Електромагнітні реле управління

Реле - електронний апарат, створений для комутації електронних ланцюгів (стрибкоподібного конфігурації вихідних величин) при даних змінах електронних або не електронних вхідних величин.

Релейні елементи (реле) знаходять широке застосування в схемах управління і автоматики, тому що за допомогою їх можна управляти великими потужностями на виході при малих по потужності вхідних сігналах- робити логічні операції-створювати функціональні релейні пристрої-виробляти комутацію електронних цепей- фіксувати відмінності контрольованого параметра від даного рівня-виконувати функції запам`ятовуючого елемента і т. д.

1-е реле було придумано янкі Дж. Генрі в 1831 р і базувалася на електричному принципі діяння, необхідно підкреслити що 1-е реле було комутаційним, а 1-е комутаційне реле придумано янкі С. Бризом Морзе в 1837 р яке в надалі він використовував в телеграфному апараті. Слово реле з`явилося від британського relay, що означало зміну млявих поштових коней на станціях або передачу естафети (relay) млявим спортсменом.

систематизація реле

Реле класифікуються за різними ознаками: за видом вхідних фізичних величин, на які вони реагіруют- за функціями, які вони роблять в системах управління-по конструкції і т. Д. По виду фізичних величин розрізняють електронні, механічні, термічні, оптичні, магнітні, акустичні і т.д. реле. При цьому необхідно підкреслити, що реле може реагувати не тільки на значення певної величини, та й на різницю значень (диференціальні реле), на зміну знака величини (поляризовані реле) або на швидкість зміни вхідної величини.

пристрій реле

Реле зазвичай складається з 3-х головних функціональних елементів: сприймає, проміжного і виконавчого.

Сприймає (первинний) елемент приймає контрольовану величину і конвертує її в іншу фізичну величину.

Проміжний елемент асоціює значення цієї величини з даними значенням і при його перевищенні передає первинне вплив на виконавчий елемент.

Виконавчий елемент виробляє передачу впливу від реле в керовані ланцюга. Всі ці елементи можуть бути очевидно вираженими або об`єднаними разом.

Сприймає елемент залежно від призначення реле і роду фізичної величини, на яку він реагує, може мати різні виконання, як за принципом дії, так і по влаштуванню. Наприклад, в реле максимального струму або реле напруги сприймає елемент виконаний у вигляді електромагніту, в реле тиску - у вигляді мембрани або сильфона, в реле рівня - у віце поплавка і т.д.

По пристрою виконавчого елемента реле поділяються на контактні і безконтактні.

Контактні реле діють на керовану ланцюг за допомогою електронних контактів, замкнутий або розімкнутий стан яких дозволяє забезпечити або повне замикання або повний механічний розрив вихідний ланцюга.

Безконтактні реле діють на керовану ланцюг оковам різкого (стрибкоподібного) зміни показників вихідних електронних ланцюгів (опору, індуктивності, ємності) або зміни рівня напруги (струму).

властивості реле

До основних рис реле визначаються залежностями між параметрами вихідний і вхідний величини.

Розрізняють такі основні властивості реле.

1. Величина спрацювання Хср реле - значення параметра вхідної величини, при якій реле включається. при Х < Хср вихідна величина дорівнює Уmin, при Х ³ Хср величина У стрибком змінюється від Уmin до Уmax і реле включається. Величина спрацювання, на яку відрегульовано реле, іменується уставкой.

2. Потужність спрацьовування РСР реле - мала потужність, яку потрібно підвести до сприймаючого органу для перекладу його зі стану спокою в робочий стан.

3. Керована потужність Руприх - потужність, якою управляють комутуючі органи реле в процесі перемиканні. За потужністю управління розрізняють реле ланцюгів малої потужності (до 25 Вт), реле ланцюгів середньої потужності (до 100 Вт) і реле ланцюгів завищеною потужності (вище 100 Вт), які відносяться до силових реле і іменуються контакторами.

4. Час спрацювання tср реле - проміжок часу від подачі на вхід реле сигналу Хср до початку впливу на керовану ланцюг. За часом спрацьовування розрізняють звичайні, швидкодіючі, уповільнені реле і реле часу. Зазвичай для звичайних реле tср = 50 ... 150 мс, для швидкодіючих реле tср 1 с.

Принцип дії і пристрій електричних реле

Електричні реле, завдяки звичайним принципом діяння і найвищої надійності, отримали саме широке застосування в системах автоматики і в схемах захисту електроустановок. Електричні реле діляться на реле постійного і змінного струму. Реле постійного тока діляться на нейтральні і поляризовані. Нейтральні реле однаково реагують на незмінний струм обох напрямків, що протікає по його обмотці, а поляризовані реле реагують на полярність керуючого сигналу.

Робота електричних реле заснована на використанні електричних сил, що виникають в залізному осерді при проходженні струму по витків його котушки. Деталі реле встановлюються на підставі і замикаються кришкою. Над сердечником електромагніта встановлений рухливий якір (пластинка) з одним або декількома контактами. Навпаки їх знаходяться належні парні нерухомі контакти.

У початковому положенні якір утримується пружиною. При подачі напруги електромагніт притягує якір, долаючи її зусилля, і замикає або розмикає контакти залежно від конструкції реле. Після відключення напруги пружина повертає якір в початкове положення. В якісь моделі, можуть бути інтегровані електричні елементи. Це резистор, приєднаний до обмотки котушки для більш чіткого спрацьовування реле, або (і) конденсатор, паралельний контактам для зниження іскріння і перешкод.

Керована ланцюг електрично ніяк не пов`язана з керуючої, більш того в керованої ланцюга величина струму може бути набагато більше ніж в керуючої. Іншими словами реле насправді роблять роль підсилювача струму, напруги та потужності в електронній ланцюга.

Реле змінного струму спрацьовують при подачі на їх обмотки струму певної частоти, іншими словами головним джерелом енергії є мережа змінного струму. Конструкція реле змінного струму нагадує конструкцію реле постійного струму, тільки сердечник і якір робляться з листів електротехнічної сталі, щоб зменшити втрати на гістерезис і вихрові струми.

Плюси і недоліки електричних реле

• здатність комутації навантажень потужністю до 4 кВт при обсязі реле менше 10 см3-
• стійкість до імпульсних перенапруг і руйнівним перешкод, що з`являються при розрядах блискавок і в результаті комутаційних процесів в високовольтної електротехніке-
• виняткова електронна ізоляція між керуючою ланцюгом (котушкою) і контактною групою - останній еталон 5 кВ є важкодоступною мрією для переважної більшості напівпровідникових ключей-
• маленьке падіння напруги на замкнутих контактах, і, як наслідок, маленьке виділення тепла: при комутації струму 10 А малогабаритне реле сумарно розсіює на котушці і контактах найменш 0,5 Вт, в той час як сімісторний реле дає в атмосферу понад 15 Вт, що, по-1-х, просить насиченого охолодження, а по-2-х, погіршує парниковий ефект на планетке-
• екстремально низька ціна електричних реле в порівнянні з напівпровідниковими ключами

Відзначаючи плюси електромеханіки, відзначимо і недоліки реле: мала швидкість роботи, обмежений (хоча і дуже великий) електронний і механічний ресурс, створення радіоперешкод при замиканні і розмиканні контактів і, врешті-решт, останнє і найнеприємніше властивість - труднощі при комутації індуктивних навантажень і високовольтних навантажень на постійному струмі.

Типова практика впровадження масивних електричних реле - це комутація навантажень на змінному струмі 220 В або на постійному струмі від 5 до 24 В при токах комутації до 10-16 А. Звичайними навантаженнями для контактних груп масивних реле є нагрівачі, малопотужні електродвигуни (наприклад, вентилятори і сервоприводи), лампи розжарювання, електромагніти та інші активні, індуктивні і ємнісні споживачі електричної потужності в діапазоні від 1 Вт до 2-3 кВт.

Поляризовані електричні реле

Різновидом електричних реле є поляризовані електричні реле. Їх принципова відмінність від нейтральних реле складається в можливості реагувати на полярність керуючого сигналу.

Найпоширеніші серії електричних реле управління

Реле проміжне серії РПЛ. Реле створені для впровадження в якості комплектуючих виробів в стаціонарних установках, в головному в схемах керування електроприводами при напрузі до 440В постійного струму і до 660 В змінного струму частотою 50 і 60 Гц. Реле застосовні для роботи в системах управління із застосуванням мікропроцесорної техніки при шунтуванні включає котушки обмежувачем ОПН або при тиристорному управлінні. При необхідності на проміжне реле може бути встановлена ​​одна з приставок ПКЛ і ПВЛ. Номінальний струм контактів - 16А

Реле проміжне серії РПУ-2М. Реле проміжні РПУ-2М створені для роботи в електронних ланцюгах управління і промислової автоматики змінного струму напругою до 415В, частоти 50Гц і постійного струму напругою до 220В.

Реле серії РПУ-0, РПУ-2, РПУ-4. Реле робляться з втягуючий котушками незмінного струму на напруги 12, 24, 48, 60, 110, 220 В і струми 0,4 - 10 А і втягуючий котушками змінного струму - на напруги 12, 24, 36, 110, 127, 220, 230 , 240, 380 та струму 110 А. Реле РПУ-3 з втягуючий котушками незмінного струму - на напруги 24, 48, 60, 110 і 220 В.

Реле проміжне серії РП-21 створені для впровадження в ланцюгах управління електроприводами змінного струму напругою до 380 В і в ланцюгах постійного струму напругою до 220В. Реле РП-21 оснащуються розетками під пайку, під дин. рейку або під гвинт.

До основних рис реле РП-21. Спектр напруг живлення, В: незмінного струму - 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 змінного струму частоти 50 Гц - 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 змінного струму частоти 60 Гц - 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Номінальна напруга ланцюга контактів, В: реле постійного струму - 12 ... 220, реле змінного струму - 12 ... 380 Номінальний струм - 6,0 А Кількість контактів замикаючи. / Розмикаючи. / Перекл. - 0 ... 4/0 ... 2/0 ... 4 Механічна зносостійкість - більше 20 млн. Циклів.

Величезне поширення в системах автоматики верстатів, пристроїв та машин отримали електричні реле постійного струму серії РЕЗ-6 в якості проміжного реле напряжденіем 80 - 300 В, комутований струм 0,1 - 3 А

Як проміжних використовуються також електричні реле серійРП-250, РП-321, РП-341, РП-42 і ряд інших, які можуть вживатися і як реле напруги.

Як обрати електричне реле

Робочі напруги і струми в обмотці реле повинні знаходиться в межах допустимих значень. Зменшення робочого струму в обмотці призводить до зниження надійності контактування, а підвищення до перегріву обмотки, зниження надійності реле при максимально-допустимої температурою вище нуля. Небажана навіть короткострокова подача на обмотку реле завищеного робочої напруги, тому що при цьому виникають механічні перенапруги в деталях муздрамтеатру і контактних груп, а електронне перенапруження обмотки при розмиканні її ланцюга може викликати пробою ізоляції.

При виборі режиму роботи контактів реле потрібно врахувати значення і рід комутованого струму, характер навантаження, загальна кількість і частоту комутації.

При комутації активних і індуктивних навантажень більш важким для контактів є процес розмикання ланцюга, тому що при цьому через утворення дугового розряду відбувається основний знос контактів.

Геркони і герконові реле

електричні контактори

Котушки електронних апаратів

Як зробити перемотування обмоток котушок електронних апаратів на інший рід струму

Путні і кінцеві вимикачі

Модульні електронні апарати

Комутаційні апарати ручного керування. рубильники

Пакетні вимикачі і перемикачі

високовольтні роз`єднувачі