основные элементы электромагнитного реле

Электрические цепи, контролируемые посредством реле, называют управляемыми, а линию, по которой поступает сигнал — управляющей. В большинстве случаев релейные соединения выступают в качестве усилителя, так как замыкают мощные питающие электроцепи при помощи подачи незначительного напряжения. То, как работает реле, зависит также от его типа: постоянного или переменного тока. Для приборов переменного тока характерно срабатывание в зависимости от частоты входящего сигнала. Устройства постоянного тока переходят в рабочее положение в двух случаях:

• Поляризованные – проявляют чувствительность к полярности тока, в зависимости от того подается на управляющий контакт + или – якорь отклоняется в разные стороны;
• Нейтральные – при движении тока в обоих направлениях якорь отклоняется в одну сторону.

Более подробно о том, как работает реле, схема устройства, назначение всех элементов и область применения можно узнать из видео:

Watch this video on YouTube

Выводы и полезное видео по теме

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

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

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