Что является основной частью электромагнитного реле

Реле — электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрических цепей (скачкообразного изменения выходных величин) при заданных изменениях электрических или не электрических входных величин.

Электромагнитные реле бывают самых различных конструкций. В наиболее распространенной конструкции электрический ток (соответствующего напряжения), проходя через катушку, создает магнитный поток в цепи сердечник — ярмо — якорь, в результате чего якорь притягивается к сердечнику. Это вызывает изменение положения контактов: замыкается один и размыкается другой.

В других конструкциях подвижный сердечник втягивается в катушку. В герметических реле трубчатого типа магнитный поток, создаваемый катушкой, действует непосредственно на контактные пружины, выполненные из магнитомягкого материала, вызывая их срабатывание. Такие контакты могут действовать под влиянием магнитного поля от постоянного магнита или под влиянием общего поля от постоянного магнита и катушки.

Релейные элементы (реле) находят широкое применение в схемах управления и автоматики, так как с их помощью можно:

• управлять большими мощностями на выходе при малых по мощности входных сигналах;
• выполнять логические операции;
• создавать многофункциональные релейные устройства;
• осуществлять коммутацию электрических цепей;
• фиксировать отклонения контролируемого параметра от заданного уровня;
• выполнять функции запоминающего элемента и т. д.

Первое реле было изобретено американцем Дж. Генри в 1831 г. и базировалась на электромагнитном принципе действия, следует отметить что первое реле было не коммутационным, а первое коммутационное реле изобретено американцем С. Бризом Морзе в 1837 г. которое в последствии он использовал в телеграфном аппарате.

Слово реле возникло от английского relay, что означало смену уставших почтовых лошадей на станциях или передачу эстафеты (relay) уставшим спортсменом.

На использовании электромагнитных реле построены все схемы автоматики с релейно-контактным управлением. До начал массового использования программируемых логических контроллеров реле были самыми важными элементами автоматики.

А вы это занете?

Реле классифицируются по различным признакам:

• по виду входных физических величин, на которые они реагируют;
• по функциям,
• которые они выполняют в системах управления;
• по конструкции и т. д.

По виду физических величин различают электрические, механические, тепловые, оптические, магнитные, акустические и т.д. реле. При этом следует отметить, что реле может реагировать не только на значение конкретной величины, но и на разность значений (дифференциальные реле), на изменение знака величины (поляризованные реле) или на скорость изменения входной величины.

Электромагнитное реле

Реле обычно состоит из трех основных функциональных элементов: воспринимающего, промежуточного и исполнительного.

Воспринимающий (первичный) элемент воспринимает контролируемую величину и преобразует её в другую физическую величину.

Промежуточный элемент сравнивает значение этой величины с заданным значением и при его превышении передает первичное воздействие на исполнительный элемент.

Исполнительный элемент осуществляет передачу воздействия от реле в управляемые цепи. Все эти элементы могут быть явно выраженными или объединёнными друг с другом.

Воспринимающий элемент в зависимости от назначения реле и рода физической величины, на которую он реагирует, может иметь различные исполнения, как по принципу действия, так и по устройству.

Например, в реле максимального тока или реле напряжения воспринимающий элемент выполнен в виде электромагнита, в реле давления – в виде мембраны или сильфона, в реле уровня – в вице поплавка и т.д.

По устройству исполнительного элемента реле подразделяются на контактные и бесконтактные.

Контактные реле воздействуют на управляемую цепь с помощью электрических контактов, замкнутое или разомкнутое состояние которых позволяет обеспечить или полное замыкание или полный механический разрыв выходной цепи.

Бесконтактные реле воздействуют на управляемую цепь путём резкого (скачкообразного) изменения параметров выходных электрических цепей (сопротивления, индуктивности, емкости) или изменения уровня напряжения (тока).

Основные характеристики реле определяются зависимостями между параметрами выходной и входной величины.

Различают следующие основные характеристики реле.

1. Величина срабатывания Хср реле – значение параметра входной величины, при которой реле включается. При Х < Хср выходная величина равна Уmin, при Х >Хср величина У скачком изменяется от Уmin до Уmax и реле включается. Величина срабатывания, на которую отрегулировано реле, называется уставкой.

2. Мощность срабатывания Рср реле – минимальная мощность, которую необходимо подвести к воспринимающему органу для перевода его из состояния покоя в рабочее состояние.

3. Управляемая мощность Рупр – мощность, которой управляют коммутирующие органы реле в процессе переключении. По мощности управления различают реле цепей малой мощности (до 25 Вт), реле цепей средней мощности (до 100 Вт) и реле цепей повышенной мощности (свыше 100 Вт), которые относятся к силовым реле и называются контакторами.

4. Время срабатывания tср реле – промежуток времени от подачи на вход реле сигнала Хср до начала воздействия на управляемую цепь. По времени срабатывания различают нормальные, быстродействующие, замедленные реле и реле времени. Обычно для нормальных реле tср = 50…150 мс, для быстродействующих реле tср -1 с.

Принцип действия и устройство электромагнитных реле

Электромагнитные реле, благодаря простому принципу действия и высокой надежности, получили самое широкое применение в системах автоматики и в схемах защиты электроустановок. Электромагнитные реле делятся на реле постоянного и переменного тока.

Реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Нейтральные реле одинаково реагируют на постоянный ток обоих направлений, протекающий по его обмотке, а поляризованные реле реагируют на полярность управляющего сигнала.

Работа электромагнитных реле основана на использовании электромагнитных сил, возникающих в металлическом сердечнике при прохождении тока по виткам его катушки. Детали реле монтируются на основании и закрываются крышкой.

Над сердечником электромагнита установлен подвижный якорь (пластина) с одним или несколькими контактами. Напротив них находятся соответствующие парные неподвижные контакты.

В исходном положении якорь удерживается пружиной. При подаче напряжения электромагнит притягивает якорь, преодолевая её усилие, и замыкает или размыкает контакты в зависимости от конструкции реле. После отключения напряжения пружина возвращает якорь в исходное положение.

В некоторые модели, могут быть встроены электронные элементы. Это резистор, подключенный к обмотке катушки для более чёткого срабатывания реле, или (и) конденсатор, параллельный контактам для снижения искрения и помех.

Управляемая цепь электрически никак не связана с управляющей, более того в управляемой цепи величина тока может быть намного больше чем в управляющей. То есть реле по сути выполняют роль усилителя тока, напряжения и мощности в электрической цепи.

Когда через катушку электромагнитного реле начинает течь управляющий ток, якорь подтягивается к сердечнику с катушкой и замыкает подвижные контакты. Это запускает управляемое устройство в работу. В то же время для притяжения якоря достаточно гораздо меньшего управляющего тока, чем ток, протекающий по цепи управляющего устройства.

Контакты замыкающий и размыкающий известны в отечественной литературе как нормально открытые (НО) и нормально замкнутые (НЗ) соответственно. «Нормальным» считается состояние обесточенного реле или ненажажой кнопки. Можно привести следующее мнемоническое правило: «Реле (кнопка) находится в нормальном состоянии, если лежит на складе».

Реле переменного тока срабатывают при подаче на их обмотки тока определенной частоты, то есть основным источником энергии является сеть переменного тока.

Конструкция реле переменного тока напоминает конструкцию реле постоянного тока, только сердечник и якорь изготавливаются из листов электротехнической стали, чтобы уменьшить потери на гистерезис и вихревые токи.

Достоинства и недостатки электромагнитных реле

Электромагнитное реле обладает рядом преимуществ, отсутствующих у полупроводниковых конкурентов:

• способность коммутации нагрузок мощностью до 4 кВт при объеме реле менее 10 см3;
• устойчивость к импульсным перенапряжениям и разрушающим помехам, появляющимся при разрядах молний и в результате коммутационных процессов в высоковольтной электротехнике;
• исключительная электрическая изоляция между управляющей цепью (катушкой) и контактной группой — последний стандарт 5 кВ является недоступной мечтой для подавляющего большинства полупроводниковых ключей;
• малое падение напряжения на замкнутых контактах, и, как следствие, малое выделение тепла: при коммутации тока 10 А малогабаритное реле суммарно рассеивает на катушке и контактах менее 0,5 Вт, в то время как симисторное реле отдает в атмосферу более 15 Вт, что, во-первых, требует интенсивного охлаждения, а во-вторых, усугубляет парниковый эффект на планете;
• экстремально низкая цена электромагнитных реле по сравнению с полупроводниковыми ключами

Отмечая достоинства электромеханики, отметим и недостатки реле: малая скорость работы, ограниченный (хотя и очень большой) электрический и механический ресурс, создание радиопомех при замыкании и размыкании контактов и, наконец, последнее и самое неприятное свойство — проблемы при коммутации индуктивных нагрузок и высоковольтных нагрузок на постоянном токе.

Типовая практика применения мощных электромагнитных реле — это коммутация нагрузок на переменном токе 220 В или на постоянном токе от 5 до 24 В при токах коммутации до 10–16 А.

Обычными нагрузками для контактных групп мощных реле являются нагреватели, маломощные электродвигатели (например, вентиляторы и сервоприводы), лампы накаливания, электромагниты и прочие активные, индуктивные и емкостные потребители электрической мощности в диапазоне от 1 Вт до 2–3 кВт.

Поляризованные электромагнитные реле

Разновидностью электромагнитных реле являются поляризованные электромагнитные реле. Их принципиальное отличие от нейтральных реле состоит в способности реагировать на полярность управляющего сигнала.

Твердотельные реле

В настоящее время все чаще функции реле выполняют полупроводниковые схемы — твердотельные реле (SSR — Solid-State-Relay).

Как работает SSR? Входной ток протекает через оптоэлектронную систему, которая дополнительно обеспечивает разделение входной и выходной цепи и управляет силовой цепью. Конечный эффект такой же, как и в случае с электромагнитным реле — после подачи напряжения на вход включается выход. Единственное отличие состоит в том, что в случае твердотельного реле нагрузка переключается электронными компонентами.

Поскольку это полупроводниковый переключающий элемент, он не содержит (в отличие от электромагнитного реле) каких-либо движущихся частей, которые могут изнашиваться при частом переключении. Другими преимуществами являются бесшумность работы и меньшие размеры при той же мощности переключения. И последнее, но не менее важное: скорость переключения выше, чем у электромагнитных реле.

С другой стороны, недостатком твердотельных реле является более высокое падение напряжения на переключающем элементе и, как правило, необходимость охлаждения такого реле с помощью дополнительного пассивного радиатора. Другим недостатком, связанным с меньшим расширением SSR на практике, является более высокая цена по сравнению с электромагнитными реле.

В отличие от полупроводников в твердотельном реле, электромагнитное реле позволяет гальванически (электрически) разделить цепь управления и цепь управления (смотрите — Что такое гальваническая развязка).

Твердотельные реле часто используется в автоматическом управлении электрическим нагревом, когда нагреватель включается и выключается через короткие переменные интервалы (широко-импульсная модуляция, ШИМ) для регулирования температуры нагревателей.

При выборе решения для вашего проекта стоит обратить внимание на важные отличия твердотельных реле SSR от электромагнитных EMR. Обе группы характеризуются совершенно разными свойствами, связанными с их устройством. Зная особенности реле, можно осознанно использовать их преимущества, выбирая решение, соответствующее конкретным условиям, продиктованным спецификой анализируемого процесса.

В частности, стоит ответить на следующие вопросы:

• Как часто должно переключаться реле?
• Это приложение, которое требует очень частого переключения?
• В каких условиях окружающей среды будет работать ваше реле?
• Требуется ли бесшумная работа реле?
• Требуется ли вашему приложению быстрое время отклика и высокая частота переключений?
• Достаточно ли места в шкафу управления для радиатора и достаточной вентиляции?

При выборе реле также помните о теплоотводе!

Чтобы обеспечить правильную работу твердотельных реле, выделяемое ими тепло должно правильно отводиться. Количество выделяемого тепла зависит от величины тока нагрузки (на выбор радиатора также влияет температура окружающей среды).

Максимальная температура, которую может «выдержать» система SCR, составляет 125°С. Если температура продолжит расти, реле выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, реле монтируют на правильно подобранные радиаторы, благодаря которым тепло отводится в окружающую среду.

Реле с радиаторами должны быть установлены на необходимых расстояниях друг от друга и, конечно же, внутри шкафа управления должна быть обеспечена достаточная вентиляция.

Самые распространенные серии электромагнитных реле управления

Реле промежуточное серии РПЛ . Реле предназначены для применения в качестве комплектующих изделий в стационарных установках, в основном в схемах управления электроприводами при напряжении до 440В постоянного тока и до 660 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц.

Реле пригодны для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки ограничителем ОПН или при тиристорном управлении. При необходимости на промежуточное реле может быть установлена одна из приставок ПКЛ и ПВЛ. Номинальный ток контактов – 16А

Реле промежуточное серии РПУ-2М. Реле промежуточные РПУ-2М предназначены для работы в электрических цепях управления и промышленной автоматики переменного тока напряжением до 415В, частоты 50Гц и постоянного тока напряжением до 220В.

Реле серии РПУ-0, РПУ-2, РПУ-4. Реле изготавливаются с втягивающими катушками постоянного тока на напряжения 12, 24, 48, 60, 110, 220 В и токи 0,4 — 10 А и втягивающими катушками переменного тока — на напряжения 12, 24, 36, 110, 127, 220, 230, 240, 380 и токаи 1 — 10 А. Реле РПУ-3 с втягивающими катушками постоянного тока — на напряжения 24, 48, 60, 110 и 220 В.

Реле промежуточное серии РП-21 предназначены для применения в цепях управления электроприводами переменного тока напряжением до 380В и в цепях постоянного тока напряжением до 220В. Реле РП-21 комплектуются розетками под пайку, под дин. рейку или под винт.

Основные характеристики реле РП-21:

• Диапазон напряжений питания, В: постоянного тока — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110, переменного тока частоты 50 Гц — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240, переменного тока частоты 60 Гц — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240.
• Номинальное напряжение цепи контактов, В: реле постоянного тока — 12. 220, реле переменного тока — 12. 380 Номинальный ток — 6,0 А.
• Количество контактов замык. / размык. / перекл. — 0. 4 / 0. 2 / 0. 4.
• Механическая износостойкость — не менее 20 млн. циклов.

Большое распространение в системах автоматики станков, механизмов и машин получили электромагнитные реле постоянного тока серии РЭС-6 в качестве промежуточного реле напряждением 80 — 300 В, коммутируемый ток 0,1 — 3 А

В качестве промежуточных применяются также электромагнитные реле серий РП-250, РП-321, РП-341, РП-42 и ряд других, которые могут использоваться и как реле напряжения.

Как выбрать электромагнитное реле

Рабочие напряжения и токи в обмотке реле должны находится в пределах допустимых значений. Уменьшение рабочего тока в обмотке приводит к снижению надежности контактирования, а увеличение к перегреву обмотки, снижению надежности реле при максимально-допустимой положительной температуре.

Нежелательна даже кратковременная подача на обмотку реле повышенного рабочего напряжения, так как при этом возникают механические перенапряжения в деталях магнитопровода и контактных групп, а электрическое перенапряжение обмотки при размыкании ее цепи может вызвать пробой изоляции.

При выборе режима работы контактов реле необходимо учитывать значение и род коммутируемого тока, характер нагрузки, общее количество и частоту коммутации.

При коммутации активных и индуктивных нагрузок наиболее тяжелым для контактов является процесс размыкания цепи, так как при этом из-за образования дугового разряда происходит основной износ контактов.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

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.

Основополагающие принципы работы ЭМР

Традиционно реле электромагнитного типа используются в составе электрических (электронных) схем управления коммутацией. При этом устанавливаются они либо непосредственно на печатных платах, либо в свободном положении.

Общее строение прибора

Токи нагрузки используемых изделий обычно измеряются от долей ампера до 20 А и более. Релейные цепи широко распространены в электронной практике.

Приборы самой разной конфигурации, рассчитанные под инсталляцию на монтажных электронных платах либо непосредственно в виде отдельно устанавливаемого устройства

Конструкция электромагнитного реле преобразует магнитный поток, создаваемый приложенным напряжением переменного/постоянного тока, в механическое усилие. Благодаря полученному механическому усилию, выполняется управление контактной группой.

Наиболее распространенной конструкцией является форма изделия, включающая следующие компоненты:

• возбуждающую катушку;
• стальной сердечник;
• опорное шасси;
• контактную группу.

Стальной сердечник имеет фиксированную часть, называемую коромысло, и подвижную подпружиненную деталь, именуемую якорем.

По сути, якорь дополняет цепь магнитного поля, закрывая воздушный зазор между неподвижной электрической катушкой и подвижной арматурой.

Детальный расклад конструкции: 1 – пружина отжимающая; 2 – сердечник металлический; 3 – якорь; 4 – контакт нормально закрытый; 5 – контакт нормально открытый; 6 – общий контакт; 7 – катушка медного провода; 8 — коромысло

Арматура движется на шарнирах или поворачивается свободно под действием генерируемого магнитного поля. При этом замыкаются электрические контакты, прикрепленные к арматуре.

Как правило, расположенная между коромыслом и якорем пружина (пружины) обратного хода возвращает контакты в исходное положение, когда катушка реле находится в обесточенном состоянии.

Действие релейной электромагнитной системы

Простая классическая конструкция ЭМР имеет две совокупности электропроводящих контактов.

Исходя из этого, реализуются два состояния контактной группы:

1. Нормально разомкнутый контакт.
2. Нормально замкнутый контакт.

Соответственно пара контактов классифицируется нормально открытыми (NO) или, будучи в ином состоянии, нормально закрытыми (NC).

Для реле с нормально разомкнутым положением контактов, состояние «замкнуто» достигается, только когда ток возбуждения проходит через индуктивную катушку.

Один из двух возможных вариантов установки контактной группы по умолчанию. Здесь в обесточенном состоянии катушки «по умолчанию» установлено нормально закрытое (замкнутое) положение

В другом варианте — нормально закрытое положение контактов остается постоянным, когда ток возбуждения отсутствует в контуре катушки. То есть контакты переключателя возвращаются в их нормальное замкнутое положение.

Поэтому термины «нормально открытый» и «нормально закрытый» следует относить к состоянию электрических контактов, когда катушка реле обесточена, то есть напряжение питания реле отключено.

Электрические контактные группы реле

Релейные контакты представлены обычно электропроводящими металлическими элементами, которые соприкасаются друг с другом, замыкают цепь, действуя аналогично простому выключателю.

Когда контакты разомкнуты, сопротивление между нормально открытыми контактами измеряется высоким значением в мегаомах. Так создается условие разомкнутой цепи, когда прохождение тока в контуре катушки исключается.

Контактная группа любого электромеханического коммутатора в разомкнутом режиме имеет сопротивление в несколько сотен мегаом. Величина этого сопротивления может несколько отличаться у разных моделей

Если же контакты замкнуты, контактное сопротивление теоретически должно равняться нулю — результат короткого замыкания.

Однако подобное состояние отмечается не всегда. Контактная группа каждого отдельного реле обладает определенным контактным сопротивлением в состоянии «замкнуто». Такое сопротивление называется устойчивым.

Особенности прохождения токов нагрузки

Для практики установки нового электромагнитного реле, контактное сопротивление включения отмечается малой величиной, обычно менее 0,2 Ом.

Объясняется это просто: новые наконечники остаются пока что чистыми, но со временем сопротивление наконечника неизбежно будет увеличиваться.

Например, для контактов под током 10 А, падение напряжения составит 0,2х10 = 2 вольта (закон Ома). Отсюда получается — если подводимое на контактную группу напряжение питания составляет 12 вольт, тогда напряжение для нагрузки составит 10 вольт (12-2).

Когда контактные металлические наконечники изнашиваются, будучи не защищенными должным образом от высоких индуктивных или емкостных нагрузок, становится неизбежным появление повреждений от эффекта электрической дуги.

Электрическая дуга на одном из контактов электромеханического прибора коммутации. Это одна из причин повреждения контактной группы при отсутствии надлежащих мер

Электрическая дуга — искрообразование на контактах — приводит к возрастанию контактного сопротивления наконечников и как следствие к физическим повреждениям.

Если продолжать использовать реле в таком состоянии, контактные наконечники могут полностью утратить физическое свойство контакта.

Но есть более серьезный фактор, когда в результате повреждения дугой контакты в конечном итоге свариваются, создавая условия короткого замыкания.

В таких ситуациях не исключается риск повреждения цепи, которую контролирует ЭМР.

Так, если сопротивление контакта увеличилось от влияния электрической дуги на 1 Ом, падение напряжения на контактах для одного и того же тока нагрузки увеличивается до 1×10=10 вольт постоянного тока.

Здесь величина падения напряжения на контактах может быть неприемлема для схемы нагрузки, особенно при работе с напряжениями питания 12-24 В.

Тип материала контактов реле

С целью уменьшения влияния электрической дуги и высоких сопротивлений, контактные наконечники современных электромеханических реле изготавливают или покрывают различными сплавами на основе серебра.

Таким способом удается существенно продлить срок службы контактной группы.

Наконечники контактных пластин электромеханических приборов коммутации. Здесь представлены варианты наконечников, покрытых серебром. Покрытие подобного рода снижает фактор повреждений

На практике отмечается использование следующих материалов, коими обрабатываются наконечники контактных групп электромагнитных (электромеханических) реле:

• Ag — серебро;
• AgCu — серебро-медь;
• AgCdO — серебро-оксид кадмия;
• AgW — серебро-вольфрам;
• AgNi — серебро-никель;
• AgPd — серебро-палладий.

Увеличение срока службы наконечников контактных групп реле за счет уменьшения количества формирований электрической дуги, достигается путем подключения резистивно-конденсаторных фильтров, называемых также RC-демпферы.

Эти электронные цепочки включают параллельно с контактными группами электромеханических реле. Пик напряжения, который отмечается в момент открытия контактов, при таком решении видится безопасно коротким.

Применением RC-демпферов удается подавлять электрическую дугу, что образуется на контактных наконечниках.

3. Электромагнитные реле

Реле ‑ электромеханическое устройство (выключатель), предназначенное для коммутации электрических цепей при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных величин. Различают электромагнитные, пневматические и температурные реле.

Существует класс электронных полупроводниковых приборов именуемых оптореле (твердотельное реле), но он в данном пособии не рассматривается.

На рисунке 32 представлена конструкция реле.

Рис. 32. Конструкция реле

Основные части электромагнитного реле: электромагнит, якорь и переключатель. Электромагнит представляет собой электрический провод, намотанный на катушку с сердечником из магнитного материала. Якорь ‑ пластина из магнитного материала, через толкатель управляющая контактами. При пропускании электрического тока через обмотку электромагнита возникающеемагнитное полепритягивает к сердечнику якорь, который через толкатель смещает, и тем самым переключает контакты. Переключатели могут быть замыкающими, размыкающими, переключающими.

В электронной схемотехнике иногда электронные блоки с функцией переключения цепи по изменению какого-либо физического параметра также называют реле. Например, фотореле, реле контроля фаз или реле-прерыватель указателей поворота автомобиля.

Классификация реле.

1) По начальному состоянию контактов выделяются реле с:

— нормально замкнутыми контактами;

— нормально разомкнутыми контактами;

2) По типу управляющего сигнала выделяются реле:

Нейтральные реле: полярность управляющего сигнала не имеет значения, регистрируется только факт его присутствия/отсутствия.

Поляризованные реле: чувствительны к полярности управляющего сигнала, переключаются при её смене (рис. 33).

Рис. 33. Поляризованное реле

Комбинированные реле: реагируют как на наличие/отсутствие управляющего сигнала, так и на его полярность.

На схемах реле обозначается следующим образом (рис. 34):

Рис. 34. Схематическое изображение реле: 1 ‑ обмотка реле, 2 ‑ контакт замыкающий, 3 ‑ контакт размыкающий, 4 ‑ контакт замыкающий с замедлителем при срабатывании, 5 ‑ контакт замыкающий с замедлителем при возврате, 6 ‑ контакт импульсный замыкающий, 7 ‑ контакт замыкающий без самовозврата, 8 ‑ контакт размыкающий без самовозврата, 9 ‑ контакт размыкающий с замедлителем при срабатывании, 10 ‑ контакт размыкающий с замедлителем при возврате, 11 ‑ общий контакт: 11-12 ‑ нормально замкнутые контакты, 11-14 ‑ нормально разомкнутые контакты.

В исходном положении якорь удерживается пружиной. При подаче управляющего сигнала электромагнит притягивает якорь, преодолевая её усилие, и замыкает или размыкает контакты в зависимости от конструкции реле. После отключения управляющего напряжения пружина возвращает якорь в исходное положение. В некоторые модели, могут быть встроены электронные элементы. Это резистор, подключенный к обмотке катушки для более чёткого срабатывания реле, или (и) конденсатор, параллельный контактам для снижения искрения и помех. Электромагнитные реле представлены на рисунке 35.

Рис. 35. Образцы электромагнитных реле

Схема реле, содержащая диод и подключение его обмотки, представлена на рисунке 36.

Рис. 36. Схема реле с диодом: 85 – положительный потенциал, 86 – отрицательный потенциал

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.

Цены на электромагнитные реле

Электромагнитное реле

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.

Конструкция электромагнитных реле

Электромагнитные реле состоят из нескольких основных компонентов:

Катушка

Катушка является основным элементом электромагнитного реле. Она обычно изготавливается из провода, обмотанного вокруг магнитопровода. Когда через катушку пропускается электрический ток, создается магнитное поле, которое притягивает якорь.

Якорь

Якорь представляет собой подвижную часть реле, которая притягивается к магнитопроводу под воздействием магнитного поля, создаваемого катушкой. Якорь обычно имеет контакты, которые могут быть открытыми или закрытыми в зависимости от положения якоря.

Контакты

Контакты представляют собой электрические соединения, которые могут быть открытыми или закрытыми в зависимости от положения якоря. Контакты могут быть нормально открытыми (NO), нормально закрытыми (NC) или переключающими (SPDT).

Рабочая часть

Рабочая часть реле представляет собой механизм, который управляет положением контактов в зависимости от положения якоря. Рабочая часть может быть механической или электромеханической, в зависимости от типа реле.

Все эти компоненты взаимодействуют между собой, обеспечивая надежное и точное управление электрическими устройствами и системами.

Применение электромагнитных реле

Электромагнитные реле широко применяются в различных областях и отраслях, где требуется управление электрическими устройствами и системами. Вот некоторые из основных областей применения:

Автоматизация и промышленность

В промышленности электромагнитные реле используются для управления электрическими моторами, насосами, вентиляторами, компрессорами и другими устройствами. Они обеспечивают надежное включение и выключение электрических устройств, а также защиту от перегрузок и коротких замыканий.

Энергетика

В энергетической отрасли электромагнитные реле используются для управления электрическими схемами, переключения мощных нагрузок и защиты от перегрузок и коротких замыканий. Они также используются в системах автоматического переключения и резервирования электропитания.

Транспорт и автомобильная промышленность

В автомобильной промышленности электромагнитные реле используются для управления системами зажигания, стартерами, фарами, сигналами поворота и другими электрическими устройствами. Они обеспечивают надежное и безопасное функционирование электрических систем автомобилей.

Телекоммуникации и информационные технологии

В телекоммуникационной отрасли электромагнитные реле используются для управления коммутационными системами, переключения сигналов и защиты от перегрузок. Они также используются в сетевых устройствах, серверах и других компонентах информационных технологий.

Бытовая техника

В бытовой технике электромагнитные реле используются для управления холодильниками, стиральными машинами, посудомоечными машинами, кондиционерами и другими электрическими устройствами. Они обеспечивают надежное и эффективное функционирование бытовой техники.

Это лишь некоторые из множества областей, где применяются электромагнитные реле. Их универсальность и надежность делают их неотъемлемой частью современных электрических систем и устройств.

Параметры электромагнитных реле.

Как правило, размеры самих реле позволяют наносить на корпус их основные параметры. В качестве примера, рассмотрим импортное реле Bestar BS-115C. На его корпусе нанесены следующие надписи.

COIL 12VDC – это номинальное напряжение срабатывания реле (12V). Поскольку это реле постоянного тока, то указано сокращённое обозначение постоянного напряжения (сокращение DC обозначает постоянный ток/напряжение). Английское слово COIL переводится как «катушка», «соленоид». Оно указывает на то, что сокращение 12VDC имеет отношение к катушке реле.

Далее на реле указаны электрические параметры его контактов. Понятно, что мощность контактов реле может быть разная. Это зависит как от габаритных размеров контактов, так и от используемых материалов. При подключении нагрузки к контактам реле нужно знать мощность, на которую они рассчитаны. Если нагрузка потребляет мощность больше той, на которую рассчитаны контакты реле, то они будут нагреваться, искрить, «залипать». Естественно, это приведёт к скорому выходу из строя контактов реле.

Для реле, как правило, указываются параметры переменного и постоянного тока, которые способны выдержать контакты.

Так, например, контакты реле Bestar BS-115C способны коммутировать переменный ток в 12А и напряжение 120V. Эти параметры зашифрованы в надписи 12А 120VAC (сокращение AC обозначает переменный ток).

Также реле способно коммутировать постоянный ток силой 10А и напряжением 28V. Об этом свидетельствует надпись 10A 28VDC. Это были силовые характеристики реле, точнее его контактов.

Потребляемая мощность реле.

Теперь обратимся к мощности, которую потребляет реле. Как известно, мощность постоянного тока равна произведению напряжения (U) на ток (I): P=U*I. Возьмём значения номинального напряжения срабатывания (12V) и потребляемого тока (30 mA) реле Bestar BS-115C и получим его потребляемую мощность (англ. — Power consumption).

Таким образом, мощность реле Bestar BS-115C составляет 360 милливатт (mW).

Есть ещё один параметр – это чувствительность реле. По своей сути, это и есть мощность потребления реле во включённом состоянии. Понятно, что реле, которому требуется меньше мощности для срабатывания, является более чувствительным по сравнению с теми, которые потребляют большую мощность. Такой параметр, как чувствительность реле, особенно важен для устройств с автономным питанием, так как включенное реле расходует заряд батарей. К примеру, есть два реле с потребляемой мощностью 200 mW и 360 mW. Таким образом, реле мощностью 200 mW обладает большей чувствительностью, чем реле мощностью 360 mW.

Как проверить электромагнитное реле

Электромагнитные реле можно проверить с помощью нагрузки или мультиметра. Процедура проверки реле с помощью мультиметра следующая:

1. Установите режим мультиметра на непрерывность / зуммер режим. Подключите щупы к клеммам катушки реле. Если зуммер звонит, катушка исправна и работает.

Испытание катушки также можно выполнить с помощью режим измерения сопротивления. Функциональная катушка будет иметь сопротивление около 10-500 Ом.

1. Подключите щупы к клеммам NO и COM. В этот момент зуммер не должен звонить. Если звонит зуммер, реле неисправно.
2. Аналогичным образом подключите щупы к клеммам NC и COM. Зуммер должен теперь зазвонить (если измеритель находится в режиме сопротивления, он должен показать 0 Ом). . В противном случае это означает, что реле неисправно.

Сколько контактов у электромагнитного реле?

Электромагнитные реле доступны во всех формах и размерах. В зависимости от конфигурации реле могут иметь количество контактов от 4, 5, 8, а иногда и больше. Существует несколько широко доступных конфигураций реле:

• SPST — однополюсный одиночный бросок
• SPDT — однополюсный двойной бросок
• DPST — двухполюсный одинарный бросок
• DPDT — двойной шест, двойной бросок

Помимо контактных клемм, к катушке подключены две дополнительные клеммы.