Магнитное реле схема: Виды и назначение электромагнитного реле, устройство и принцип работы, преимущества и недостатки — Интернет-магазин инструмента. — yato-tools.ru. Электротовары и инструмент.

Содержание

Виды и назначение электромагнитного реле, устройство и принцип работы, преимущества и недостатки

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

Классификация и назначение реле
Конструкция релейных устройств
Применение на производстве и в быту
Преимущества и недостатки коммутаторов

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

Классификация и назначение реле

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

По предназначению различают такие виды реле:

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

По принципу действия подразделяются на:

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

По контролируемой величине могут быть:

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

По способу воздействия на управляющий элемент различают:

контактные, как видно из названия, в таких реле используются контакты, которые создают силовое поле, соприкасаясь друг с другом;

бесконтактные реле, в них замыкание и размыкание цепи происходит посредством изменения одного из параметров цепи.

По конструкции они подразделяются на:

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

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

Конструкция релейных устройств

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

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

Что касается реле электромагнитного типа, то они являются более сложными устройствами как по принципу действия, так и по конструкции.

Они состоят из следующих элементов:

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

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

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

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

Применение на производстве и в быту

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

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

Популярность электромагнитных реле объясняется следующим:

элементы, которые входят в конструкцию, имеют длительный срок эксплуатации;
имеют мгновенную реакцию на отклонение параметров, подключенных устройств от нормы ;

могут функционировать в условиях высокого напряжения магнитных полей и исключают образование посторонних электрических потенциалов.

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

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

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

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

Преимущества и недостатки коммутаторов

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

способность замыкания и размыкания цепей с общей мощностью, не превышающей 4 киловатт, с объемом не более 10 кубических сантиметров;

устойчивость к условиям резкой смены уровня напряжения в сетях, которое может возникнуть из-за разряда молнии или при работе с высоковольтным оборудованием;
особенность конструкции, которая обеспечивает электрическую изоляцию,
способность выделять небольшое количество тепла при низком напряжении;
стоят гораздо дешевле относительно полупроводниковых реле.

Из недостатков выделяют:

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

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

Схема электромагнитного реле

Электромагнитное реле, схема которого представлена ниже, представляет собой устройство для коммутации. Принцип его действия основан на действии магнитного поля, возникающего в неподвижной обмотке и воздействующего на движущийся стержень из ферромагнита.

Виды электромагнитных реле

Все электромагнитные реле подразделяются на приборы, работающие с постоянным или с переменным током. В свою очередь, реле постоянного тока бывают нейтральными и поляризованными. Реакция на постоянный ток, проходящий через обмотку катушки, у нейтральных реле одинаковая для обоих направлений. Поляризованные реле срабатывают при полярности управляющего сигнала.

В состав стандартного реле входят катушка, сердечник в виде ферромагнитного стержня, подвижный якорь или пластина, а также один или несколько неподвижных контактов, пружина, крышка и основание.

Электромагнитное реле: принцип действия

Принцип действия основывается на действии электромагнитных сил, возникающих в сердечнике, при прохождении электрического тока по виткам катушечной обмотки. Исходное положение подвижного якоря фиксируется с помощью пружины.

Когда на катушку подается напряжение, происходит притяжение якоря электромагнитом. При этом, происходит преодоление сопротивления пружины. Якорь осуществляет замыкание или размыкание контактов. При отключении напряжения, якорь, на который воздействует пружина, возвращается в исходное положение.

У всех электромагнитных реле можно отметить следующие общие положительные качества:

способность коммутировать нагрузки, имеющие мощность до 4-х киловатт;
хорошая устойчивость при импульсных перенапряжениях и других помехах, возникающих во время разряда молнии, а также при коммутационных процессах в электротехнике высокого напряжения;
катушка, управляющая цепью, и контактная группа имеют хорошую изоляцию между собой;
при замкнутых контактах напряжение падает очень незначительно, при этом, выделение тепла также незначительное.

Однако, данное электромагнитное реле, схема которого используется чаще всего, отличается сравнительно небольшой скоростью работы. Кроме того, они обладают ограниченным механическим и электрическим ресурсом.

Магнитный пускатель: назначение, устройство, схемы подключения

Монтажная схема реверса асинхронного двигателя 380 вольт с отдельным блоком кнопок

Реверсивный пускатель: подключение и запуск, настройка реверса

Реверсивная схема подключения электродвигателя

Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром

Как проверить электродвигатель мультиметром: проверка ротора и статора на межвитковое замыкание, прозвонка асинхронного и трехфазного двигателя

Как работают реле? — Объясните это!

Вы здесь: Домашняя страница > Электричество и электроника > Реле

Дом
индекс А-Я
Случайная статья
Хронология
Учебное пособие
О нас
Конфиденциальность и файлы cookie

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 2 декабря 2021 г.

Возможно, вы этого не осознаете, но вы постоянно начеку, следите за угрозами и готовы действовать в любой момент. Миллионы лет эволюции запрограммировали ваш мозг на спасение вашей кожи, когда малейшая опасность угрожает вашему существованию. Если вы используете мощность инструмент, например, и крошечная щепка летит к вашему глазу, один из ваши ресницы пошлют сигнал в ваш мозг, который заставит вас веки закрываются в мгновение ока — достаточно быстро, чтобы берегите зрение. Здесь происходит то, что крошечный стимул вызывает гораздо больший и более полезный отклик. Вы можете найти один и тот же трюк в работе во всех видах машин и электрических электроприборы, где датчики готовы включить или отключается за долю секунды с помощью умных магнитных переключателей, называемых реле. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

Фото: Типичное реле со снятым пластиковым корпусом. Вы можете видеть два пружинных контакта слева и катушку электромагнита (красно-коричневый цилиндр медного цвета) справа. В этом реле, когда ток проходит через катушку, он превращает ее в электромагнит. Магнит толкает переключатель влево, сжимая пружинные контакты и замыкая цепь, к которой они подключены. Это реле от электронного программатора погружного водонагревателя. Электронная схема программатора включает или выключает магнит в заранее запрограммированное время суток, используя относительно небольшой ток. Это позволяет гораздо большему току течь через пружинные контакты для питания элемента, который нагревает горячую воду.

Содержание

Что такое реле?
Как работают реле
Реле на практике
Другие типы реле
Кто изобрел реле?
Узнать больше

Что такое реле?

Реле представляет собой электромагнитный переключатель, управляемый относительно небольшой электрический ток, который может включать или выключать гораздо больший электрический ток. текущий.

Основой реле является электромагнит (катушка провода, которая становится временный магнит, когда через него проходит электричество). можно подумать о реле как своего рода электрический рычаг: включите его с небольшим током, и он включает («рычаги») другой прибор используя гораздо больший ток. Почему это полезно? Как имя предполагает, что многие датчики являются невероятно чувствительными частями электронное оборудование и производят только небольшие электрические токи. Но часто нам нужно, чтобы они приводили в движение более крупные устройства, использующие большие токи. Реле ликвидируют этот разрыв, позволяя небольшим токи, чтобы активировать более крупные. Это означает, что реле могут работать как переключатели. (включение и выключение) или как усилители (преобразование небольших токи в более крупные).

Иллюстрация: Если бы реле были собаками: Предположим, у вас есть огромная свирепая собака, которая спит так крепко, что никогда не просыпается, когда слышит шум. В качестве сторожевой собаки от нее толку не будет! Но что, если вы купите еще и маленькую, очень бдительную собаку? Если маленькая собака слышала шум, она начинала лаять и будила большую собаку, которая могла атаковать злоумышленника. Вот как работают реле: они используют слабый электрический ток для срабатывания гораздо большего.

Как работают реле

Вот две простые анимации, иллюстрирующие, как реле используют одну цепь для включения второй цепи.

Когда энергия проходит через первую цепь (1), она активирует электромагнит (коричневый), создавая магнитное поле (синий), которое притягивает контакт (красный) и активирует вторую цепь (2). Когда питание отключается, пружина возвращает контакт в исходное положение, снова отключая вторую цепь.

Это пример «нормально разомкнутого» (НО) реле: контакты во второй цепи по умолчанию не подключены и включаются только при протекании тока через магнит. Другие реле являются «нормально замкнутыми» (НЗ; контакты соединены так, что по умолчанию через них протекает ток) и выключаются только при срабатывании магнита, раздвигающем или раздвигающем контакты. Наиболее распространены нормально разомкнутые реле.

Вот еще одна анимация, показывающая, как реле связывает две цепи. вместе. По сути, это одно и то же, нарисованное немного по-другому. С левой стороны находится входная цепь, питаемая от переключателя. или датчик какой. Когда эта цепь активирована, она питает ток к электромагниту, который замыкает металлический переключатель и активирует вторую, выходную цепь (справа). Относительно небольшой Таким образом, ток во входной цепи активирует больший ток во входной цепи. выходная цепь:

Входная цепь (синяя петля) отключена, и через нее не протекает ток до тех пор, пока что-то (датчик или замыкающий выключатель) не включит ее. Выходная цепь (красная петля) также отключается.
Когда во входной цепи протекает небольшой ток, он активирует электромагнит (показанный здесь как темно-синяя катушка), который создает вокруг себя магнитное поле.
Электромагнит под напряжением притягивает металлический стержень в выходной цепи к себе, замыкая переключатель и позволяя значительно большему току течь через выходную цепь.
Выходная цепь управляет сильноточным устройством, таким как лампа или электрический двигатель.

Рекламные ссылки

Реле на практике

Фото: Еще один взгляд на реле. Вверху: глядя прямо вниз, вы можете увидеть пружинные контакты слева, механизм переключения посередине и катушку электромагнита справа. Внизу: то же самое реле, сфотографированное спереди.

Предположим, вы хотите создать систему охлаждения с электронным управлением. система, которая включает или выключает вентилятор в зависимости от температуры в помещении изменения. Вы можете использовать какую-то схему электронного термометра, чтобы чувствовать температуру, но это будет производить только небольшие электрические токи — слишком малы, чтобы привести в действие электродвигатель в большой большой вентилятор. Вместо этого вы можете подключить цепь термометра к входная цепь реле. Когда в нем протекает небольшой ток цепь, реле активирует свою выходную цепь, позволяет протекать гораздо большему току и включает вентилятор.

Реле не всегда включают вещи; иногда они очень полезно выключают вещи вместо этого. В оборудование электростанций и линии электропередач, например, вы найдете защитных реле , которые срабатывают при возникновении неисправностей, чтобы предотвратить повреждение от таких вещей, как скачки тока. Когда-то для этой цели широко использовались электромагнитные реле, подобные описанным выше. В наши дни ту же работу выполняют электронные реле на основе интегральных схем; они измеряют напряжение или ток в цепи и автоматически принимают меры, если они превышают заданное значение. предел.

Другие типы реле

Фото: четыре старомодных реле максимальной токовой защиты на устаревшей электроподстанции в 1986 году, незадолго до ее сноса. Фото предоставлено Библиотекой Конгресса США.

До сих пор мы рассматривали очень общие переключающие реле, но существует довольно много вариаций эта основная тема, в том числе (и это ни в коем случае не исчерпывающий список):

Высоковольтные реле: они специально разработаны для коммутации высоких напряжений и токов. значительно превышает возможности обычных реле (обычно до 10 000 вольт и 30 ампер).
Электронные и полупроводниковые реле (также называемые твердотельными реле или твердотельными реле): эти переключающие токи полностью электронные, без движущихся частей, поэтому они быстрее, тише, меньше, надежнее, и служат дольше, чем электромагнитные реле. К сожалению, они, как правило, дороже, меньше эффективны и не всегда работают так чисто и предсказуемо (из-за таких проблем, как токи утечки).
Реле времени и реле времени: Они запускают выходные токи на ограниченный период времени (обычно от доли секунды примерно до 100 часов или четырех дней).
Тепловые реле: они включаются и выключаются, чтобы предотвратить перегрев таких вещей, как электродвигатели, немного похожие на биметаллические ленточные термостаты.
Реле максимального тока и направленные реле: настраиваемые различными способами, они предотвращают протекание чрезмерных токов в неправильном направлении по цепи (обычно в оборудовании для производства, распределения или питания).
Реле дифференциальной защиты: они срабатывают при наличии дисбаланса тока или напряжения в двух разных частях цепи.
Реле защиты по частоте (иногда называемые реле пониженной и повышенной частоты): Эти полупроводниковые устройства срабатывают, когда частота переменного тока слишком высока, слишком низка или и то, и другое.

Кто изобрел реле?

Фото: профессор Джозеф Генри, сфотографированный где-то между 1860 и 1875 годами. Фото предоставлено коллекцией фотографий Брейди-Хэнди, Библиотека США Конгресс, отдел печати и фотографии.

Реле были изобретены в 1835 году американским пионером электромагнетизма. Джозеф Генри; на демонстрации в Колледже Нью-Джерси, Генри использовал небольшой электромагнит для включения и выключения большего и предположил, что реле можно использовать для управления электрическими машинами на очень больших расстояниях. Генри применил эту идею к другому изобретению, над которым он работал в то время, электрическому телеграфу (предшественнику телефона), который был успешно разработан Уильямом Куком и Чарльзом Уитстоном в Англии и (гораздо более известным) Сэмюэлем Ф. Б. Морзе в Соединенные Штаты.

Реле позже использовались в коммутации телефонов и первых электронных компьютерах и оставались чрезвычайно популярными до тех пор, пока в конце 1940-х годов не появились транзисторы; по словам Бэнкрофта Герарди, приуроченного к 100-летию работы Генри в области электромагнетизма, к тому времени только в Соединенных Штатах действовало около 70 миллионов реле.

Фото: реле широко использовались для коммутации и маршрутизации вызовов на телефонных станциях. такой как этот, на фото 1952. Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Транзисторы — это крошечные электронные компоненты, которые могут выполнять ту же работу, что и реле, работая либо как усилители, либо как переключатели. Хотя они переключаются быстрее, потребляют гораздо меньше электроэнергии, занимают небольшую часть пространства и стоят намного меньше, чем реле, они, как правило, работают только с небольшими токами, поэтому реле по-прежнему используются во многих приложениях. Именно разработка транзисторов стимулировала компьютерную революцию с середины 20-го века. Но без реле не было бы и транзисторов, поэтому реле — и такие пионеры, как Джозеф Генри — тоже заслуживают некоторой похвалы!

Узнайте больше

На этом сайте

Электричество
Электродвигатели
Электроника
Магнетизм
Телефоны
Транзисторы

Статьи

Электромеханическое реле Джозефа Генри: Краткий отчет о том, как Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году.
Генри как пионер в области электротехники, Бэнкрофт Герарди, Технический журнал Bell Systems, 19 июля.32. Эта интересная историческая статья из архива Белла была опубликована в ознаменование столетия электрических открытий Джозефа Генри. Это дает превосходный обзор важности Генри и того, как он помог «включить» мир к электричеству еще при жизни.
Джозеф Генри, Митчелл Уилсон, Scientific American, июль 1954 г. , стр. 72–77: анализ важности Генри в электромагнетизме.

Видеоролики

Как сделать реле: В довольно простом 2,5-минутном видеоруководстве показано, как намотать собственные электромагниты и установить их на доске для изготовления собственного самодельного реле.
Как работает автомобильное реле: это короткое и простое видео-объяснение расскажет вам о том, что я объяснил выше. То же объяснение, немного другие слова.

Книги

Простые, практичные руководства

MAKE: Electronics by Charles Platt. Maker Media, 2015. Эксперимент 7, исследование реле, является отличным практическим введением. Вы можете открыть реле и поиграть с внутренней работой!
Очевидец: электроника Роджера Бриджмена. Нью-Йорк: ДК, 2007. (Для младших читателей от 9 лет.–12. Включает историю, науку и технику.)
телефонных проектов для злого гения Томаса Петрузеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008 г. (включает в себя некоторые схемы, использующие реле. )

Подробные технические книги

Электрические реле: принципы и применение Владимир Гуревич. CRC Press, 2018. Начав с краткой истории реле, эта книга проведет нас через магнитные принципы, работа контактов реле, внешний дизайн и упаковка, а также связанные с ними устройства, такие как герконы. В последующих главах рассматриваются варианты базового реле, включая реле высокого напряжения, тепловые реле и реле времени.
Очевидец: электроника Роджера Бриджмена. Нью-Йорк: ДК, 2007. (Для младших читателей в возрасте 9–12 лет. Включает историю, науку и технологии.)
телефонных проектов для злого гения Томаса Петрузеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008 г. (включает в себя некоторые схемы, использующие реле.)

История науки

Создатели телеграфа: Сэмюэл Морс, Эзра Корнелл и Джозеф Генри Кеннет Б. Лифшиц. McFarland, 2017. «Раздел IV: Эстафета» описывает, как реле сыграли ключевую роль в истории телеграфии (и, следовательно,) современных коммуникаций.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Подписывайтесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Эстафеты. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

Средства связи
Компьютеры
Электричество и электроника
Энергия
Машиностроение
Окружающая среда

Гаджеты
Домашняя жизнь
Материалы
Наука
Инструменты и инструменты
Транспорт

↑ Вернуться к началу