Реле – принцип работы и типы | Полезные Самоделки

Реле – принцип работы и типы

27-08-2022

Что такое реле?

Реле - принцип работы и типы

Реле — это переключатели, которые размыкают и замыкают цепи электромеханическим или электронным способом. Реле управляют одной электрической цепью, размыкая и замыкая контакты в другой цепи. Как показывают схемы реле, когда контакт реле нормально разомкнут (НО), контакт остается разомкнутым, когда реле не находится под напряжением. Когда контакт реле является нормально замкнутым (НЗ), это означает, что контакт замкнут, когда реле не находится под напряжением. В любом случае подача электрического тока на контакты изменит их состояние.
Реле обычно используются для переключения меньших токов в цепи управления и обычно не управляют устройствами, потребляющими энергию, за исключением небольших двигателей и соленоидов, потребляющих малые токи. Тем не менее, реле могут «управлять» большими напряжениями и токами, оказывая усиливающий эффект, потому что небольшое напряжение, приложенное к катушке реле, может привести к переключению контактов большим напряжением.
Защитные реле могут предотвратить повреждение оборудования путем обнаружения электрических отклонений, в том числе перегрузки по току, минимального тока, перегрузок и обратных токов. Кроме того, реле также широко используются для переключения пусковых катушек, нагревательных элементов, контрольных ламп и звуковой сигнализации.

Электромеханические реле против твердотельных реле

Реле бывают либо электромеханическими, либо полупроводниковыми. В электромеханических реле (ЭМР) контакты размыкаются или замыкаются магнитной силой, любой из этих типов может выполнять самые различные функции, например реле контроля напряжения. Основное отличие – в твердотельных реле (SSR) контакты отсутствуют, а переключение полностью электронное. Решение об использовании электромеханических или твердотельных реле зависит от электрических требований приложения, ограничений по стоимости и ожидаемого срока службы. Хотя твердотельные реле стали очень популярными, электромеханические реле остаются распространенными. Многие функции, выполняемые тяжелым оборудованием, нуждаются в коммутационных возможностях электромеханических реле. Твердотельные реле переключают ток с помощью неподвижных электронных устройств, таких как выпрямители с кремниевым управлением.
Эти различия в двух типах реле приводят к преимуществам и недостаткам каждой системы. Поскольку твердотельные реле не должны подавать питание на катушку или размыкать контакты, требуется меньшее напряжение для «включения» твердотельных реле. Точно так же твердотельные реле включаются и выключаются быстрее, потому что нет физических частей, которые нужно перемещать. Хотя отсутствие контактов и движущихся частей означает, что твердотельные реле не подвержены искрению и не изнашиваются, контакты в электромеханических реле можно заменить, тогда как все твердотельные реле должны быть заменены, когда какая-либо часть выходит из строя. Из-за конструкции твердотельных реле существует остаточное электрическое сопротивление и/или утечка тока независимо от того, разомкнуты или замкнуты переключатели

Электромеханические реле

Реле - принцип работы и типы

Основные части и функции электромеханических реле включают в себя:
Рама: Прочная рама, содержащая и поддерживающая части реле.
Катушка: проволока намотана на металлический сердечник. Катушка провода создает электромагнитное поле.
Якорь: подвижная часть реле. Якорь размыкает и замыкает контакты. Прикрепленная пружина возвращает якорь в исходное положение.
Контакты: Проводящая часть переключателя, которая замыкает (замыкает) или размыкает (размыкает) цепь.

Реле включают две цепи: цепь питания и цепь контакта. Катушка находится на питающей стороне; а контакты реле находятся на контактной стороне. Когда катушка реле находится под напряжением, ток, протекающий через катушку, создает магнитное поле. Будь то в блоке постоянного тока, где полярность фиксирована, или в блоке переменного тока, где полярность меняется 120 раз в секунду, основная функция остается неизменной: магнитная катушка притягивает пластину из железа, которая является частью якоря. Один конец якоря прикреплен к металлической раме, выполненной таким образом, что якорь может поворачиваться, а другой конец размыкает и замыкает контакты. Контакты бывают разных конфигураций, в зависимости от количества размыкателей, полюсов и бросков, составляющих реле. Например, реле могут быть описаны как однополюсные, однонаправленные.

Типы электромеханических реле

Реле общего назначения представляют собой электромеханические переключатели, обычно управляемые магнитной катушкой. Реле общего назначения работают с переменным или постоянным током при обычных напряжениях, таких как 12 В, 24 В, 48 В, 120 В и 230 В, и могут управлять токами в диапазоне от 2 до 30 А. Эти реле экономичны, легко заменяемы и допускают широкий диапазон конфигураций переключателей.
Реле управления машиной также управляются магнитной катушкой. Это сверхмощные реле, используемые для управления стартером и другими промышленными компонентами. Хотя они дороже, чем реле общего назначения, они, как правило, более долговечны. Самым большим преимуществом реле управления машиной по сравнению с реле общего назначения является расширяемая функциональность реле управления машиной за счет добавления аксессуаров. Для реле управления машинами доступен широкий выбор принадлежностей, включая дополнительные полюса, трансформируемые контакты, устройства подавления переходных электрических помех, блокировку управления и приспособления для синхронизации.
Герконовые реле представляют собой небольшую, компактную, быстродействующую конструкцию выключателя с одним контактом, который является нормально разомкнутым. Герконовые реле герметично заключены в стеклянную оболочку, что делает контакты невосприимчивыми к загрязнениям, дыму или влаге, обеспечивает надежное переключение и увеличивает ожидаемый срок службы контактов. Концы контакта, которые часто покрываются золотом или другим материалом с низким сопротивлением для повышения проводимости, сближаются и закрываются магнитом. Герконовые реле способны переключать промышленные компоненты, такие как соленоиды, контакторы и стартеры. Герконовые реле состоят из двух герконов. Когда применяется магнитная сила, такая как электромагнит или катушка, она создает магнитное поле, в котором концы язычков принимают противоположную полярность. Когда магнитное поле достаточно сильное, сила притяжения противоположных полюсов преодолевает жесткость камыша и сближает его. Когда магнитная сила исчезает, язычки возвращаются в исходное открытое положение. Эти реле срабатывают очень быстро из-за небольшого расстояния между язычками.

Твердотельные реле

Реле - принцип работы и типы

Твердотельные реле состоят из входной цепи , цепи управления и выходной цепи .. Входная цепь — это часть корпуса реле, к которой подключен компонент управления. Входной контур выполняет ту же функцию, что и обмотка электромеханического реле. Цепь активируется, когда на вход реле подается напряжение, превышающее заданное напряжение срабатывания реле. Входная цепь деактивируется, когда приложенное напряжение меньше указанного минимального напряжения отключения реле. Диапазон напряжения от 3 В до 32 В постоянного тока, обычно используемый с большинством твердотельных реле, делает его пригодным для большинства электронных схем. Цепь управления — это часть реле, которая определяет, когда выходной компонент находится под напряжением или обесточивается. Цепь управления функционирует как связь между входной и выходной цепями. В электромеханических реле эту функцию выполняет катушка. Выходная цепь реле — это часть реле, которая включает нагрузку и выполняет ту же функцию, что и механические контакты электромеханических реле. Однако твердотельные реле обычно имеют только один выходной контакт.

Типы твердотельных реле

Реле с нулевым переключением – реле включают нагрузку при подаче управляющего (минимального рабочего) напряжения и напряжении нагрузки, близком к нулю. Реле с нулевым переключением отключают нагрузку, когда напряжение управления снимается и ток в нагрузке близок к нулю. Наиболее распространены реле с нулевым переключением.
Реле мгновенного включения – немедленно включает нагрузку при наличии напряжения срабатывания. Реле мгновенного включения позволяют включать нагрузку в любой момент ее повышения и понижения.
Реле пикового переключения – включает нагрузку, когда присутствует управляющее напряжение, и напряжение нагрузки находится на пике. Реле пикового переключения выключаются, когда исчезает управляющее напряжение и ток в нагрузке близок к нулю.
Аналоговые переключающие реле – имеет бесконечное количество возможных выходных напряжений в пределах номинального диапазона реле. Аналоговые переключающие реле имеют встроенную схему синхронизации, которая управляет величиной выходного напряжения в зависимости от входного напряжения. Это позволяет использовать функцию времени нарастания нагрузки. Аналоговые переключающие реле выключаются, когда исчезает управляющее напряжение и ток в нагрузке близок к нулю.

Срок службы контактов реле

Срок службы реле зависит от его контактов. При перегорании контактов необходимо заменить контакты реле или все реле. Механическая долговечность — это количество операций (размыканий и замыканий), которые контакт может выполнить без электрического тока. Механический срок службы реле относительно велик, предлагая до 1 000 000 срабатываний. Электрическая долговечность реле — это количество операций (размыканий и замыканий), которые контакты могут выполнять с электрическим током при данном номинальном токе. Срок службы контактов реле составляет от 100 000 до 500 000 циклов.

Еще интересные самоделки:

0
Количество символов