Классификация характеристики и параметры реле

Реле. Классификация, основные параметры, области применения.

Реле́ — электрическое или электронное устройство (ключ), предназначенное для замыкания и размыкания различных участков электрических цепей при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных воздействий.

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 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 настоящее время в электронике и электротехнике реле используют в основном для управления большими токами. В цепях с небольшими токами для управления чаще всего применяются транзисторы или тиристоры

Источник

Классификация и основные характеристики реле

Широкое распространение получили реле в системах автоматики, где осуществляют функции контроля, управления и защиты систем электроснабжения. Специфика областей применения определяет большое разнообразие реле по принципу действия и конструктивному исполнению.

ЭТО ВАЖНО. Классифицировать реле можно по разным признакам. Наиболее целесообразно классифицировать их по воздействующей величине, т.е. по физической величине, на которую реле должно реагировать. Соответственно этому различают реле: тока, напряжения, мощности, тепловые и т.д.

По принципу взаимодействия отдельных частей электрических реле различают электромеханические и статические. Работа электромеханических реле основана на использовании относительного перемещения их механических элементов под воздействием электрического тока, протекающего по обмотке электромагнита. Принцип работы статических реле не связан с перемещением механических элементов, и они выполняются на базе полупроводниковых приборов.

В зависимости от того, на каком принципе устроена работа воспринимающей части электромеханических реле различают электромагнитные, индукционные, электротепловые и др. реле. Соответственно этому различают реле, имеющие различную конструкцию, но выполняют одну и туже функцию, к примеру, реле тока электромагнитное, реле тока индукционное или реле времени электронное, реле времени электромагнитное и т.д.

Кроме того, в зависимости от выполняемых функций электромеханические реле подразделяются на логические и измерительные.

Электромеханические измерительные реле предназначены для срабатывания с определенной точностью при заданном значении контролируемой величины (к ним относятся реле напряжения, реле тока и т.д.).

По способу включениявоспринимающей части различают реле первичные и вторичные. Воспринимающий элемент первичных реле включается непосредственно в контролируемую цепь, а у вторичных реле через измерительные трансформаторы (шунты).

Статическая характеристика реле приведена на рис.8.1.

Значение входного параметра х (напряжения, тока и т.д.), при котором происходит срабатывание реле, называется параметром срабатывания. До тех пор, пока х

К основным характеристикам реле, кроме характеристики управления, также относятся:

мощность срабатывания Р_ср – это минимальная мощность, потребляемая катушкой реле при срабатывании. Реле разделяют на маломощные (Р_ср 10 Вт) ;

выходная (коммутирующая) мощность Р_вых – это произведение максимального отключаемого тока на напряжение источника питания выходной цепи;

время срабатывания t_ср = t_тр + t_дв – это время от момента подачи на вход реле управляющего сигнала до появления (исчезновения) сигнала на выходе (замыкания или размыкания выходных контактов), где t_тр и t_дв – время трогания и время движения якоря;

время отпускания t_отп = t_тр + t_дв – это время от момента снятия входного сигнала до размыкания (замыкания) выходных цепей;

коэффициент возврата реле k_в = х_отп / х_ср 1 – отношение параметра установившегося режима к параметру срабатывания или отношение МДС катушки реле при установившемся режиме к МДС при токе срабатывания, т.е. k_зап= I_уст W_р / (I_ср W_р);

коэффициент управления (усиления) k_у = у_max / х_ср – отношениемаксимального значения выходного сигнала при срабатывании к входному сигналу;

рабочее напряжение (ток) реле, при котором обеспечивается надежное удержание контактов в переключенном состоянии;

быстродействие – по времени срабатывания, времени отпускания, выдержке времени. Современные электромеханические реле способны обеспечивать быстродействие от 0,001 до 0,25 с и выдержки времени от секунд до десятков часов;

механическая износостойкость определяется числом циклов включение-отключение реле без ремонта и замены его узлов и деталей. Ток, при этом, через контакты не протекает. Механическая износостойкость современных реле составляет 10¸20 млн. операций;

коммутационная износостойкость определяется таким числом включений и отключений цепи с током, после которого требуется ремонт и замена узлов и деталей. Коммутационная износостойкость современных реле составляет 2¸3 млн. операций.

При выборе типа реле принимают во внимание все указанные характеристики и параметры, отдавая предпочтение тем, которые в наибольшей степени удовлетворяют требованиям разрабатываемого устройства и условиям его эксплуатации.

Источник

Что такое реле: виды, принцип действия и области применения

Реле – коммутационное устройство (КУ), соединяющее или разъединяющее цепь электронной или электрической схемы при изменении входных величин тока. Прежде чем мы перейдем к детальному рассмотрению того, что такое реле, как устроено, по какому принципу работает и где применяется, пожалуй, нужно узнать, когда это устройство впервые появилось и кто его изобретатель.

История создания

Первенство создания реле спорно. Некоторые утверждают, что впервые это устройство было сконструировано в 1830—1832 гг. русским ученым Шиллингом П.Л. и являлось основным элементом вызывающего механизма в разработанном им же варианте телеграфа.

Другие научные историки приписывают первенство изобретения известному физику Дж. Генри, который в 1835 г. разработал контактное реле во время усовершенствования созданного им в 1831 году телеграфного аппарата. Первый соленоид работал по принципу электромагнитной индукции и был некоммутационным устройством.

Реле, в качестве самостоятельного устройства, впервые упоминается в патенте на телеграф, выданном Самуэлю Морозе.

Как видим, первой сферой применения этого коммутационного устройства был телеграф и только позднее с развитием техники он стал применяться в электрическом и электронном оборудовании.

Устройство и принцип работы реле

Реле представляет собой катушку, состоящую из немагнитного основания, на которое намотан провод из меди с тканевой или синтетической изоляцией, но чаще всего с диэлектрическим лаковым покрытием. Внутри катушки установленной на нетокопроводящее основание, размещается металлический сердечник. Также в устройстве имеются пружины, якорь, соединительные элементы и пары контактов.

При подаче тока на обмотку электромагнита (соленоида) сердечник притягивает якорь, который соединяется с контактом и электрическая или электронная цепь замыкается. При снижении силы тока до определенного значения, якорь, под действием пружины, возвращается на исходную позицию, вследствие чего происходит размыкание цепи.

Более плавная и точная работа достигается благодаря использованию резисторов, а защиту от скачков напряжения и искрения обеспечивает установка конденсаторов.

У большинства электромагнитных реле имеется не одна, а несколько пар контактов, что позволяет управлять несколькими цепями одновременно.

Простейшая схема устройства электромагнитного соленоида

Если в двух словах, то этот вид коммутационного устройства работает по принципу электромагнитной индукции. Благодаря довольно простому принципу действия реле имеют высокую надежность в эксплуатации.

В видеоролике ниже разъясняется принцип действия электромагнитного КУ:

Основные характеристики КУ

К основным характеристикам, на которые следует обратить внимание при выборе данного вида коммутационного устройства, относят:

Классификация и для чего нужно реле

Поскольку реле являются высоконадежными коммутационными устройствами, то не удивительно, что они нашли широкое применение в самых различных областях человеческой деятельности. Они используются в промышленности для автоматизации рабочих процессов, а также в быту в самой различной технике, например в привычных всех холодильниках и стиральных машинах.

Разнообразие видов реле очень велико и каждый предназначен для выполнения определенной задачи

Реле имеют сложную классификацию и делятся на несколько групп:

По сфере применения:

По принципу действия:

По поступающему параметру, вызывающему срабатывание КУ:

По принципу воздействия на управляющую часть устройства:

На фото (обведено красным) показано, где находится одно из реле в стиральной машине

В зависимости от вида и классификации реле применяются в бытовой технике, автомобилях, поездах, станках, вычислительной технике и т.д. Однако, чаще всего этот вид коммутирующего устройства используется для управления токами большой величины.

Основные виды реле и их назначение

Производители настраивают современные коммутационные устройства таким образом, чтобы срабатывание происходило только при определенных условиях, например, при увеличении силы тока, поступающего на входные клеммы КУ. Ниже мы вкратце рассмотрим основные виды соленоидов и их назначение.

Электромагнитные реле

Электромагнитное реле – это электромеханическое коммутационное устройство, принцип действия которого основан на воздействии магнитного поля, созданного током в статичной обмотке, на якорь. Этот вид КУ разделяется собственно на электромагнитные (нейтральные) устройства, которые реагируют лишь на значение тока, подаваемого на обмотку, и поляризованные, работа которых зависит как от токовой величины, так и от полярности.

Принцип работы электромагнитного соленоида

Используемые в промышленном оборудовании электромагнитные реле находятся на промежуточной позиции между сильноточными устройствами (магнитными пускателями, контакторами и т.д.) и слаботочным оборудованием. Наиболее часто данный вид реле применяется в цепях управления.

Реле переменного тока

Срабатывание этого вида реле, как видно из названия, происходит при подаче на обмотку переменного тока определенной частоты. Данное коммутирующее устройство для переменного тока с контролем перехода фазы через ноль или без такового, представляет собой блок из тиристоров, выпрямительных диодов и управляющих схем. Реле переменного тока могут быть выполнены в виде модулей на основе трансформаторной или оптической развязки. Данные КУ применяются в сетях переменного тока с максимальным напряжением 1,6 кВ и средним током нагрузки до 320 A.

Промежуточное реле 220 В

Иногда работа электросети и приборов не возможна без использования промежуточного реле на 220 В. Обычно КУ данного типа применяется, если необходимо разомкнуть или разомкнуть разнонаправленные контакты цепи. К примеру, если используется осветительный прибор с датчиком движения, то один проводник присоединяется к сенсору, а другой подводит электроэнергию к светильнику.

Реле переменного тока широко применяются в промышленном оборудовании и бытовой технике

Работает это таким образом:

С каждым годом реле становятся эффективней и компактней

Функции малогабаритного реле переменного тока с напряжением 220 В весьма разнообразны и широко используются в качестве вспомогательного устройства в самых различных областях. Данный вид КУ применяется в тех случаях, когда основное реле не справляется со своей задачей или же при большом количестве управляемых сетей которые уже не в состоянии обслужить головное устройство.

Промежуточное коммутационное устройство применяется в промышленном и медицинском оборудовании, транспорте, холодильном оборудовании, телевизорах и прочей бытовой технике.

Реле постоянного тока

Реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Отличие между ними состоит в том, что поляризованные КУ постоянного тока чувствительны к полярности подаваемого напряжения. Якорь коммутационного устройства меняет направление движения в зависимости от полюсов питания. Нейтральные электромагнитные реле постоянного тока не зависят от полярности напряжения.

Электромагнитные КУ постоянного тока в основном используют, когда нет возможности подключения к электрической сети переменного тока.

Четырехконтактное автомобильное реле

К недостаткам соленоидов постоянного тока относят необходимость использования блока питания и более высокую стоимость в сравнении с КУ переменного тока.

Данное видео демонстрирует схему подключения и объясняет принцип работы 4 контактного реле:

Источник

Что такое реле

Чтобы понять, что такое реле и как оно работает, необходимо начать с его определения. Релейный аппарат – это коммутационное устройство, работа которого заключается в соединении или разъединении электронной цепи, а также электрических схем, если происходит изменение входящей величины тока. В первую очередь необходимо узнать, как появилось это устройство, и кто его изобрел.

Первое упоминание о реле

Нельзя отнести изобретение только к одному ученому. Так как этот вопрос до сих пор является спорным. Одни считают, что первооткрывателем был русский ученый Шиллинг П. Л., который сконструировал реле в 1830-ых годах. Оно являлось основным элементом в телеграфе, им же созданным.

Другие утверждают, что первым создателем реле был физик Джозеф Генри. В 1835 году он начал усовершенствовать телеграфный аппарат, которого он создал в 1831 году. И для этого он изобрел контактное реле, которое работало на основе принципа электромагнитной индукции. На тот момент устройство было некоммутационное. В 1837 году реле начало выпускаться в больших количествах.

Как отдельное устройство, реле было упомянуто в патенте на телеграфный аппарат, который был выдан Самуэлю Морзе в 1837г.

Первоначально реле было устройством для телеграфа. В современном мире, почти каждое оборудование, техника, бытовые приборы, автомобили и т.д. имеет релейное устройство.

Как устроено и его принцип работы

В сегодняшнее время реле выглядит таким образом: это катушка с намотанным на нее проводом. Этот провод сделан из меди и покрыт, обычно, лаком с диэлектрическим свойством. Он также может иметь изоляцию из ткани или синтетики. В катушке установлен металлический сердечник, который стоит на основании, не проводящем ток. Кроме этого в реле установлены различные соединительные элементы, контакты, якорь и пружины.

Принцип работы реле заключается в следующем. Когда подается ток на катушку, ее сердечник начинает притягивать к себе якорь. Далее он соединяется с контактом и цепь замыкается. Когда сила тока станет ниже, то происходит ее размыкание, т. е. якорь снова вернется в первоначальное положение с помощью пружины.

Чтобы работа устройства продвигалась более точно, для этого используют резисторы. Также существует необходимость в установке конденсаторов. Они защитят реле от скачков напряжения.

Для более продуктивной работы устройства, чтобы управлять сразу несколькими цепями, в электромагнитное реле устанавливают несколько пар контактов.

Характеристика реле

Существует несколько основных характеристик реле, которые подходят всем устройствам не зависимо от принципа работы:

Классификация коммутационных устройств

Реле – это устройство, которое нашло широкое применение. Оно используется не только в разных отраслях промышленности, но и в повседневной жизни. Например, в стиральной машине или холодильнике.

Так как видов коммутационных устройств очень много, то и классификация реле достаточно широкая. Есть несколько групп, по которым можно разделить реле.

По области применения

По принципу срабатывания

По параметрам срабатывания реле

В зависимости от параметров, которые вызывают срабатывание реле, классификация следующая:

По воздействию на электрическую сеть устройства

Виды реле и где применяется

Реле, выпускаемое сегодня, сразу имеет такие настройки, что оно срабатывает на возникновение определенной ситуации. Например, если увеличивается напряжение тока. Рассмотрим, какие есть виды коммутационных устройств и из-за чего происходит срабатывание.

Электромагнитное реле

Принцип работы заключается в том, что вокруг катушки, под воздействием тока, возникает магнитное поле, и оно приводит в действие якорь. Коммутационные устройства данного вида разделяется на нейтральные и поляризованные. Нейтральные реагируют только на величину тока, подаваемую на обмотку катушки. Поляризованные – реагируют не только на размер тока, но и на полярность. Это реле, в основном, применяется в цепях управления.

Реле переменного тока

В этом виде устройства, реле начинает срабатывать, если на обмотку воздействует переменный ток с разной частотой. Коммутационное устройство представляет собой модули на основе трансформаторной развязки. Эти реле используют там, где есть сети с переменным током, у которых максимальное напряжение небольшое. Такое устройство используется в бытовых приборах и станках.

Реле постоянного тока

Эти устройства подразделяются на два вида:

Нейтральные – не зависят от полярности напряжения.

Поляризованные – в зависимости от полярности напряжения, подаваемого на обмотку, якорь меняет свое направление.

Его используют, когда к электросети нет возможности подключить реле переменного тока. Оно используется в разных отраслях производства, для управления автоматикой.

Электронное реле

По принципу работы это реле почти полностью одинаково с электромеханическим устройством, но чтобы выполнить некоторые действия, в нем применяют полупроводниковый диод. Такой вид реле используется в транспортных средствах и установках с увеличенными силовыми нагрузками.

Как обозначается реле на схеме

Для проведения ремонта оборудования, в котором установлено коммутационное устройство, следует знать, как оно выглядит на схеме.

Итак, обмотка катушки на схеме представляет собой прямоугольник, от которого выходят контакты: А1 и А2. Само реле подписывается буквой К.

Поляризованное реле на схеме также представляет собой прямоугольник, только с большой черной точкой, на одном из контактов. Такое реле обозначается буквой Р.

Это основные обозначения устройства на схеме. Для более подробного ознакомления с другими видами изображений можно ознакомиться в справочнике по электронике.

Основные производители релейных устройств

Finder – производитель реле из Германии. Они выпускают реле следующих видов: общего назначения, реле времени, силовые, интерфейсные и т. д.

Акционерное общество НПК «Северная заря» – производство из России. Выпускаемая продукция: реле времени контактные и бесконтактные, электромагнитные устройства и т. д.

Omron – компания из Японии. Выпускает следующие реле: электромеханические реле, переключатели, низковольтные и твердотельные устройства.

Cosmo Electronics – тайваньская компания по выпуску коммутационных устройств. Произведенное реле нашло свое применение в промышленности, медицинском оборудовании, а также бытовой технике и автомобилях.

American Zettler – лидер по выпуску реле. Продукция, выпускаемая этой компанией, используется во всех сферах деятельности. Ими налажено производство более чем 30 видов коммутационных устройств.

Стоимость устройства и где можно приобрести

Стоимость реле зависит от множества факторов: от его вида, завода изготовителя, продавца и т. д. В результате релейное устройство может стоить начиная от 200 руб. до 500 руб. для бытовых приборов. А электронные устройства могут иметь цену от 1000 до 7000 руб. В сегодняшнее время купить его не составит труда, так как есть специальные магазины, а так же сайты в интернете. Там указана вся информация о продукте и его цена.

Заключение

Исходя из всего вышеизложенного, можно сделать вывод, что реле используется практически в каждом оборудовании. И это касается не только промышленности, но и бытовых приборов, используемых дома.

Источник

Электроника для чайников: что такое реле и зачем оно нужно. Устройство, типы, описание

Реле – это переключатель. Причем не совсем обычный. Когда в подъезде лампочка загорается от звука шагов, это не волшебство, это работает реле. В этой статье расскажем о назначении реле и принципе его работы.

Существует очень много типов и классификаций реле. Но мы поговорим не только о них, но и о том, что такое реле и как оно работает. Поехали!

Что такое реле

Определение реле таково:

Реле – это электромагнитное коммутационное устройство, предназначенное для установки и разрыва соединений в электрических цепях. Реле срабатывает при скачкообразном изменении входной величины.

Говоря проще, когда входная величина меняется (ток, напряжение), реле замыкает или размыкает цепь. При этом в зависимости от типа реле входная величина не обязательно имеет электрическую природу.

Слово «реле» происходит от французского relay. Это понятие обозначало смену почтовых лошадей или передачу эстафеты.

Как работает реле?

Во-первых, вспомним Джозефа Генри, с именем которого связано понятие индуктивности. Провод, по которому течет ток, является магнитом. Если мы намотаем провод витками на сердечник, то получится катушка индуктивности.

Как катушка индуктивности ведет себя в цепи переменного тока? Если катушку включить в цепь, то фаза тока в цепи будет отставать от напряжения. Другими словами, при максимальном значении напряжения ток будет минимален и наоборот.

Это связано с тем, что когда катушка включена в цепь, в ней возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует росту основного тока через катушку.

Теперь вернемся к реле. Простейшее электромагнитное реле состоит из электромагнита (катушки), якоря и соединяющих элементов. При подаче электрического тока на катушку она притягивает якорь с контактом, который замыкает цепь.

Чтобы представить все это, посмотрим на рисунок:

Устройство и вид электромагнитного реле

Реле имеет две цепи: управляющую и управляемую. Управляющая цепь – это цепь, через которую ток подается на катушку. Управляемая – цепь, которую и замыкает якорь при срабатывании реле.

Таким образом, реле позволяет контролировать большие токи в управляемой цепи при помощи слаботочной управляющей цепи.

На каждом реле есть обозначения контактов управляемой и управляющей цепи. Также на корпусе изделия указаны значения тока и напряжения, на которые рассчитано реле.

Обозначения на корпусе реле

Электромагнитное реле, рассмотренное выше, не работает мгновенно. После подачи тока на катушку должно пройти какое-то время, и лишь потом реле сработает. Это связано с таким явлением, как гистерезис. Гистерезис переводится с латинского как отставание или запаздывание.

Мы уже говорили про ЭДС самоиндукции, возникающую в катушке. Когда реле включается в цепь, в катушке начинает течь ток, но сила тока нарастает постепенно. Нарастание тока в катушке можно представить в виде петли гистерезиса. Когда нужное значение силы тока достигнуто, реле срабатывает.

По этой причине реле не используются в самой быстродействующей аппаратуре, где время срабатывания должно быть сведено практически к нулю.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Типы реле

В зависимости от входной величины, на которую реагирует реле, бывают:

Также в зависимости от принципа действия различают:

Применение реле

В основном реле применяются для защиты силовой аппаратуры от перенапряжений, в электронике автомобилей. Реле также присутствуют во многих бытовых приборах. В чайнике используется тепловое реле. В каждом холодильнике есть пусковое реле.

Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году. Первые реле нашли свое предназначение в телеграфии.

Например, логично предположить, что реле тока служит для контроля силы тока в цепи.

Так, при перегрузках на электродвигателе включается реле тока, которое своими контактами включает реле времени. По прошествии допустимого времени работы двигателя в режиме перегрузки реле времени разрывает цепь.

Блок реле тока

Конечно, сначала все это может показаться сложным и запутанным. Однако если начать разбираться и приложить немного усилий, вы в скором времени сами сможете не только рассказать про устройство и принцип действия реле, но и успешно заняться его подключением. А в будущем, возможно, стать специалистом по релейной защите.

Когда есть студенческий сервис, специалисты которого готовы оказать помощь в любое время, больше не нужно бояться трудных предметов и строгих преподавателей.

Напоследок видео, в котором подробно, наглядно и просто рассказывается о том, как работает реле: