Что такое реле и его разновидности?

Реле
3
11/07/2018 11:54:14
Содержание:

Коммутации – это неотъемлемые процессы, характерные для электрических цепей. Их цель разнообразна, и в основном связана с подачей питающего напряжения. Но для автоматизации определенных задач применяется отдельная группа коммутаторов, которые именуются реле. Об этих изделиях и поговорим далее.

Общие сведения и классификационные разновидности

Первые релейные прототипы появились без малого почти двести лет тому назад. Принципы работы, основанные на электромагнетизме, во многих моделях реле применяются и по сей день. И, похоже, что так будет продолжаться еще много лет, несмотря на достижения полупроводникового производства. Однако за время существования к электромагнитным моделям добавились и другие варианты.

Их функционирование основано на:

  • механических воздействиях;
  • температуре;
  • видимом и невидимом свете;
  • магнитных полях;
  • акустических колебаниях.

В любом реле присутствуют контакты в той или иной комбинации:

  • замыкающие,
  • размыкающие,
  • переключающие.

Применяемые в различных электрических цепях, все они, по сути, решают одну из двух задач:

  • подают напряжение на некоторое число элементов схемы;
  • отключают напряжение от тех или иных элементов схемы.

Поскольку очевидно то, что для срабатывания релейного устройства необходимо определенное воздействие, можно поименовать входом элемент, который сие воздействие воспринимает. А выходом – ту часть этого устройства, в которой проявляются результаты воздействия на вход. Следовательно, в самом распространенном электромагнитном варианте релейного устройства катушка – это вход, а контакты – это выход. При одной катушке может быть много контактов, а, следовательно, и выходов.

Главное преимущество реле – это сам контакт, который гальванически развязан от входа и не подвержен порче от электрического и теплового пробоя при большом количестве возможных аварий.

Поскольку выход у всех реле одинаковый и представляет собой один контакт или группу контактов, классификация выполняется по воздействию на вход. Далее перечислены разновидности этих изделий в привязке к физическим явлениям и величинам, которые определяют срабатывание реле, а также назначению:

Виды реле
Виды реле

На схемах для отображения элементов релейных устройств приняты показанные далее символы:

Отображение на схемах
Отображение на схемах

Устройство и принцип действия

Ферромагнитный материал, помещенный внутрь катушки и называемый сердечником, многократно усиливает магнитное поле постоянного тока. Катушка становится электромагнитом и способна притягивать предметы определенной массы, которые выполнены также из ферромагнитного материала. Если из него изготовить подвижную конструкцию (называемую якорем), способную находиться в двух состояниях, электромагнит обеспечит ее перемещение между ними.

Связав этот механизм с контактами, получаем их срабатывание соответственно заданному исходному положению, что и показано далее. 

Конструкция электромагнитного реле
Конструкция электромагнитного реле

Электромагнит главным образом определяет время реакции якоря на управляющий сигнал, то есть время срабатывания реле. Для получения наибольшего притяжения якоря при изготовлении сердечника (ярма) используются магнитомягкие материалы. Для ускорения срабатывания используются иные материалы в комбинации с меньшим числом витков катушки. Напряжение срабатывания – это один из основных параметров реле. Он обозначает величину напряжения, при котором сигнал на входе обеспечивает необходимое изменение положения контактов на выходе.

Эти напряжения стандартизованы и показаны далее:

Стандарты направления
Стандарты направления

Кроме основных элементов, в реле, в зависимости от модели, применяются:

  • пружины определенной конструкции, обеспечивающие возврат якоря в исходное положение;
  • резистор, используемый обычно для уменьшения проявлений ЭДС самоиндукции в катушке;
  • диод, шунтирующий цепь с ЭДС самоиндукции катушки;
  • конденсатор, присоединяемый к контактам и уменьшающий коммутационные электромагнитные помехи.

Для большинства моделей реле важнейшей характеристикой является быстродействие. По этой причине они не могут работать от переменного напряжения промышленной частоты. При этом их якорь будет колебаться. Используется постоянное напряжение, значение которого для срабатывания получается больше, чем для отключения (удержания). Соответственно, и одноименные токи получаются такими же.

Современные электромагнитные реле, используемые в схемах автоматики, существенно видоизменились с появлением герконов. В таких моделях отсутствуют ярмо, якорь и пружина, поскольку сами контакты притягиваются друг к другу. К тому же скорость срабатывания многократно возросла, хотя при этом коммутируемая мощность получается значительно меньше, нежели у реле с якорем.  

Герконовое реле
Герконовое реле

По этой причине все герконовые реле применяются в устройствах автоматики, в том числе и для управления более мощными моделями релейных устройств. Конструктивно они адаптированы для установки на печатные платы:

Представлены некоторые модели герконовых реле
Представлены некоторые модели герконовых реле

Рекомендации напоследок

Для любых моделей реле существует опасность порчи контактов из-за коммутации мощности с величиной, несвойственной для них. Поэтому для надежной и долговременной работы выбор реле необходимо выполнять в первую очередь по коммутируемой мощности. Также в наиболее распространенных электромагнитных моделях не следует допускать существенного превышения напряжения на обмотке. В результате такой эксплуатации можно получить чрезмерное нагревание ярма и якоря.

Их параметры изменятся, и не будет происходить срабатывания контактов в необходимом диапазоне напряжений. Для оптимизации работы электромагнитных релейных устройств рекомендуется использовать достаточно мощный стабилитрон. Его присоединяют параллельно обмотке. Напряжение пробоя стабилитрона выбирается на несколько вольт больше, нежели напряжение срабатывания реле. В цепи стабилитрона обязательно применяется резистор. Величины сопротивления и мощности резистора и стабилитрона рассчитываются соответственно условиям эксплуатации.

Изображение пользователя Сергей Степанов
Сергей Степанов Инженер-электрик
комментарии:
Чтобы оставить отзыв, пожалуйста, авторизируйтесь используя социальные сети.
добавить комментарий:
Нажимая кнопку Отправить вы соглашаетесь с Пользовательским соглашением и Правилами размещения информации.
Мнение редакции может не совпадать с мнением автора отзыва.
Сколько денег вы тратите на ремонтные работы в год?
от 10 000 до 100 000 рублей
60% (6 ответов)
от 1 000 до 10 000 рублей
40% (4 ответа)
до 1 000 рублей
0% (0 ответов)
Всего проголосовало: 10