Наряду с ручными выключателями и переключателями в радиоэлектронике, автомобилестроении и производствах широко используют релейное соединение. Что такое реле? Это устройство, которое в автоматическом режиме связывает и переключает электрические и не электрические цепи по внешнему сигналу. Другими словами, оно необходимо для коммутации скачкообразных изменений цепи в результате задаваемого входного воздействия. В сегодняшнем обзоре мы расскажем, чем может быть полезно это устройство, каких видов бывает и как его правильно выбрать и подключить.
Для чего нужно реле: области применения
Релейное соединение регулирует работу управляемых узлов, если подается команда необходимого значения. Цепь, работу которой данное соединение регулирует, называется управляемой. Цепь, по которой сигналы проходят к узлам, принято называть управляющей.
Релейное соединение выступает для усиления сигнала. Небольшое количество электрического тока поступает на устройство, после чего происходит замыкание мощной цепи. Реле может работать от постоянного либо переменного тока.
Краткая историческая справка создания
История релейного соединения начинается с 1831 года. Это открытие принадлежит американцу Джозефу Генри. Первое реле работало по принципу электромагнитного действия и было некоммутационным. «Relay» в переводе означает замену почтовых конных упряжек на переправах или передачу эстафеты в спортивных состязаниях. В качестве самостоятельного устройства его впервые применили на телеграфе Морзе.
Схема электромагнитного реле
Самая простая схема электромагнитного соединения состоит из следующих элементов:
- якорь;
- магнит;
- соединительные элементы;
- обмотка;
- сердечник;
- пружины контактные;
- контакты;
- штифт.
Все элементы устанавливаются на основание и закрываются крышкой. Электромагнитные соединения достаточно популярны благодаря повышенной надежности и простой схеме работы. Их можно встретить в электроустановках, защитных приборах.
Для того, чтобы понять, как работает реле, можно изучите схему ниже:
Принцип работы реле
После подачи на катушку напряжения, электрический ток, проходя по ее виткам, создает электромагнитную движущую силу (ЭДС). В сердечнике из металла создается магнитное поле, которое притягивает якорь. С его помощью происходит размыкание одной цепи и замыкание другой. Аналогичные изменения происходят и в подсоединенных цепях.
В исходное положение якорь возвращается под воздействием пружины после того, как значения тока становятся меньше определенных параметров. Дополнительно в релейное устройство могут быть включены резисторы, которые делают работу более точной, и конденсаторы, регулирующие подачу напряжения и защищающие от перепадов или искрения.
Управляемая и управляющие цепи не связаны между собой. Параметры тока также могут отличаться. В управляемой он может быть больше. То есть, релейное соединение выступает своего рода усилителем электрических параметров: тока, напряжения и мощности в цепи.
С принципом работы 4-х контактного реле можно ознакомиться на следующем видео:
Основные технические характеристики реле
Основные характеристики релейного соединения – зависимость между входными и выходными значениями.
Основные показатели:
- время срабатывания – отклик от момента подачи сигнала до начала действия;
- управляемая мощность, которой могут управлять контакты соединения при отклике цепи;
- мощность срабатывания –наименьший показатель, который требуется для начала срабатывания:
- величина тока срабатывания;
- сопротивление обмотки катушки;
- частота коммутаций под нагрузкой – режим отклика релейного соединения.
| Обозначение | Наименование показателя | Описание |
|---|---|---|
| Хср | Показатель срабатывания | Величина, при которой происходит срабатывание якоря (воздействующая величина) |
| Хотп | Показатель отпуска | Противоположный параметр, при котором якорь отпадает (воздействующая величина) |
| Кв | Коэффициент возврата | Отношение значения отпуска к значению срабатывания Кв = Хотп / Хср < 1 |
| Хр | Рабочее значение воздействующего показателя | Максимальное значение величины воздействия, при которой воспринимающий элемент может находиться без разрушений и перегрева выше допустимого температурного режима |
| Кз | Коэффициент запаса (по срабатыванию) | Кз = Хр / Хср> 1 |
Что такое реле: основные виды и их назначение
В зависимости от того, какие показатели подлежат контролю, релейные соединения можно разделить на:
- электрические – для замыкания электрических цепей. Они способны работать под увеличенными нагрузками;
- герконовые – для работы применяется катушка с герконом (баллон, наполненный вакуумом). Может использоваться газ. Геркон или газ распределяется внутри электромагнита;
- электротепловые – работают по принципу расширения металлов;
- времени – в работе применяются реактивные элементы.
По области использования их следует разделить на следующие виды:
- защиты;
- автоматизации.
Рассмотрим классификацию по принципу работы более подробно.
Реле переменного тока
Релейное соединение переменного тока состоит их таки же элементов, что и нейтральное. Все элементы изготавливают из листового металла электротехнического с целью уменьшения потерь на гистерезис и вихревые токи. Кроме того, магнитопровод изготавливается шихтированным. Срабатывание механизма происходит при подаче тока на обмотку определенной частоты.
Если не предпринимать специальные действия, электромеханическая сила проходит через «ноль» 2 раза за период подачи напряжения. Для того, чтобы избежать подобную вибрацию якоря, одна сторона сердечника разделяется на 2 части. На одну насаживают виток из меди, который выполняет роль экрана. Основной недостаток такого соединения – повышенное потребление электрической энергии и сопутствующая вибрация.
В качестве вспомогательного следует рассмотреть принцип работы промежуточного реле 220 В. С его помощью можно разъединять отдельные группы цепей, либо, при разъединении одной, включить другой контур.
Реле постоянного тока
Отличие модели постоянного тока от переменного в магнитопроводе. В данном соединении он цельный. Кроме того, катушка выполнена более высокой и узкой, в отличие от переменного. В остальном, принцип действия реле аналогичен переменному.
Это важно! Основное отличие реле постоянного тока от переменного– небольшое потребление электроэнергии. Это крайне важно для постоянно работающего оборудования.
Электромагнитное соединение
Их можно разделить на нейтральные и поляризованные соединения. В первом случае соединение отвечает на постоянный ток, проходящий в обоих направлениях. Во втором – реакция на полярность сигнала управления.
Плюсы электромагнитных соединений:
- невысокая стоимость по сравнению аналогами;
- практически не нагреваются, так как на замкнутых контурах падение напряжения небольшое.
- абсолютная изоляция между контактными элементами и катушкой;
- устойчивость к повышенному импульсному перенапряжению и внешнему воздействию (например, при молниевых разрядах);
- способность изделия объемом до 10 см³ регулировать нагрузки мощностью до 4 кВт.
К минусам следует отнести низкую скорость функционирования, ограниченный ресурс. Кроме того, при работе в режиме замыкания/размыкания могут возникать радиопомехи.
Электронное соединение
В составе электронного устройства те же элементы, что и в электромагнитном. Основное отличие от аналогов – установка полупроводникового диода вместо магнита. Его задача –контролировать работу обратного тока. Электронные реле применяются в электрических цепях, блоках памяти и иных узлах для подключения силовых нагрузок. Электронное соединение мгновенно изменяет параметры цепи.
В качестве примера можно привести работу автомобильных узлов (генератора, стартера, обогрева зеркал), потребляющих ток большой силы. Можно сказать, что такое токовое реле будет лучшим выбором для данного переключения.
Обозначение реле на электрических схемах
Условное обозначение релейного соединения в виде прямоугольника является единым для всех схем. Со стороны большей длины отводят линии выводящих элементов. Обозначения для контактов аналогично контактам на выключателях. Контакты, расположенные на расстоянии друг от друга, обозначаются буквой К рядом с геометрической фигурой и номером, которым маркировано устройство. Зная буквенное обозначение, можно без труда прочитать схему и понять, где находится реле.
Обозначения на схемах контактов реле выглядят следующим образом:
Условные обозначения элементов на электрической схеме приведены на данном рисунке:
Основные производители
Перед выбором производителя реле, необходимо ознакомится с его рейтингом и каталогом продукции:
| Производитель | Описание |
|---|---|
| АО «НПП Старт» | Основной акцент компании – разработка и производство релейных соединений |
| ОАО «МиассЭлектроАппарат» | Деятельность направлена на производство продукции для автомобилей |
| ОАО «Иркутский релейный завод» | Основное производство –коммутационная техника |
| Фирма «Crydom» США | Ведущая торговая марка твердотельных изделий |
| «Finder» | С 1954 года производит исключительно релейными соединениями. Занимает 3 место в линейке производителей |
Выбираем что купить: электромагнитное или электронное реле, цены
После того, когда было выбрано изделие по требуемым параметрам необходимо ознакомиться со всеми предложениями на рынке. Интернет сыграет роль доброго помощника. Все производители и поставщики электротехнической продукции размещают свои товары и их характеристики в общем доступе. С ориентировочными ценами можно ознакомиться в нашей подборке:
| Изображение | Марка | Максимальный коммутируемый ток, А | Ориентировочная стоимость, руб |
|---|---|---|---|
| Электромагнитные изделия | |||
 | 24VDC 1пер. 5A 240VAC | 5 | 110 |
 | 4-Form-C, 4PDT, 4CO 5VDC | 6 | 450 |
 | 5VDC 1пер. 1A/250VAC | 13,5 | 270 |
 | 24VDC 2пер. 8A/250VAC | 8 | 130 |
 | 12VDC 1пер. 12A/250VAC | 12 | 170 |
 | 3VDC 2пер. 2A/250VAC | 2 | 200 |
 | 230VAC 2пер. 12А | 12 | 510 |
| Электронные изделия | |||
 | DEKraft ПР102-4-05-220-AC LED 23225DEK 1113705 | 5 | 231 |
 | НовАтек-Электро РН-111М 196596 | 16 | 2472 |
 | SVEN OVP-11F SV-012472 | 15 | 668 |
Заключение
Релейное соединение- большой помощник для электрических систем при построении различных схем, начиная от защитного механизма отключения и заканчивая защитными функциями в приборостроении, космической промышленности, военном производстве. В быту реле переменного тока малогабаритное на 220 В будет отличной опорой. Основная его функция – контроль и регулирование электрического оборудования. В принципе, его установка не обязательна, но реле повышает функционирование и стабильность работы техники
Видео: что такое реле и принцип его работы
Как вам статья?
