Что такое реле, устройство, принцип действия, виды, производители

Содержание

1 Диагностика обмотки
2 Виды реле по типу поступающего параметра
3 Общее описание конструкции
4 Что такое электромагнитное реле
5 Навигация по записям
6 Характеристики автомобильного реле
7 Конструкция коммутационного прибора
8 Запуск нагрузки кнопкой на заданное время
9 Нормально замкнутые
10 Классификация реле по способу включения
11 Виды реле по типу поступающего параметра
12 Основные виды реле и их назначение

Диагностика обмотки

Обмотка электромеханического реле представляет собой катушку индуктивности, то есть проволоку, намотанную по спирали на сердечник. Она имеет определённое сопротивление, которое можно высчитать, используя закон Ома: R = U / I, где ток и напряжение берутся максимально возможными для подачи на устройство. В любом случае значение сопротивления катушки должно находиться в пределах от десятков до сотен ом. Но для твердотельного реле этот показатель может составлять и единицы килоом.

Это положение и используется для проверки целостности катушки. Её тестирование можно представить в виде следующей последовательности действий:

Мультиметр переключается в режим прозвонки сопротивлений. Для этого галетный переключатель устройства переводится в область, обозначенную на приборе символом Ω, причём диапазон ставится около двух килоом.
Один измерительный провод подключается к гнезду, подписанному как V/Ω, а второй — в COM.
Щупами проводов прикасаются к выводам реле, соответствующим управляющим контактам.
По отклонению стрелки или появившемуся числу узнаётся сопротивление обмотки.

Виды реле по типу поступающего параметра

По этому параметру разделяют реле: тока, мощности, частоты, напряжения, давления, акустических величин, количества газа. Устройства могут быть максимальными и минимальными. Реле, которые срабатывают при превышении заданной величины, называют «максимальными», а при ее падении ниже заданного уровня – «минимальными».

Реле тока

Реле тока реагируют на резкие перепады тока и при необходимости отключают отдельную нагрузку или всю систему электроснабжения. Величина максимального тока, при которой необходимо отключить потребителей, устанавливается регулятором.

Реле напряжения

Реле напряжения реагируют на величину напряжения и включаются через трансформаторы напряжения. Используются для контроля фаз напряжения в электросетях и защиты электроприборов. Основой такого реле является контроллер быстрого реагирования, отслеживающий отклонения напряжения за установленные пределы. Общепринятый стандарт срабатывания таких реле – ниже 170 В и выше 250 В.

Реле частоты

Служат для контроля частоты переменного тока, которая должна быть равна 50 или 60 Гц в одно- и трехфазных сетях. Обычно имеют фиксированные задержки срабатывания. Пороги размыкания цепи, которая находится под контролем, можно регулировать. Режим работы этого устройства может предусматривать наличие «памяти» аварии.

Реле мощности

Устройство, ограничивающее мощность, действует аналогично ограничителю тока нагрузки. При превышении установленного порога мощности происходит отключение потребителя. Реле ограничения мощности часто оснащаются функцией автоматического повторного включения. То есть, после снижения нагрузки работа оборудования возобновляется автоматически.

Реле давления

Реле давления – важнейший прибор, используемый в насосном оборудовании для контроля перепадов давления воды, масла, нефти, воздуха. Различают два основных типа таких приборов – электромеханические и электронные.

Электромеханические реле имеют в конструкции особый элемент, реагирующий на изменение давления в системе, – гибкую мембрану, которая изгибается под напором жидкости (воздуха) в системе. Она соединяется с двумя пружинами, одна из которых настраивается на минимально допустимый напор, а вторая – на разницу между верхней и нижней границами давления в системе. При снижении давления в системе ниже минимального порога реле включает насосное оборудование, при превышении верхнего порога – отключает. Это простые и надежные устройства, но не очень удобные в эксплуатации. Оператору приходится регулярно проверять настройки и при необходимости их корректировать.

Электронные устройства имеют более сложную конструкцию. Пределы можно устанавливать очень точно и при эксплуатации контролировать их не требуется. Электронные приборы чувствительны к гидроударам, поэтому их оснащают небольшими гидробаками (объем – примерно 400 мл). Электронное реле давления устанавливается между насосным оборудованием и первой точкой водоразбора.

Доработка реле поворотов под светодиоды

Реле акустические

Акустические реле реагируют на изменение акустических величин – частоты звуковой волны, ее давления или акустических характеристик материалов – коэффициентов поглощения и отражения. Принцип действия может быть механическим или электрическим. В акустических приборах механического действия предусмотрена мембрана, которая прогибается под давлением звуковых волн, и при достижении определенной величины давления происходит замыкание контакта. В состав электрических акустических приборов входят: воспринимающий орган (микрофон, фильтр), усилитель, выходное электрическое реле.

Устройства, срабатывающие на любой шум, часто используются совместно с системой освещения. Они реагируют на любой возникающий шум в помещении и дают сигнал на включение света. Обычно их устанавливают в коридорах и на лестничных площадках. Также акустические реле широко используются в охранных системах, «интеллектуальных» игрушках.

Газовые реле

Эти приборы применяются для обеспечения газовой защиты. Они представляют собой металлический корпус, врезанный в маслопровод. Реле в нормальном состоянии заполнено маслом, а его контакты находятся в разомкнутом состоянии. При повышении содержания газов они заполняют верхнюю часть реле с одновременным вытеснением масла. Поплавок, имеющийся в конструкции, с понижением уровня масла опускается, поворачивается вокруг своей оси и вызывает замыкание контактов в сигнальной цепи. Сформированный сигнал предупреждает о высокой загазованности среды.

Общее описание конструкции

Понятие «реле» объединяет целое семейство устройств разной конструкции. Но в общем случае реле состоит из трех основных функциональных элементов:

Воспринимающий. Это первичный элемент, который воспринимает контролируемую величину и преобразует ее в другую физическую величину.
Промежуточный. Сравнивает полученное значение с заданным параметром. Если это значение выше или ниже заданного параметра, то на исполнительный элемент передается первичное воздействие.
Исполнительный. Этот элемент передает воздействие в цепи, управляемые реле. В результате такого воздействия может произойти: размыкание или соединение управляемой цепи, переключение параметров тока.

Исполнение и принцип действия первичного элемента зависят от того, какое назначение имеет реле и на какую физическую величину (сила тока, напряжение, свет, тепло и т.п.) оно настроено.

Что такое электромагнитное реле

Это электромеханическое коммутационное устройство, основанное на принципе электромагнитной силы. При подаче электричества, внутри него образуется магнитное поле, благодаря которому, с помощью специального механизма происходит замыкание или размыкание коммутируемой электрической цепи.

Проще говоря, это устройство для управления другой электрической цепью, выполняющее управление через замыкание и размыкание контактов. Бывают реле постоянного и переменного тока, постоянного тока подразделяются на поляризованные и нейтральные, каждое из них предназначено для своих целей. Более подробно обо всем далее.

Конструкция и устройство

Конструкция состоит из трех главных частей, основным элементом которой является электромагнитная медная катушка с закрепленным внутри ферритовым сердечником (соленоидом), выполняющая роль электромагнита, закрепленная на неподвижной площадке – ярмо.

Скрытые возможности кнопки start/stop engine

Вторая часть называется якорь, являющая металлической пластиной с контактной площадкой на конце, в разомкнутом положении удерживающейся пружиной. Контактная часть реле является исполнительным изолированным органом, при перемещении которого контакты замыкаются или размыкаются.

Бывают однопарные, двуполярные, многопарные, исходно замкнутые (NC) или разомкнутые (NO).

Три основные элемента:

Первичный или воспринимающий элемент (катушка с сердечником) – воспринимает электричество и преобразует его в магнитное поле.
Промежуточный, подвижный элемент (якорь) – в результате появления магнитного поля возникает ЭДС, изменяющая положение якоря или механического привода механизма, который служит для замыкания контактов.
Исполнительный орган (нормально замкнутый контакт или разомкнутый) – воздействует на другую электрическую схему включая или отключая ее.

Принцип работы

При подаче напряжения на обмотку катушки создается ЭДС, сила магнитного поля притягивает якорь с исходного положения, преодолевая усилие пружины, удерживающей якорь, тем самым замыкая контакт управляющей цепи.

В зависимости от конструкции реле, якорь замыкает или размыкает эклектическую цепь. После прекращения подачи электричества магнитное поле исчезает и якорь возвращается в свое обратное положение обратным сжатием пружины.

Сама катушка соленоид, в зависимости от количества витков проволоки, может срабатывать на разную силу тока, маркировка обычно указана на корпусе.

Примечание. УЗО представляет из себя обычное размыкающееся реле.

Подключение через реле 4 контактное схема подключения

Виды реле

Помимо электромагнитных устройств, сегодня существует большое количество видов реле различного назначения и отличного принципа действия, использующихся для управления системами защиты от перепадов напряжения в бесперебойных системах защиты, автоматических приборах, интегральных электросхемах. К таким типам относятся:

Электронные, в качестве ключа используется резистор, не щелкает при переключении
Электротепловые
Герконовые
Времени
Приорита
Твердотельные – отсутствует соленоид, роль якоря выполняет мощный симистор или тиристор
Индукционные
Световые (совместно с датчиком света)

Также их следует различать по виду входящего сигнала, в зависимости от конструкции включение и выключение может происходить под воздействием:

Напряжения
Частоты электрической цепи
Изменения мощности
Света
Температуры
Давления
Звука
Давления газа

Навигация по записям

Включаем габариты или ближний свет, ДХО тухнут

Теперь кратко пройдемся по правилам работы и использования ДХО: ДХО должны использоваться только в светлое время суток; Запрещено использование ДХО совместно с габаритными огнями, с ближним и дальним светом фар, а также с противотуманными фарами.
Отдельно хотелось бы остановиться на важном моменте, он касается использования ДХО совместно с дальним светом фар.
Это обычные реле из комплекта сигнализаций, и другого дополнительного оборудования. Схема реле содержащее диод и подключение его обмотки: При подаче напряжения на контакты управления реле срабатывает и замыкает или размыкает электрическую цепь силовыми контактами.
Типовые схемы реле

Силовые контакты маркируются всегда как 30, 87 и 87а. Подключение и установка LED-драйвера — это лишняя трата времени, ведь ДХО на светодиодах месяцами исправно светят без какой-либо стабилизации… Однако данное утверждение легко оспорить. Рассмотрим подключение противотуманок.
С зажиганием, в этом случае без заведенного двигателя не включить противотуманные фары, обычно используется плюс с замка зажигания или IGN2, который лучше всего искать с помощью вольтметра, так как если использовать ламповый пробник, есть вероятность повреждения электроники автомобиля. В зависимости от того, есть ли на них напряжение или нет, замыкаются контакты 87 или 87А; Контакт 30 — силовой питающий контакт реле.

То есть если повернуть ключ в замке зажигания, но не заводить автомобиль, ДХО будут гореть. Один из контактов, 87а или 87, могут отсутствовать. Читайте так же. Преимущества реле: простота конструкции; ремонтопригодность.

Один из контактов, 87а или 87, могут отсутствовать. В частности, электрическая функциональная схема ДХО должна быть собрана таким образом, чтобы ходовые огни автоматически включались при повороте ключа зажигания запуске двигателя. Данная схема уже имеет право на жизнь, так как вы можете управлять работой ДХО в зависимости от ваших условий движения. В месте плохого контакта при протекании тока выделяется избыточное тепло, ток в силовых цепях растет, что влечет за собой разогрев места плохого контакта в подключаемой цепи, и в дальнейшем происходит оплавление пластиковых деталей мест крепления этих контактов. Якорь изготовлен из материала, который магнитится и он притягивается к сердечнику катушки.

В этом случае й контакт соединяют с лампой давления масла. Напряжение срабатывания катушки. От случайных КЗ при монтаже и работе никто не застрахован! Простейшая схема Самая простая схема включения ДХО при запуске двигателя показана на рисунке. Дело в том, что при каждом скачке напряжения на светодиодном модуле появляется более 12 В, прямой ток через светодиоды превышает номинальное значение, что ведёт к перегреву излучающего кристалла.
Подключение доп.фар через реле

Характеристики автомобильного реле

Так как реле призвано работать с высокими токами, то одной из важных характеристик является ток, с которым оно может работать. То есть встречается маркировка 20А, 30 А, 40 А и более

На этот показатель необходимо обращать внимание при подборе реле для нагрузки известной мощности. Ведь такие большие токи при бортовом напряжении в 12 вольт на самом деле выдают не такую уж большую итоговую мощность

То есть если у нас лампы на фарах по 55 Вт, то в сумме 110 Вт. По формуле P=U*I, получается ток 110:12=9,1 А. В итоге получается, что одно реле может разом коммутировать 2 группы фар, не более. Если это целая «люстра» то ток реле выбираем исходя из мощности нагрузки, используя формулу выше… Пример приведен.

Конструкция коммутационного прибора

Электрическое реле — это устройство, предназначенное для использования в качестве коммутатора. Оно умеет соединять или разъединять электрическую цепь в зависимости от приходящего на него управляющего сигнала. Линия, которая подключена к элементу, называется управляемой, а та, по которой на него поступает команда — управляющей.

Используются реле при автоматизации различных операций. Они с успехом справляются с управлением различного рода сигналами, защитой электрооборудования. Их применяют в охранных и отопительных системах, звукотехнике, то есть везде, где необходимо автоматическое переключение режимов работы при изменении каких-либо параметров.

При поиске и устранении различных неисправностей в технике одним из этапов ремонта является проведение теста переключающего элемента. Делают это с помощью измерителя величин. Но перед тем как проверить реле на работоспособность мультиметром, следует знать, как оно устроено и понимать принцип его действия.

Принцип работы

Реле — это электромагнит, состоящий из контактной группы, якоря и катушки индуктивности. Все детали устанавливаются на основание и помещаются в закрытый корпус. Монтируются элементы следующим образом: сверху сердечника магнитной системы размещается якорь (ярмо). Удерживается он в начальном положении с помощью пружины и представляет собой подвижную пластинку Г-образной формы.

К нижнему плечу передачи крепится группа пластин с контактами, при этом напротив них устанавливается такое же число контактных оснований. Каждый пластинчатый контакт выводится наружу из корпуса, образуя выводы устройства.

Принцип действия электронного приспособления заключается в способностях электромагнитного поля воздействовать на проводящие предметы. При подаче напряжения на выводы обмотки через неё начинает протекать ток. Когда его значение достигает определённой величины, в обмотке возникают две силы (электродвижущая и магнитная), заставляющие якорь прижиматься к поверхности катушки, преодолевая силу пружины.

В зависимости от конструкции начальное положение может быть как замкнутым, так и разомкнутым, поэтому в реле второго типа после подачи напряжения произойдёт размыкание линии. Как только сигнал необходимой амплитуды будет снят с выводов обмотки реле, контакты прибора вернутся в первоначальное состояние.

Виды и характеристики

Электрические релейные элементы различаются по количеству выводов и форме, но их суть остаётся одинаковой — подключение или отключение нагрузки от сигнальной линии. По виду физических процессов, которые приводят к перекоммутации, реле разделяют на следующие виды:

нейтральные — не зависят от полярности сигнала, поданного на управляющие выводы;
поляризованные — в них положение контактов зависит от направления тока;
магнитоэлектрические — реагируют только на постоянный ток;
ферродинамические — в их конструкции используются ферромагнитные сердечники, усиливающие магнитный поток;
индукционные — основаны на связи между изменяющимся магнитным потоком и индуцированным током в проводнике;
тепловые — реагируют на тепло, появляющееся при прохождении тока через пластины и изменяющее их форму;
электронные — в них используется свойство p-n перехода проводить ток только в одном направлении (диод).

Также устройства разделяются по типу контактов, которые могут быть трёх типов: нормально замкнутыми, нормально разомкнутыми и перекидными. Как и любой электромеханический прибор, реле характеризуется своими техническими параметрами, определяющими работу и назначение устройства. Конечно, все параметры реле проверить мультиметром будет невозможно, но с его помощью точно можно определить работоспособность переключателя. К основным характеристикам прибора относят:

обмоточное напряжение — это значение амплитуды сигнала, при котором реле переходит из одного устойчивого состояния подключения контактов в другое;
ток коммутации обозначает наибольшее значение тока, которое может пропустить через себя реле, не изменив своих параметров;
номинальное напряжение разделяется на значения, соответствующие переменному и постоянному уровню сигнала, обозначает максимальную разность потенциалов, появление которой допустимо на подключённых к нагрузке выводах;
рабочая частота — это количество переключений, которое может выполнить прибор за единицу времени;
износостойкость определяется механической надёжностью контактных групп, измеряется в циклах;
время срабатывания характеризуется интервалом, в течение которого изменяется положение контактных групп после прихода управляющего сигнала.

Запуск нагрузки кнопкой на заданное время

По просьбе читателя Сергея публикуем схему, реализовав которую, появится возможность запускать нажатием кнопки исполнительное устройство на заданное время. Например, двигатель. Устройство задержки РВО-П2-15 выбрано случайным образом, подойдет любое другое со сходными параметрами.

Схема простая и приводится без пояснений:

Для правильной работы РВО-П2-15, необходимо выполнить его настройку согласно паспорту:

Чтобы устройство задержки включалось одновременно с подачей питания, необходимо DIP-переключатель 4 перевести в положение 2.
DIP-переключателями 1–3 выбрать диапазон времени.
Установить заданное время выдержки.

Нормально замкнутые

Алгоритм их работы прямо противоположен. Контакты замкнуты при обесточенном реле, и отключаются при появлении на обмотке напряжения. Используется это при реализации различных блокировок и в цепях сигнализации. Типичным примером использования нормально замкнутых контактов является механическое реле регулятор. Коротко о его работе поговорим ниже.

Через нормально замкнутые контакты подается напряжение на обмотку возбуждения. Соответственно, при отпущенном якоре генератор вырабатывает электрический ток. Происходит подзарядка аккумулятора. Как только напряжение в бортовой сети превышает установленное значение, якорь притягивается, контакты реле-регулятора отпускаются, обмотка возбуждения обесточивается. В итоге снижается напряжение на выходе генератора.

Кстати, несмотря на то, что давно появились электронные реле-регуляторы, владельцы старых автомобилей не спешат ставить их вместо механических. Связано это с безотказной работой последних в течение многих лет. Это к вопросу о надежности.

Классификация реле по способу включения

Исходя из методики установки, реле подразделяются на первичные и вторичные.

К первой категории относятся устройства, которые подключаются непосредственно в цепь элемента, на защиту которого они направлены. Преимуществом таких реле является отсутствие необходимости в измерительных трансформаторах, источниках оперативного тока, контрольных кабелях.

Вторичные реле подключаются в цепь с помощью вторичных трансформаторов. Они обладают стандартными характеристиками, рассчитаны на эксплуатацию при токе 5 А и напряжении 100 В. Устройства данной категории пользуются большой популярностью и характеризуются широкими сферами применения. Основные достоинства вторичных КУ:

наличие изоляции, защищающей от высокого напряжения;
универсальность применения для любых электросетей с разными характеристиками тока и напряжения;
возможность поместить реле в место, которое удобно обслуживать.