Электромагнитное реле. Принцип действия. | LAZY SMART
В обычной жизни мы часто сталкиваемся с выключателями. Это всевозможные рубильники, кнопки, тумблеры — они позволяют управлять устройствами дискретно, проще говоря, включать и выключать их. Обычный выключатель представляет собой два контакта, которыми можно замкнуть или разомкнуть электрическую цепь. Дискретное управление различными устройствами в автоматическом режиме предполагает возможность включать и выключать их без участия человека. Именно для этой цели предназначено электромагнитное реле, и именно поэтому без него не обходится ни одна система автоматического управления.
Электромагнитное реле – устройство, имеющее группу контактов, которые меняют своё состояние на противоположное при подаче управляющего напряжения.
Рис. 1. Электромагнитное реле
Простыми словами, реле – это выключатель, который выключается не вручную человеком, а электрическим способом, с помощью подачи управляющего сигнала. Для того чтобы стало совсем понятно, рассмотрим принцип действия электромагнитного реле.
Принцип действия реле
Реле состоит из катушки, якоря и группы контактов.
Рис. 2
1 – проводники контактов реле, 2 – контакты реле, 3 – якорь, 4 – сердечник, 5 – катушка
Принцип действия реле чрезвычайно прост. Если подать на катушку управляющее напряжение, в ней возникнет магнитное поле и притянет якорь, который в свою очередь замкнёт контакты. На рис. 2 изображено реле с одной группой контактов, но в общем случае групп контактов может быть много. При возникновении в катушке магнитного поля, все они меняют своё положение на противоположное. Да, да! Именно на противоположное. Это означает, что изначально они могут быть не только разомкнуты, но и замкнуты.
Нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакт
Различают два основных вида контактов реле: нормально закрытые (НЗ) и нормально открытые (НО). Названия отражают состояние контактов в «нормальном», когда на катушке реле НЕТ напряжения. Нормально закрытые контакты замкнуты в нормальном состоянии, а нормально открытые – разомкнуты.
Ещё одни тип контактов – перекидные. Их нельзя назвать ни нормально закрытыми, ни нормально открытыми, поскольку они имеют и тот и другой контакт. При переключении реле, такой контакт размыкает одну цепь и замыкает другую. Это станет понятнее, когда мы посмотрим их графическое обозначение на схеме.
Обозначение
На электрических схемах реле обозначают как несколько отдельных элементов:
- катушка
- НЗ контакт
- НО контакт
- Перекидной
Условное деление на разные элементы вводится исключительно для удобства. Это позволяет размещать катушку и контакты в разных частях схемы, чтобы она получилась более компактной и читаемой. При этом все элементы одного реле обозначаются одним и тем же буквенным кодом, т.к. конструктивно – это один элемент.
Также для удобства некоторые элементы реле могут изображаться на схеме и совместно. Например, так может быть обозначена группа нормально открытых контактов:
Примеры
Пример 1. Нарисуем схему, которая реализует следующий алгоритм: если насос включен – горит зелёная лампочка, а если выключен – красная.
В тот момент, когда насос включается, внутри него замыкается концевик (нормально открытый контакт), который мы ввели в нашу схему. При этом на катушку реле K1 «приходит» напряжение – реле срабатывает, размыкая НЗ контакт К1.1, и красная лампочка гаснет. Одновременно с этим, при замыкании контакта внутри насоса, загорается зелёная лампочка.
Пример 2. Реализуем пример 1 с использованием перекидного контакта реле.
В этой схеме контакт реле K1.1 — перекидной. Когда реле в «нормальном» состоянии, горит красная лампа. При срабатывании реле K1.1 меняет своё состояние и зелёная лампа загорается.
lazysmart.ru
Устройство, схема и подключение промежуточного реле
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Промежуточные электромагнитные реле применяются во многих электронных и электрических схемах и предназначены для коммутации электрических цепей. Они используются для усиления и преобразования электрических сигналов; запоминания информации и программирования; распределения электрической энергии и управления работой отдельных элементов, устройств и блоков аппаратуры; сопряжения элементов и устройств радиоэлектронной аппаратуры, работающих на различных уровнях напряжений и принципах действия; в схемах сигнализации, автоматики, защиты и т.п.
Промежуточное электромагнитное реле представляет собой электромеханическое устройство, которое может коммутировать электрические цепи, а также управлять другим электрическим устройством. Электромагнитные реле делятся на реле постоянного и переменного тока.
Работа электромагнитного реле основана на взаимодействии магнитного потока обмотки и подвижного стального якоря, который намагничивается этим потоком. На рисунке показан внешний вид промежуточного реле типа РП-21.
1. Устройство реле.
Реле представляет собой катушку, обмотка которой содержит большое количество витков медного изолированного провода. Внутри катушки находится металлический стержень (сердечник), закрепленный на Г-образной пластине, называемой ярмом. Катушка и сердечник образуют электромагнит
, а сердечник, ярмо и якорь образуют магнитопровод реле.
Над сердечником и катушкой расположен якорь, выполненный в виде пластины из металла и удерживаемый при помощи возвратной пружины. На якоре жестко закреплены подвижные контакты, напротив которых расположены соответствующие пары неподвижных контактов. Контакты реле предназначены для замыкания и размыкания электрической цепи.
2. Как работает реле.
В исходном состоянии, пока на обмотку реле не подано напряжение, якорь под воздействием возвратной пружины находится на некотором расстоянии от сердечника.
При подаче напряжения в обмотке реле сразу начинает течь ток и его магнитное поле намагничивает сердечник, который преодолевая усилие возвратной пружины, притягивает якорь. В этот момент контакты, закрепленные на якоре, перемещаясь, замыкаются или размыкаются с неподвижными контактами.
После отключения напряжения ток в обмотке исчезает, сердечник размагничивается, и пружина возвращает якорь и контакты реле в исходное положение.
3. Контакты реле.
В зависимости от конструктивных особенностей контакты промежуточных реле бывают нормально разомкнутые
(замыкающие), нормально замкнутые (размыкающие) или перекидные.
3.1. Нормально разомкнутые контакты.
Пока напряжение питания не подано на катушку реле, его нормально разомкнутые контакты всегда разомкнуты. При подаче напряжения реле срабатывает и его контакты замыкаются, замыкая электрическую цепь. На рисунках ниже показана работа нормально разомкнутого контакта.
3.2. Нормально замкнутые контакты.
Нормально замкнутые контакты работают наоборот: пока реле обесточено, они всегда
3.3. Перекидные контакты.
У перекидных контактов при обесточенной катушке средний контакт, закрепленный на якоре, является общим и замкнут с одним из неподвижных контактами. При срабатывании реле средний контакт вместе с якорем перемещается в сторону другого неподвижного контакта и замыкается с ним, одновременно разрывая связь с первым неподвижным контактом. На рисунках ниже показана работа перекидного контакта.
Многие реле имеют не одну, а несколько контактных групп, что позволяет осуществлять управление несколькими электрическими цепями одновременно.
К контактам промежуточных реле предъявляются особые требования. Они должны иметь малое переходное сопротивление, большую износоустойчивость, малую склонность к привариванию, высокую электропроводность и большой срок службы.
В процессе работы контакты своими токоведущими поверхностями прижимаются друг к другу с определенным усилием, создаваемым возвратной пружиной. Токоведущая поверхность контакта, соприкасающаяся с токоведущей поверхностью другого контакта называется
Соприкосновение двух поверхностей происходит не по всей кажущейся площади, а лишь отдельными площадками, так как даже при самой тщательной обработке контактной поверхности на ней все равно будут оставаться микроскопические бугорки и шероховатости. Поэтому общая площадь соприкосновения будет зависеть от материала, качества обработки контактных поверхностей и усилия сжатия. На рисунке показаны контактные поверхности верхнего и нижнего контактов в сильно увеличенном виде.
В месте перехода тока с одного контакта в другой возникает электрическое сопротивление, которое называется переходным сопротивлением контакта. На величину переходного сопротивления существенное влияние оказывает величина контактного нажатия, а также сопротивление окисных и сульфидных пленок, покрывающих контакты, так как они являются плохими проводниками.
В процессе длительной работы поверхности контактов изнашиваются и могут покрываться налетами копоти, окисными пленками, пылью, непроводящими частицами. Также износ контактов может быть вызван механическими, химическими и электрическими факторами.
Механический износ происходит при скольжении и ударах контактных поверхностей. Однако главной причиной разрушения контактов являются электрические разряды, возникающие при размыкании и замыкании цепей в особенности цепей постоянного тока с индуктивной нагрузкой. В момент размыкания и замыкания на контактных поверхностях происходят явления плавления, испарения и размягчения контактного материала, а также перенос металла с одного контакта на другой.
В качестве материалов для контактов реле применяют серебро, сплавы твердых и тугоплавких металлов (вольфрам, рений, молибден) и металлокерамические композиции. Наибольшее применение получило серебро, обладающее малым контактным сопротивлением, высокой электропроводностью, хорошими технологическими свойствами и относительно невысокой стоимостью.
Следует помнить, что абсолютно надежных контактов нет, поэтому для повышения их надежности применяют параллельное и последовательное включение контактов: при последовательном включении контакты могут разорвать большой ток, а параллельное включение повышает надежность замыкания электрической цепи.
4. Электрическая схема реле.
На принципиальных схемах катушка электромагнитного реле изображается прямоугольником и буквой «К» с цифрой порядкового номера реле в схеме. Контакты реле обозначаются этой же буквой, но с двумя цифрами, разделенными точкой: первая цифра указывает на порядковый номер реле, а вторая на порядковый номер контактной группы этого реле. Если же на схеме контакты реле расположены рядом с катушкой, то их соединяют штриховой линией.
Запомните. На схемах контакты реле изображают в состоянии, когда на него напряжение еще не подано.
Электрическую схему и нумерацию выводов реле производитель указывает на крышке, закрывающей рабочую часть реле.
На рисунке видно, что выводы катушки обозначены цифрами 10 и 11, и что реле имеет три группы контактов:
7 — 1 — 4
8 — 2 — 5
9 — 3 — 6
Здесь же под электрической схемой указаны электрические параметры контактов, показывающие, какой максимальный ток они могут пропустить (коммутировать) через себя.
Контакты данного реле коммутируют переменный ток не более 5 А при напряжении 230 В, и постоянный ток не более 5 А при напряжении 24 В. Если же через контакты пропускать ток больше указанного, то они очень скоро выйдут из строя.
На некоторых типах реле производитель дополнительно нумерует выводы со стороны присоединений, что очень удобно.
Для удобства эксплуатации, замены и монтажа реле применяют специальные колодки, которые устанавливаются на стандартную DIN-рейку. В колодках предусмотрены отверстия для контактов реле и винтовые контакты для подключения внешних проводников. Винтовые контакты имеют нумерацию контактов, которая соответствует нумерации контактов реле.
Также на катушках реле указывают род тока и рабочее напряжение обмотки реле.
На этом пока закончим, а во второй части рассмотрим основные параметры и подключение электромагнитных реле, где на примерах простых схем разберем работу реле.
До встречи на страницах сайта.
Удачи!
Литература:
1. И. Г. Игловский, Г. В. Владимиров – «Справочник по электромагнитным реле», Л., Энергия, 1975 г.
2. М. Т. Левченко, П. Д. Черняев – «Промежуточные и указательные реле в устройствах релейной защиты и автоматики», Энергия, Москва, 1968, (Б-ка электромонтера, вып. 255).
3. В. Г. Борисов, – «Юный радиолюбитель», Москва, «Радио и связь» 1992 г.
sesaga.ru
Устройство, схема и подключение промежуточного реле. Часть 2
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем тему о промежуточном электромагнитном реле. В первой части статьи мы рассмотрели устройство, принцип работы, электрическую схему реле и обозначение реле на принципиальных электрических схемах, а в этой части рассмотрим основные параметры и схемы включения реле.
5. Основные параметры электромагнитных реле.
Основными параметрами, определяющими нормальную работоспособность реле и характеризующие эксплуатационные возможности, являются: 1. Чувствительность. 2. Ток (напряжение) срабатывания. 3. Ток (напряжение) отпускания. 4. Ток (напряжение) удержания. 5. Коэффициент запаса. 6. Рабочий ток (напряжение). 7. Сопротивление обмотки. 8. Коммутационная способность. 9. Износостойкость и количество коммутаций. 10. Количество контактных групп. 11. Временны́е параметры: время срабатывания, время отпускания, время дребезга контактов. 12. Вид нагрузки. 13. Частота коммутаций. 14. Электрическая изоляция.
Все эти параметры подробно приводятся в технических условиях (ТУ), справочниках или в руководствах по применению реле. Однако мы рассмотрим лишь некоторые из них, которыми, как правило, пользуются при повторении радиолюбительских конструкций.
1. Чувствительность реле определяется минимальной мощностью тока, подаваемой в обмотку реле и достаточной для приведения в движение якоря и переключения контактов. Чувствительность различных реле неодинаковая и зависит от конструкции реле и намоточных данных катушки. Чем меньше электрическая мощность тока, необходимая для срабатывания реле, тем реле чувствительнее. Как правило, обмотка более чувствительного реле содержит бо́льшее число витков и имеет бо́льшее сопротивление.
Однако в технической документации параметр чувствительность не указывается, а определяется как мощность срабатывания (Рср) и вычисляется из сопротивления обмотки и тока (напряжения) срабатывания:
2. Ток (напряжение) срабатывания определяет чувствительность реле при питании обмотки минимальным током или напряжением, при котором реле должно четко сработать и переключить контакты. А для их удержания в сработанном положении на обмотку подаются рабочие значения тока или напряжения.
Ток или напряжение срабатывания указывается в технической документации для нормальных условий и является контрольным параметром для проверки реле при их изготовлении и не является рабочим параметром.
3. Ток (напряжение) отпускания приводится в технической документации для нормальных условий и не является рабочим параметром. Отпускание реле (возвращение контактов в исходное состояние) происходит при снижении тока или напряжения в обмотке до значения, при котором якорь и контакты возвращаются в исходное положение.
4. Рабочий ток (напряжение) обмотки указывается в виде номинального значения с двухсторонними допусками, в пределах которых гарантируется работоспособность реле.
Верхнее значение рабочего тока или напряжения ограничивается в основном температурой нагрева провода обмотки, а нижнее значение определяется надежностью работы реле при снижении напряжения источника питания. При подаче на обмотку реле тока или напряжения в указанных пределах реле должно четко срабатывать.
5. Коммутационная способность контактов реле характеризуется величиной мощности, коммутируемой контактами. В технической документации коммутируемая мощность указывается верхним и нижним диапазоном коммутируемых токов и напряжений, в пределах которых гарантируется определенное число коммутаций (срабатываний).
Нижний предел токов и напряжений, коммутируемых контактами, ограничивается величиной переходного сопротивления материала, из которого выполнены контакты. Для большинства промежуточных электромагнитных реле нижним пределом является нагрузка контактов током 10 – 50 мкА при напряжении на контактах 10 – 50 мВ.
Верхним пределом токов и напряжений является нагрузка контактов максимальным коммутирующим током, предусмотренным в технической документации. Верхний предел ограничивается температурой нагрева контактов, при которой снижается механическая прочность контактных материалов, что может привести к нарушению рабочей поверхности.
6. Подключение промежуточных реле.
Схемы включения промежуточных реле практически ни чем не отличаются от схем включения контакторов и магнитных пускателей. Разница состоит лишь в мощности коммутируемой нагрузки. Если контакты промежуточных реле ограничены коммутационной мощностью контактов, составляющей около 5 А, то магнитные пускатели и контакторы способны коммутировать токи более 50 А и напряжения свыше 1000 В.
Разберем подключение реле на примере простых схем.
6.1. Схема с нормально разомкнутым контактом.
Схема питается от источника постоянного тока GB1 напряжением 12 В и состоит из кнопочного выключателя SB1, катушки реле KL1 и лампы накаливания HL1.
В исходном состоянии, когда контакты выключателя SB1 разомкнуты, напряжение питания на катушке реле KL1 отсутствует. Контакт реле KL1.1, стоящий в цепи питания лампы HL1, разомкнут, и на лампу не поступает напряжение.
При замыкании контактов выключателя SB1 напряжение от батареи GB1 поступает на обмотку реле KL1. Реле срабатывает, его контакт KL1.1 замыкается и включает лампу HL1.
При размыкании контактов выключателя SB1 движение тока через обмотку реле прекращается и реле возвращается в исходное положение.
6.2. Схема с нормально замкнутым контактом.
В исходном состоянии, когда контакты выключателя SB1 разомкнуты, реле KL1 обесточено, его нормально замкнутый контакт KL1.1 замкнут и напряжение питания 12 В поступает на лампу HL1. Лампа горит.
При замыкании контактов выключателя SB1 напряжение поступает на обмотку реле KL1. Реле срабатывает, его контакт KL1.1 размыкается и разрывает цепь питания лампы HL1. Лампа гаснет.
При размыкании контактов выключателя SB1 движение тока через обмотку реле прекращается и реле возвращается в исходное положение.
6.3. Схема с нормально замкнутым и нормально разомкнутым контактами.
В этой схеме используются сразу два контакта реле KL1.
В исходном состоянии, когда контакты выключателя SB1 разомкнуты, реле KL1 обесточено и его нормально разомкнутый контакт KL1.1 разомкнут, а нормально замкнутый KL1.2 замкнут. При этом лампа HL1 не горит, а лампа HL2 горит.
При замыкании контактов выключателя SB1 реле срабатывает и его контакт KL1.1 замыкается, а KL1.2 размыкается. Контакт KL1.1 замыкается и включает лампу HL1, а контакт KL1.2 размыкается и выключает лампу HL2.
При размыкании контактов выключателя SB1 движение тока через обмотку реле прекращается и реле возвращается в первоначальное положение.
Рассмотренная схема включения реле не обеспечивает гальваническую развязку между обмоткой реле и нагрузкой, так как они питаются от общего источника напряжения. Т.е. если необходимо коммутировать нагрузку, например, с рабочим переменным напряжением 220 В, то и реле необходимо использовать с обмоткой, рассчитанной на такое же рабочее напряжение. Если же разделить управление обмоткой и нагрузкой, то их можно применять с любым напряжением.
6.4. Схема с гальванической развязкой.
На схеме показаны две цепи – управляющая и исполнительная (силовая):
управляющая цепь питается напряжением 12 В и включает в себя источник постоянного тока GB1, кнопочный выключатель SB1 и катушку реле KL1;
исполнительная цепь, или ее еще называют силовой, питается переменным напряжением 220 В. В нее входят две лампы накаливания HL1 и HL2, рассчитанные на рабочее напряжение 220 В, и два контакта реле KL1.1 и KL1.2, служащие для управления лампами.
При замыкании контактов выключателя SB1 напряжение от батареи GB1 поступает на обмотку реле KL1. Реле срабатывает и его контакт KL1.1 замыкается, а KL1.2 размыкается. Контакт KL1.1 замыкаясь включает лампу HL1, а контакт KL1.2 размыкаясь выключает лампу HL2.
6.5. Схема технологической сигнализации.
А теперь рассмотрим схему технологической сигнализации, используемую в системах управления технологическими процессами. Работа такой схемы заключается в контролировании технологических параметров (температура, давление, уровень) и выдаче световой и звуковой информации об отклонении этих параметров за пределы заданных значений.
Для контроля за технологическими параметрами применяют специализированные датчики и приборы, например, сигнализаторы, электроконтактные манометры и т.д., контакты которых задействованы в схеме сигнализации. При выходе параметра за пределы допустимого значения контакт датчика или прибора замыкается или размыкается и этот сигнал запускает сигнализацию в работу.
Рассмотрим упрощенную схему с одним контролируемым параметром.
Схема состоит из двух кнопок SB1 и SB2, двух промежуточных реле KL1 и KL2, сирены HA1, лампы накаливания HL1 и контакта датчика Р1.
При отклонении технологического параметра от заданного значения замыкается контакт датчика Р1 и включаются световая и звуковая сигнализации. Световая сигнализация HL1 включается при срабатывании реле KL2, которое своим нормально разомкнутым контактом KL2.1 подает фазу А1 на лампу. Звуковая сигнализация НА1 включается через замкнутый контакт датчика Р1 и нормально разомкнутый контакт KL1.2. И пока контакт Р1 не разомкнется лампа будет светить, а сирена звенеть.
Чтобы сирена постоянно не звенела, ее отключают нажатием кнопки SB2. При этом фаза А1 через контакт Р1 и контакты кнопки SB2 поступит на катушку реле KL1. Реле сработает и своим нормально разомкнутым контактом KL1.1 встанет на самоподхват, а нормально замкнутым контактом KL1.2 разорвет цепь питания звонка НА1. При возвращении технологического параметра в норму контакт датчика Р1 разомкнется и схема сигнализации вернется в первоначальное состояние.
Для проверки работоспособности сигнализации предусмотрена кнопка SВ1. При ее нажатии фаза А1 через нормально замкнутый контакт KL1.2 поступает на сирену НА1 и сирена начинает звенеть. И одновременно фаза А1 поступает на катушку реле KL2, которое срабатывает и своим контактом KL2.1 включает лампу HL1.
И в дополнение к статье видеоролик о промежуточных реле.
Ну вот в принципе и все, что хотел сказать о промежуточных реле.
Удачи!
Литература:
1. И. Г. Игловский, Г. В. Владимиров – «Справочник по электромагнитным реле», Л., Энергия, 1975 г.
2. М. Т. Левченко, П. Д. Черняев – «Промежуточные и указательные реле в устройствах релейной защиты и автоматики», Энергия, Москва, 1968, (Б-ка электромонтера, вып. 255).
3. В. Г. Борисов, – «Юный радиолюбитель», Москва, «Радио и связь» 1992 г.
sesaga.ru
Реле
Реле часто применяется при монтаже охранного оборудования.
Рисунок 58. Устройство реле
На электрических схемах реле принято обозначать в виде этих двух частей. Пунктирной линией показана механическая связь между обмоткой и контактами.
Рисунок 59. Условное обозначение реле
Рисунок 57. Типовое пятиконтактное реле
Реле состоит из двух основных деталей — обмотки с сердечником (электромагнит) и группы контактов. Обе эти детали объединены в одном корпусе. При появлении напряжения на обмотке один из контактов реле притягивается к электромагниту и замыкается с другим. Одновременно может происходить размыкание с третьим контактом.
По типу и количеству контактов реле можно поделить на несколько групп.
1. Реле с замыкающими контактами. В исходном состоянии выходные контакты разомкнуты, ток через них не течет При срабатывании реле контакты замыкаются, и в цепи, куда реле включено, начинает протекать электрический ток. Такой тип контакта называют HP (нормально разомкнутый). В англоязычной литературе обозначается NO (normally-open).
Рисунок 60. Замыкающий контакт
2. Контакт может быть размыкающим. Пока реле не сработало, выходные контакты замкнуты. Ток через них беспрепятственно проходит, как через обычный проводник. При срабатывании реле контакты размыкаются, цепь разрывается, ток перестает течь. Контакт этого типа именуют НЗ (нормально замкнутый). Аналог в английском языке — NC (normally-closed).
Рисунок 61. Размыкающий контакт
3. Контакт может быть переключающим. В исходном состоянии замкнута одна из двух цепей, после срабатывания реле первая цепь разрывается, а вторая замыкается. Такое реле имеет один общий контакт для двух цепей, то есть цепи не являются независимыми. В англоязычной терминологии — СО (change-over) или DT (double-throw).
Рисунок 62. Переключающий контакт
Рисунок 63. Многоконтактное реле
Основные параметры реле, которые необходимо знать для правильного выбора при установке охранного оборудования:
- — допустимый ток, который реле может пропускать через свои выходные контакты;
- — тип выходных контактов (замыкающие, размыкающие, переключающие), количество этих контактов;
- — ток потребления реле, напряжение срабатывания;
- — габариты (что особенно актуально для выполнения незаметных блокировок).
Попробуем разобраться более детально с этими параметрами.
Допустимый ток, подаваемый на контакты, определяется как размерами самого реле, так и применяемыми в нем материалами. Например, в дорогих реле контакты помещены в герметичную капсулу, наполненную инертным газом. Это позволяет предотвратить окисление контактов, повысить его надежность. Если неправильно выбрать реле по мощности, то велик риск, что в самый ответственный момент оно выйдет из строя и повредит оборудование автомобиля. Например, превышение допустимых токов коммутации может привести к короткому замыканию, а превышение токов управления — к возгоранию.
Для управления несколькими независимыми друг от друга цепями одновременно есть реле, у которых не одна пара контактов, а две и больше.
Рисунок 64. Слаботочное реле
Тип выходных контактов определяется исходя из того, какую цепь и в какой момент времени требуется заблокировать. Например, нужно по команде с дополнительного выхода сигнализации открыть багажник. Мощности дополнительного канала не хватит, чтобы напрямую подключить его к активатору багажника. Поэтому необходимо использовать реле. Чтобы реле замыкало силовую цепь активатора только при появлении на дополнительном выходе сигнализации управляющего импульса, необходимо воспользоваться реле с парой замыкающих контактов. Работать это будет так: в исходном состоянии управляющего сигнала нет, реле обесточено, цепь активатора разомкнута. Как только появляется импульс, реле замыкает выходные контакты, через активатор течет ток, замок открывается.
Рисунок 65. Использование дополнительного реле для отпирания багажника
Ток потребления также важен, ведь неправильно выбранное по этому параметру реле может за короткое время посадить аккумулятор. Например, при установке сигнализации была сделана дополнительная блокировка двигателя при помощи обычного автомобильного 4-х контактного реле. При постановке на охрану оно включается и разрывает какую-нибудь значимую цепь (например, провод бензонасоса). Однако при таком включении через обмотку реле будет протекать ток. Хоть этот ток и мал (приблизительно 0,05 — 0,1 А), но 2 — 3 подобные блокировки могут выкачать из аккумулятора всю энергию менее, чем за 3 недели простоя.
В данном случае следует использовать другую схему блокировки (реле будет разрывать защищаемую цепь только при включении зажигания).
Рисунок 66. Схема блокировки
Реле можно условно поделить на неполяризованные и поляризованные. Неполяризованное реле, как правило, большое по габаритам, потребляет больший ток и способно коммутировать большую нагрузку
Например, типичное автомобильное неполяризованное реле потребляет ток 0,1 А и способно коммутировать ток до 40 А.
Рисунок 67. Неполяризованное автомобильное реле
Поляризованное реле имеет два устойчивых состояния и потребляет ток только в момент переключения. Коммутировать это реле может до 10 А. Сейчас поляризованные реле используются редко, в большинстве случаев их можно заменить на логические микросхемы.
При срабатывании в обмотке крупных реле возникают выбросы тока самоиндукции, которые могут быть довольно существенными. Чтобы эти выбросы не приводили к сбоям в работе сигнализации, настоятельно рекомендуется обмотку любого реле шунтировать диодом, то есть припаивать выпрямительный диод между двумя входными контактами таким образом, чтобы анод диода был соединен с массой, а катод — с контактом, на котором появляется плюс. В этом случае диод не будет оказывать влияния на управляющий сигнал, так как при обратном напряжении сопротивление диода очень велико. При возникновении индукционного выброса весь ток пройдет через диод, и будет им погашен.
Рисунок 68. Включение защитного диода
Рисунок 69. Схема-подсказка «Реле»
instalator.ru
принцип работы, управление и схемы
В данной статье поговорим про твердотельное реле, обозначим его преимущество перед механическим реле. Рассмотрим управление и подключение твердотельного реле, принцип его работы и конструкцию, а так же разберем различные схемы.
Описание
В отличие от электромеханических реле (EMR), которые используют катушки, магнитные поля, пружины и механические контакты для управления и переключения питания, твердотельное реле или SSR не имеет движущихся частей, но вместо этого использует электрические и оптические свойства полупроводниковых полупроводников, выполняет его вход в функции изоляции и переключения выхода.
Как и обычные электромеханические реле, твердотельные реле обеспечивают полную электрическую изоляцию между их входными и выходными контактами, а его выход действует как обычный электрический переключатель в том смысле, что он имеет очень высокое, почти бесконечное сопротивление в непроводящем (разомкнутом) и очень низком сопротивлении при проведении. Твердотельные реле могут быть предназначены для переключения как переменного, так и постоянного тока с помощью SCR, триак или переключающего транзисторного выхода вместо обычных механических нормально разомкнутых контактов. Купить твердотельное реле на Алиэкспресс:
В то время как твердотельное реле и электромеханическое реле в основном схожи в том, что их низковольтный вход электрически изолирован от выхода, который переключает и контролирует нагрузку, электромеханические реле имеют ограниченный жизненный цикл контакта, могут занимать много места и имеют более низкие скорости переключения, особенно большие силовые реле и контакторы. Твердотельные реле не имеют таких ограничений.
Таким образом, основные преимущества твердотельных реле по сравнению с обычными электромеханическими реле состоят в том, что у них нет движущихся частей, изнашиваемых, и, следовательно, нет проблем с отскоком контактов, они могут переключать «ВКЛ» и «ВЫКЛ» гораздо быстрее, чем механические реле может двигаться, а также включаться при нулевом напряжении и отключаться при нулевом токе, что устраняет электрические помехи и переходные процессы.
Полупроводниковые реле можно купить в стандартных готовых комплектах, от нескольких вольт или ампер до многих сотен вольт и ампер выходной коммутационной способности. Однако твердотельные реле с очень высоким номинальным током (плюс 150 А) все еще слишком дороги для покупки из-за их требований к силовым полупроводникам и теплоотдаче, и, как таковые, все еще используются более дешевые электромеханические контакторы.
Подобно электромеханическому реле, небольшое входное напряжение, обычно от 3 до 32 вольт постоянного тока, может использоваться для управления очень большим выходным напряжением или током, например 240В, 10А. Это делает их идеальными для взаимодействия микроконтроллеров, PIC и Arduino, так как слаботочный 5-вольтный сигнал, скажем, от микроконтроллера или логического вентиля, может использоваться для управления конкретной нагрузкой цепи, и это достигается с помощью опто-изолятора.
Принцип работы и конструкция твердотельного реле
Одним из основных компонентов твердотельного реле (SSR) является оптоизолятор (также называемый оптопарой), который содержит один (или более) инфракрасный светодиод или светодиодный источник света, а также фоточувствительное устройство в один случай. Оптоизолятор изолирует вход от выхода.
Светодиодный источник света подключен к входной секции SSR и обеспечивает оптическую связь через зазор с соседним фоточувствительным транзистором, парой Дарлингтона или симистором. Когда ток проходит через светодиод, он загорается, и его свет фокусируется через зазор на фототранзистор / фототриак.
Таким образом, выход оптронного SSR включается при включении этого светодиода, как правило, с помощью низковольтного сигнала. Поскольку единственным входом между входом и выходом является луч света, высоковольтная изоляция (обычно несколько тысяч вольт) достигается с помощью этой внутренней оптоизоляции.
Оптоизолятор не только обеспечивает более высокую степень изоляции входов / выходов, он также может передавать сигналы постоянного тока и низкочастотные сигналы. Кроме того, светодиод и фоточувствительное устройство могут быть полностью отделены друг от друга и оптически связаны с помощью оптического волокна.
Входная схема SSR может состоять только из одного ограничивающего ток резистора, включенного последовательно со светодиодом оптоизолятора, или из более сложной цепи с выпрямителем, регулированием тока, защитой от обратной полярности, фильтрацией и т.д.
Чтобы активировать или включить «ВКЛ» проданное реле состояния в проводимость, на его входные клеммы должно быть приложено напряжение, превышающее его минимальное значение (обычно 3 В постоянного тока) (эквивалентно катушке электромеханического реле). Этот сигнал постоянного тока может быть получен от механического переключателя, логического вентиля или микроконтроллера, как показано ниже.
Входная цепь постоянного тока твердотельного реле
При использовании в качестве сигнала активации механических контактов, переключателей, кнопок, других контактов реле и т.д., используемое напряжение питания может быть равно минимальному значению входного напряжения SSR, тогда как при использовании твердотельных устройств, таких как транзисторы, вентили и микро-контроллеры, минимальное напряжение питания должно быть на один или два вольт выше напряжения включения SSR для учета внутреннего падения напряжения коммутационных аппаратов.
Но помимо использования напряжения постоянного тока, либо ослабления, либо источника, для переключения твердотельного реле в проводящее состояние, мы также можем использовать синусоидальную форму волны, добавив мостовой выпрямитель для двухполупериодного выпрямления и схему фильтра на вход постоянного тока.
Входная цепь переменного тока твердотельного реле
Мостовые выпрямители преобразуют синусоидальное напряжение в двухполупериодные выпрямленные импульсы с удвоенной входной частотой. Проблема здесь заключается в том, что эти импульсы напряжения начинаются и заканчиваются с нуля вольт, что означает, что они упадут ниже минимальных требований к напряжению при включении порога входа SSR, в результате чего выход будет «включаться» и «выключаться» в каждом полупериоде.
Чтобы преодолеть это беспорядочное срабатывание на выходе, мы можем сгладить выпрямленную рябь, используя сглаживающий конденсатор (C1) на выходе мостового выпрямителя. Эффект зарядки и разрядки конденсатора повысит постоянную составляющую выпрямленного сигнала выше максимального значения напряжения включения на входе твердотельных реле. Тогда, даже если используется постоянно изменяющаяся синусоидальная форма волны напряжения, входной сигнал SSR видит постоянное напряжение постоянного тока.
Значения резистора падения напряжения R 1 и сглаживающего конденсатора C 1выбираются в соответствии с напряжением питания, 120 В переменного тока или 240 В переменного тока, а также входным сопротивлением твердотельного реле. Но что-то около 40 кОм и 10 мкФ подойдет.
Затем с добавлением этой мостовой выпрямителя и сглаживающей конденсаторной цепи можно управлять стандартным твердотельным реле постоянного тока, используя источник переменного или неполяризованного постоянного тока. Конечно, производители уже производят и продают входные твердотельные реле переменного тока (обычно от 90 до 280 В переменного тока).
Выход твердотельного реле
Возможности переключения выхода твердотельного реле могут быть как переменного, так и постоянного тока, аналогичными его требованиям к входному напряжению. Выходная цепь большинства стандартных твердотельных реле сконфигурирована для выполнения только одного типа переключающего действия, дающего эквивалент нормально разомкнутого однополюсного однополюсного (SPST-NO) режима работы электромеханического реле.
Для большинства твердотельных реле постоянного тока обычно используются твердотельные коммутационные устройства — силовые транзисторы, Дарлингтона и MOSFET, тогда как для твердотельного реле переменного тока, коммутационные устройства — это симисторные или двухсторонние тиристоры. Тиристоры предпочтительны из-за их высокого напряжения и тока. Один тиристор также может использоваться в схеме мостового выпрямителя, как показано на рисунке.
Наиболее распространенным применением твердотельных реле является переключение нагрузки переменного тока, будь то управление мощностью переменного тока для включения / выключения, затемнение света, управление скоростью двигателя или другие подобные приложения, где необходимо управление мощностью, эти нагрузки переменного тока может легко управляться с помощью постоянного тока низкого напряжения с помощью твердотельного реле, обеспечивающего длительный срок службы и высокие скорости переключения.
Одним из самых больших преимуществ твердотельных реле по сравнению с электромеханическим реле является его способность выключать «переменные» нагрузки переменного тока в точке нулевого тока нагрузки, тем самым полностью устраняя искрение, электрический шум и отскок контактов, связанные с обычными механическими реле и индуктивными нагрузками.
Это связано с тем, что твердотельные реле переключения переменного тока используют SCR и триак в качестве выходного переключающего устройства, которое продолжает проводить после удаления входного сигнала до тех пор, пока переменный ток, протекающий через устройство, не опустится ниже своего порогового значения или не сохранит значение тока. Тогда выход SSR никогда не сможет выключиться в середине пика синусоидальной волны.
Отключение при нулевом токе является основным преимуществом использования твердотельного реле, поскольку оно уменьшает электрические помехи и обратную эдс, связанные с переключением индуктивных нагрузок, которые видятся как искрение контактами электромеханического реле. Рассмотрим диаграмму формы выходного сигнала ниже типичного твердотельного реле переменного тока.
Форма выходного сигнала твердотельного реле
При отсутствии входного сигнала ток нагрузки не протекает через SSR, поскольку он фактически выключен (разомкнут), а выходные клеммы видят полное напряжение питания переменного тока. При применении входного сигнала постоянного тока, независимо от того, какую часть синусоидального сигнала, положительного или отрицательного, проходит цикл, из-за характеристик переключения SSR при нулевом напряжении, выход включается только тогда, когда сигнал пересекает нулевую точку.
Когда напряжение питания увеличивается в положительном или отрицательном направлении, оно достигает минимального значения, необходимого для полного включения выходных тиристоров или симистора (обычно менее чем около 15 вольт). Падение напряжения на выходных клеммах SSR соответствует падению напряжения переключающего устройства V T (обычно менее 2 вольт). Таким образом, любые высокие пусковые токи, связанные с реактивными или ламповыми нагрузками, значительно снижаются.
Когда сигнал входного напряжения постоянного тока удаляется, выход не отключается внезапно, так как после срабатывания проводимости тиристор или триак, используемый в качестве переключающего устройства, остается включенным в течение оставшейся части полупериода, пока токи нагрузки не упадут ниже удерживающих устройств тока, в этот момент он выключается. Таким образом, высокая обратная ЭДС dv / dt, связанная с переключением индуктивных нагрузок в середине синусоиды, значительно снижается.
Тогда основными преимуществами твердотельного реле переменного тока над электромеханическим реле является его функция пересечения нуля, которая включает SSR, когда напряжение нагрузки переменного тока близко к нулю вольт, таким образом подавляя любые высокие пусковые токи, поскольку ток нагрузки всегда будет запускаться от точки, близкой к 0 В, и присущей нулевой характеристике отключения тока тиристора или симистора. Поэтому существует максимально возможная задержка выключения (между удалением входного сигнала и отключением тока нагрузки) в один полупериод.
Фазорегулирующее твердотельное реле
Хотя твердотельные реле могут выполнять прямое переключение нагрузки при пересечении нуля, они также могут выполнять гораздо более сложные функции с помощью цифровых логических схем, микропроцессоров и модулей памяти. Другое превосходное применение твердотельного реле — в устройствах с диммером ламп, будь то дома, для шоу или концерта.
Твердотельные реле с ненулевым включением (мгновенное включение) включаются сразу после подачи входного управляющего сигнала, в отличие от SSR пересечения нуля, который выше, и ожидает следующей точки пересечения нуля синусоидальной волны переменного тока. Это случайное переключение при пожаре используется в резистивных устройствах, таких как диммер ламп, и в устройствах, в которых нагрузка должна подаваться только в течение небольшой части цикла переменного тока.
Форма сигнала с произвольным переключением
Хотя это позволяет контролировать фазу сигнала нагрузки, основная проблема случайного включения SSR заключается в том, что начальный скачок тока нагрузки в момент включения реле может быть высоким из-за переключающей мощности SSR, когда напряжение питания составляет близко к своему пиковому значению (90 o ). Когда входной сигнал удаляется, он перестает проводить, когда ток нагрузки падает ниже тока тиристоров или триаков, как показано на рисунке. Очевидно, что для твердотельного реле постоянного тока действие включения-выключения является мгновенным.
Твердотельное реле идеально подходит для широкого диапазона применений ВКЛ / ВЫКЛ переключения , поскольку они не имеют подвижных частей или контактов в отличие от электромеханического реле (ЭМР). Существует много различных коммерческих типов на выбор для входных сигналов управления переменного и постоянного тока, а также для переключения выходов переменного и постоянного тока, так как они используют полупроводниковые переключающие элементы, такие как тиристоры, триаки и транзисторы.
Но используя комбинацию хорошего оптоизолятора и симистора, мы можем сделать наше собственное недорогое и простое твердотельное реле для управления нагрузкой переменного тока, такой как нагреватель, лампа или соленоид. Поскольку для работы оптоизолятора требуется только небольшое количество входной / управляющей мощности, управляющий сигнал может поступать от PIC, Arduino, Raspberry PI или любого другого такого микроконтроллера.
Пример твердотельного реле
Предположим, нам нужен микроконтроллер с сигналом порта цифрового выхода всего лишь +5 В для управления нагревательным элементом 120 В переменного тока, 600 Вт. Для этого мы могли бы использовать опто-триационный изолятор MOC 3020, но внутренний триак может пропускать только максимальный ток (I TSM ) в пике 1 А на пике источника переменного тока 120 В, поэтому необходимо также использовать дополнительный переключающий триак.
Сначала давайте рассмотрим входные характеристики оптоизолятора MOC 3020 (доступны другие опто-триаки). Спецификация оптоизоляторов говорит нам, что прямое напряжение (V F ) падения входного светодиода составляет 1,2 В, а максимальный прямой ток (I F ) составляет 50 мА.
Светодиоду требуется около 10 мА, чтобы он мог достаточно ярко светиться до максимального значения 50 мА. Однако порт цифрового выхода микроконтроллера может выдавать максимум 30 мА. Тогда значение требуемого тока лежит где-то между 10 и 30 миллиампер. Следовательно:
Таким образом, можно использовать резистор для ограничения последовательного тока со значением от 126 до 380 Ом. Поскольку порт цифрового выхода всегда переключается на +5 В и для уменьшения рассеивания мощности через светодиод оптопары мы выберем предпочтительное значение сопротивления 240 Ом. Это дает светодиодный прямой ток менее 16 мА. В этом примере подойдет любое предпочтительное значение резистора между 150 Ом и 330 Ом.
Нагрузка нагревательного элемента составляет 600 Вт. Использование 120 В переменного тока даст нам ток нагрузки 5 ампер (I = P / V). Поскольку мы хотим управлять этим током нагрузки в обоих полупериодах (все 4 квадранта) формы сигнала переменного тока, нам потребуется триак переключения сети.
BTA06 — это симистор 600 В на 6 ампер (I T (RMS) ), подходящий для общего / двухпозиционного переключения нагрузок переменного тока, но подойдет любой аналогичный симистор с номинальным напряжением 6–8 ампер. Кроме того, для этого переключающего триака требуется только 50 мА привода затвора для запуска проводимости, что намного меньше максимального значения 1 А для оптоизолятора MOC 3020.
Учтите, что выходной триак оптоизолятора включился при пиковом значении (90 o ) среднеквадратичного напряжения питания 120 В переменного тока. Это пиковое напряжение имеет значение: 120 x 1,414 = 170Vpk. Если максимальный ток опто-триаков (I TSM ) составляет 1 А, то минимальное значение требуемого последовательного сопротивления составляет 170/1 = 170 Ом или 180 Ом до ближайшего предпочтительного значения. Это значение 180 Ом будет защищать выходной триак оптопары, а также затвор триака BTA06 при питании 120 В переменного тока.
Если симистор оптоизолятора включается при значении пересечения нуля (0 o ) среднеквадратичного переменного напряжения питания 120 В , то минимальное напряжение, необходимое для подачи требуемого тока возбуждения затвора 50 мА, заставляющего переключающий триак в проводимость, будет: 180 Ом х 50 мА = 9,0 вольт. Затем симистор срабатывает, когда синусоидальное напряжение Gate-to-MT1 превышает 9 вольт.
Таким образом, минимальное напряжение, требуемое после точки пересечения нуля формы сигнала переменного тока, должно составлять 9 вольт, при этом рассеяние мощности в этом последовательном затворном резисторе очень мало, поэтому можно безопасно использовать резистор номиналом 0,5 Ом с сопротивлением 0,5 Ом и номиналом 0,5 Вт. Рассмотрим схему ниже.
Схема реле переменного тока
Этот тип конфигурации оптопары формирует основу очень простого применения твердотельного реле, которое может использоваться для управления любой нагрузкой от сети переменного тока, такой как лампы и двигатели. Здесь мы использовали MOC 3020, который является изолятором со случайным переключением. Опто-триачный изолятор MOC 3041 имеет те же характеристики, но со встроенным обнаружением пересечения нуля, позволяющим нагрузке получать полную мощность без больших пусковых токов при переключении индуктивных нагрузок.
Диод D 1 предотвращает повреждение из-за обратного подключения входного напряжения, в то время как резистор 56 Ом (R 3 ) шунтирует любые токи di / dt при отключенном симисторе, устраняя ложные срабатывания. Он также связывает терминал затвора с MT1, обеспечивая полное отключение симистора.
Если используется входной сигнал ШИМ с широтно-импульсной модуляцией, частота переключения ВКЛ / ВЫКЛ должна быть установлена не более 10 Гц для нагрузки переменного тока, иначе выходное переключение этой полупроводниковой релейной цепи может не выдержать.
meanders.ru
Электромагнитное реле | Практическая электроника
Электромагнитное реле представляют из себя изделие радиотехнической промышленности, которое используется для коммутации электрического тока.
Электромагнит
Думаю, все уже в курсе , что поле – это не только гектары земли с пшеницей, картошкой, коноплей 🙂
В нашей жизни существуют еще и другие виды полей, невидимые для человеческого глаза. Это может быть гравитационное, электрическое или даже магнитное поле. Давайте рассмотрим, что же из себя представляет магнитное поле?
Магнитное поле образуется вокруг любого куска магнита. Не зависимо от размеров этого кусочка, этот магнит всегда будет иметь два полюса: северный (N – North) и южный (S – South). Стрелки магнитного поля начинаются с Севера и заканчиваются на Юге, но они нигде не разрываются. Даже в самом магните (доказано наукой). Как вы знаете, Земля – это тот же самый кусочек магнита очень большого размера. Она также имеет эти два полюса, покрытые льдинами. На полюсах Земли, как вы знаете, компас не работает.
Но самый смак заключается в том, что провод, по которому течет электрический ток, вокруг себя образует то же самое магнитное поле как и простой магнит. Буквой I отмечают направление тока, а В – это линии магнитного поля. Они представляют собой замкнутые круги.
Направление линий магнитного поля определяется правилом буравчика
Даже не знаю, кто первый придумал навернуть провод пружиной и пропустить через него электрический ток, но это того стоило.
В результате этого получили нечто иное, как соленоид. Если на концы такого соленоида подать электрический ток, то он будет обладать магнитными свойствами! Правильнее было бы его назвать электромагнит. Смотрите, сколько силовых линий образуется в соленоиде, при подаче на его концы электрического тока!
А если обмотать какую-нибудь железяку этими витками и подать на них напряжение, то эта железяка станет электромагнитом и будет притягивать к себе металлические предметы.
Электромагнитное реле
Дело как раз в том, что принцип электромагнита используется в очень важном электротехническом изделии: в электромагнитном реле.
Возьмем простое электромагнитное реле
Давайте же посмотрим, что на нем написано:
TDM ELECTRIC – видимо производитель. РЭК 78/3 – название реле. Дальше идет самое интересное. Мы видим какие то полоски и цифры. Контакты с 1 по 9 – это и есть коммутационные контакты реле, 10 и 11 – это катушка реле.
Теперь обо всем по порядку. Реле состоит из коммутационных контактов. Что значит словосочетание “коммутационные контакты”? Это контакты, которые осуществляют переключение. Катушка – это медный провод, намотанный на цилиндрическую железку. В результате, соленоид превращается в электромагнит, если на его концы подать напряжение.
Еще чуть ниже мы видим такие надписи, как 5А/230 В~ и 5А 24 В=. Это максимальные параметры, которые могут коммутировать контакты реле. Эти параметры желательно не превышать и брать с большим запасом. Иначе при превышении допустимых параметров контакты реле могут обгореть, либо полностью выгореть, что в свою очередь приведет к полному выходу из строя электромагнитного реле.
Когда напряжение на катушку мы НЕ подаем, то контакт 1 соединяется с 7, 2 с 8, 3 с 9
Иными словами, если достать мультиметр, то можно прозвонить контакты 1 и 7, 2 и 8, 3 и 9. Мультиметр должен показать 0 Ом.
Если же мы подаем напряжение на катушку, то группа контактов перебрасывается. В результате соединяется 4 с 7, 5 с 8, 6 с 9.
Какое же напряжение подавать на катушку? На катушке уже есть ответ. Написано 12 VDC. DC – это постоянный ток, АС – переменный. Значит, на катушку подаем 12 Вольт постоянного тока.
С другой стороны мы видим те самые контакты. Слева-направо и сверху-вниз идет нумерация контактов:
Как работает электромагнитное реле
Но как же так оно работает? Все оказывается очень просто. Давайте внимательно рассмотрим фото ниже:
При подаче на катушку напряжения, ярмо притягивается к электромагниту. На ярме находится коммутационный контакт и он движется вслед за ярмом. В результате этого, “пипочка” на коммутационном контакте перебрасывается на нижний контакт и происходит переключение.
При пропадании напряжения на катушке, пружинка оттягивает ярмо назад и реле принимает свой первозданный вид.
Как проверить реле
Давайте же проверим реле с помощью мультиметра и блока питания. Прозваниваем контакт 1 и 7 и смотрим, что у нас они звонятся, значит эти контакты соединены. Видно даже визуально.
Подаем напряжение на катушку 12 Вольт с блока питания и смотрим, что у нас получилось.
В результате у нас ярмо “приклеилось” к электромагниту (катушке) и потянула за собой коммутационный контакт. Цепь 1 и 7 у нас оборвалась, но зато восстановилась цепь контактов 7 и 4. Вот таким образом проверяются контакты реле.
Если контакты с налетом, то следует протереть их карандашным ластиком. Если прилично поджарились, а другого реле под рукой нет, то здесь поможет только шкурка-микронка. Но этот случай уже критический, так как наждачная бумага сдирает тонкий слой из благородного металла, которым покрыты “пипочки”.
Целостность катушки реле проверяется с помощью мультиметра в режиме омметра. Для этого проверяем сопротивление катушки. Оно зависит от самого реле. У всех оно разное. Если сопротивления нет или оно очень маленькое – порядка пару Ом, то значит в катушке либо обрыв, либо короткое замыкание.
На схемах электромагнитные реле обозначаются вот так:
Также контакты обозначают уже просто цифрами. В данном случае:
11 – это общий контакт
11-12 – это нормально замкнутые контакты
11-14 – нормально разомкнутые контакты
Прямоугольником обозначается сама катушка реле, а выводы катушки обозначаются буквами A1 и A2.
При подаче напряжения на катушку в данном реле у нас контакт перекинется, то есть картина будет выглядеть следующим образом:
Без подачи напряжения:
После подачи напряжения:
Плюсы и минусы реле
Плюсы реле
- Управляемое напряжение и управляющее напряжение никак не связаны между собой. Выражаясь домашним языком – напряжение на катушке никак не связано с напряжением на контактах реле. Они гальванически развязаны, что делает реле безопасным устройством для человека и самой аппаратуры в электро- и радиопромышленности.
- коммутируемые токи могут достигать сотни ампер у промышленных видов реле (пускатели, контакторы)
- большой срок службы при правильной эксплуатации. До сих пор на некоторых зарубежных станках ЧПУ стоят реле 70-ых годов, чьи коммутационные контакты выглядят почти как новые.
- неприхотливость в работе и надежность. Реле до сих пор используются в средствах автоматического управления (САУ), так как они неприхотливы и готовы работать безотказно, хотя уже давненько разработаны твердотельные реле (ТТР), которые опережают простые электромагнитные реле по многим параметрам.
Минусы реле
- время задержки срабатывания, в течение которого коммутационный контакт “летит” с одного контакта до другого. В очень быстродействующей аппаратуре реле не применяются. Производители обеспечивают электротехническую промышленность различными видами реле и других устройств на их принципе.
- щелкающий звук при переключении. Кого-то он может раздражать, особенно если реле будет очень часто срабатывать.
- габариты даже самого маленького электромагнитного реле достаточно много занимают место на печатной плате.
Не знаете, где можно купить нужное вам электромагнитное реле? Вот каталог, где вы найдете подходящее по параметрам реле для своих нужд 😉
www.ruselectronic.com
принцип действия, сферы применения и технические параметры
Содержание статьи:
Промежуточное реле – часть электронного устройства, используемая в электрических и электронных схемах для преобразования и усиления электрических сигналов, размыкания и замыкания цепей. Аппарат координирует работу блоков аппаратуры, отдельных элементов, мощных устройств. Используется практически во всех отраслях промышленности и бытовой технике.
Назначение промежуточного реле
Промежуточное реле – устройство, обеспечивающее работу нескольких электрических цепей
Это вспомогательное устройство, которое призвано контролировать действие различных станков и комплексов. Обеспечивает работу сразу нескольких электрических цепей, когда необходимо произвести одновременную коммутацию разных контактов.
Например, один из контактов должен выдать на экран реле аварийный сигнал, а другой – выполнить выключение. Либо с помощью одного соединения происходит запуск станка, другое производит выключение иной части устройства.
А также промежуточное реле (РП) применяют для замедления реакции при необходимых высоких нагрузках. Для контроля основного реле, которое коммутирует большие значения силы тока в условиях высокого напряжения.
Промежуточным реле называют потому, что в цепи управления оно находится между источником импульса, которым управляет, и силовыми исполнительными цепями.
Устройство РП
Конструкция промежуточного реле
Конструкция устройства зависит от производителя и может изменяться в соответствии с назначением. Стандартный прибор состоит из следующих узлов:
- электромагнитная катушка с сердечником;
- магнитопровод;
- пружинный механизм;
- группа контактов.
Обмотка катушки содержит большое количество витков изолированного медного провода. Внутри расположен металлический сердечник, который закреплен Г-образной пластиной (ярмо). Над катушкой установлена пластина или якорь. Он выполнен из металла и удерживается возвратной пружиной. Подвижные контакты закреплены на якоре. Пара неподвижных контактов расположена напротив. Сердечник и катушка вместе образуют электромагнит. Такие детали, как ярмо, сердечник, и якорь – это составные части магнитопровода.
РП могут быть рассчитаны как на постоянный, так и переменный ток, с напряжением от 12 до 220 вольт. Внешне приборы ничем не отличаются. Устройство, работающее на постоянном токе, имеет цельный магнитопровод. Если он набран из отдельных пластин, прибор предназначен для работы с переменным током не выше 10 ампер.
Для удобства монтажа устройства используют своеобразные колодки, что позволяет установить реле промежуточное на 220В на дин-рейку. В приспособлении имеются отверстия под контакты реле, а также контактные винты, чтобы подключить внешние проводники. Как входные, так и выходные контакты имеют одинаковую нумерацию.
Виды промежуточных реле
Промежуточное реле на Din-рейку
По конструкции они разделяются на реле электромагнитные промежуточные или механические и электронные приборы. Механические реле могут работать в разных условиях. Это долговечные и надежные приборы, но недостаточно точные. Поэтому чаще в цепь монтируют их аналоги – электронные реле на дин-рейку. Также реле можно установить на ровную поверхность. Для этого фиксаторы замков нужно раздвинуть.
По назначению устройства делятся на следующие категории.
- Комбинированные взаимозависимые приборы, функционирующие в группе.
- Логические устройства, которые работают на микропроцессорах в цепи с цифровыми реле.
- Измерительные, с механизмом подстройки, срабатывающие на определенный уровень сигнала.
По способу работы РП бывают прямые, которые непосредственно размыкают или замыкают цепь, и косвенные, работающие вместе с другими устройствами. Они не размыкают цепь сразу после поступившего сигнала.
Есть приборы максимального типа переключения, когда срабатывание происходит в момент увеличения порогового значения параметра цепи. Минимальный тип срабатывает во время снижения характеристик.
По способу подключения в цепь есть первичные, которые можно подключать в цепь напрямую. Вторичные устанавливают через катушки индуктивности или конденсаторы.
Есть группа реле защиты, по принципу действия похожих на промежуточные. Различают полупроводниковые приборы, индукционные, поляризационные и электромагнитные. Например, устройство контроля фаз – реле kv.
Принцип работы
Схема управления асинхронным двигателем с применением промежуточного реле
Основа функционирования – слаженное взаимодействие магнитного потока катушки и подвижного якоря, который этим потоком намагничивается. Якорь удерживается пружиной и не касается сердечника, пока на обмотку не будет подано напряжение.
Когда начинает проходить ток, магнитное поле намагничивает сердечник. Он притягивает якорь, форсируя натяжение пружины. Подвижные контакты на якоре перемещаются, замыкаясь или размыкаясь с неподвижными контактами. После отключения напряжения ток исчезает, сердечник размагничивается, возвратная пружина возвращает якорь и контакты в исходное положение.
Применительно к назначению реле контакты могут быть нормально разомкнутые, нормально замкнутые и перекидные. Один прибор может иметь сразу несколько групп контактов. Такая конструкция позволяет одновременно управлять несколькими электрическими цепями.
К контактам предъявляются особые требования. Они должны обладать хорошей электропроводностью, низким переходным сопротивлением, без склонности к привариванию, а также иметь большую износоустойчивость и длительный срок работы.
Изготавливают контакты из сплава твердых и тугоплавких металлов, металлокерамических составов. Чаще их делают из серебра. Материал имеет низкое сопротивление, высокую электропроводность, неплохие технологические свойства, к тому же он сравнительно недорогой.
На схемах катушка реле обозначается в виде прямоугольника с буквой «К» и порядковым номером. Контакты прописываются такой же буквой, но с двумя цифрами. Из них первая означает порядковый номер реле, а вторая – номер контактной группы, к которой оно относится. Цифры прописываются через точку. Контакты соединяются прямой штриховой линией, если они расположены рядом.
Контакты на схеме изображаются при условии, что на реле не поступает напряжение. Схема и обозначение выхода контактов обычно указана производителем на крышке, которая закрывает рабочую часть прибора.
Область применения
Промежуточное реле в электрощитке
РП есть почти во всех схемах питания, управления и защиты. Коммутационные аппараты используются в подстанциях, диспетчерских, котельных. На производственной линии прибор может выполнять как одновременно, так и последовательно несколько коммутаций в цепях управления или питания. РП широко используют для вычислительной техники, в телекоммуникациях, средствах управления и прочих электронных приборах.
В системах водоснабжения и подогрева при включении глубинного насоса питание поступает на катушку. При замыкании контактов начинает работать система контроля. Дисплей отображает параметры напряжения, фазные токи нагрузки, при необходимости температуру и другие данные в зависимости от сложности схемы.
В системе подогрева реле выступает как усилитель управляющего сигнала. Тепловой датчик подает сигнал, который включает РП. Контакты последнего подают напряжение на обмотку, после чего контакты замыкаются. Таким образом происходит подключение питания к тэну, кипятильнику, бойлеру и другим мощным нагревательным приборам.
Параметры изделий
РП разного типа имеют свой набор параметров в отношении технических характеристик. Необходимость в тех или иных данных возникает исходя из задач, предъявляемых прибору. Основные характеристики, ответственные за нормальную работу реле:
- чувствительность;
- ток (напряжение) срабатывания, отпускания, удержания;
- коэффициент запаса;
- рабочий ток;
- сопротивление обмотки;
- коммутационная способность;
- габариты;
- электрическая изоляция.
Необходимо знать, при какой температуре и влажности возможна эксплуатация прибора, взрывоопасность рабочей среды, допустимую концентрацию пыли. Эти параметры изложены в технических условиях или руководстве по использованию. Род тока и рабочее напряжение указан на обмотке устройства.
РП – важная и неотъемлемая составляющая большинства цепей в энергетике. Разнообразие моделей свидетельствует о том, что такой коммутационный прибор способен в полном объеме выполнять множество функций в любой схеме.
strojdvor.ru