Реле електромагнітне: пристрій, принцип дії

Відео: Як працює РЕЛЕ [РадіолюбітельTV 75]

Електромагнітне реле - це комутаційний пристрій для перемикання електричних ланцюгів електромагнітним полем.

Області застосування

Електромагнітна комутація використовується в схемах автоматики, керування електроприводами, електроенергетичними і технологічними установками, в системах контролю і т. П. Реле електромагнітне дозволяє регулювати напруги і струми, виконувати функції запам`ятовуючих і перетворюють пристроїв, фіксувати відхилення параметрів від заданих значень.

Принцип роботи

Електромагнітне реле, принцип дії якого є загальним для будь-якого типу, складається з наступних елементів:

1. Підстава.
2. Якір.
3. Котушка з витків дроту.
4. Рухливі і закріплені контакти.

Всі деталі кріпляться на підставі. Якір виконаний з можливістю повороту і утримується пружиною. Коли на обмотку котушки подається напруга, по її витків протікає електричний струм, створюючи електромагнітні сили в осерді. Вони притягують якір, який повертається і замикає рухливі контакти з парними нерухомими. При відключенні струму якір повертається пружиною назад. Разом з ним переміщаються рухомі контакти.

Від типової конструкції відрізняються тільки герконові реле, де контакти, сердечник, якір і пружина суміщені в єдиній парі електродів.

Електромагнітне реле, схема якого зображена нижче, є коммутирующим пристроєм.

Вона типова і в цілому показує, як електрична енергія перетворюється в магнітну, яка потім долає зусилля пружини і переміщує контакти.

Електричні ланцюги котушки і комутації нічим не пов`язані. За рахунок цього малі струми можуть управляти великими. В результаті реле електромагнітне є підсилювачем струму або напруги-ня. Функціонально воно включає три основних елементи:

• сприймає;
• проміжний;
• виконавчий.

Першим з них є обмотка, що створює електромагнітне поле. По ній проходить контрольований струм, при досягненні яких заданого порогового значення відбувається вплив на виконавчий елемент - електричні контакти, які замикають або розмикають вихідний ланцюг.

Класифікація

Реле класифікуються наступним чином:

1. За способом управління контактами - якірні і герконові. У першому випадку замикання-розмикання контактів виробляється при переміщенні якоря. У герконовий перемикачах сердечник відсутня і магнітне поле впливає безпосередньо на феромагнітні електроди з контактами.
2. Керуючий струм може бути постійним або змінним. В останньому випадку якір і сердечник виконуються з пластин електротехнічної сталі для зменшення втрат. Для постійного струму пристрою бувають нейтральними і поляризованими.
3. По швидкодії спрацьовування реле діляться на 3 групи: до 50 мс, до 150 мс і більше 1 с.
4. Захист від зовнішніх впливів передбачає влаштування герметизовані, зачохлені і відкриті.

При всьому різноманітті типів, представлених нижче, дія електромагнітного реле засноване на загальному принципі комутації контактів.

Пристрій електромагнітного реле заховано всередині корпусу, зовні виступають тільки висновки обмотки і контактів. Вони здебільшого пронумеровані, для кожної моделі дається схема підключення.

параметри

Основними характеристиками реле є:

1. Чутливість - перемикання від подаваного в обмотку сигналу певної потужності, достатньої, щоб відбувалося включення.
2. Опір обмотки.
3. Напруга (струм) спрацьовування - мінімальне порогове значення параметра, при якому контакти перемикаються.
4. Напруга (струм) відпускання.
5. Час спрацювання.
6. Робочий струм (напруга) - величина, при якій відбувається гарантоване включення в процесі експлуатації (значення вказується в заданих межах).
7. Час відпускання.
8. Частота включень з навантаженням на контактах.

Гідності й недоліки

Реле електромагнітне має такі переваги над напівпровідниковими конкурентами:

• комутація великих навантажень при малих габаритах;
• гальванічна розв`язка між ланцюгом управління і групою комутації;
• низьке тепловиділення на контактах і котушці;
• невелика ціна.

Пристрою притаманні також недоліки:

• повільне спрацьовування;
• відносно невеликий ресурс;
• радіоперешкоди при перемиканні контактів;
• складність комутації на постійному струмі високовольтних і індуктивних навантажень.

Робоча напруга і струм котушки не повинні виходити за задані межі. При їх низьких значеннях стає ненадійним контактування, а при високих - перегрівається обмотка, збільшується механічне навантаження на деталі і може статися пробій ізоляції.

Довговічність реле залежить від виду навантаження і струму, частоти і кількості комутацій. Найбільше контакти зношуються при розмиканні, що утворює дугу.

Відео: Розбирання дифавтомати. Пристрій і принцип роботи.

Безконтактні апарати мають перевагу, оскільки у них не з`являється дуга. Але є також маса інших недоліків, що не дає можливості замінити реле.

Електромагнітні реле струму

Реле струму і напруги відрізняються, хоча структура у них схожа. Різниця полягає у виконанні котушки. Реле струму має малу кількість витків на котушці, опір якого невелика. При цьому намотування проводиться товстим проводом.

Обмотка реле напруги утворюється великою кількістю витків. Її зазвичай включають в діючу мережу. Кожен пристрій контролює свій певний параметр з автоматичним включенням або відключенням споживача.

За допомогою реле струму контролюють його силу в навантаженні, до якої підключається обмотка. Інформація передається в іншу ланцюг за допомогою підключення до неї опору коммутирующим контактом. Підключення проводиться в силову схему безпосередньо або через вимірювальні трансформатори.

Захисні пристрої відрізняються швидкодією і мають час спрацювання в кілька десятків мілісекунд.

Реле часу

У схемах автоматики нерідко виникає необхідність створювати запізнювання при спрацьовуванні апаратів або видавати сигнали для технологічних процесів в певній послідовності. Для цього служать перемикачі з затримкою за часом, до яких пред`являються наступні вимоги:

• стабільність витримки незалежно від впливу зовнішніх чинників;
• невеликі габарити, маса і споживана енергія;
• достатня потужність системи контактів.

Для управління електроприводами високі вимоги до точності не пред`являються. Витримка становить 0,25-10 с. Надійність повинна бути висока, оскільки робота часто виконується в умовах тряски і вібрації. Захисні пристрої енергосистем повинні працювати точно. Витримка не перевищує 20 сек. Спрацьовування відбувається досить рідко, тому високі вимоги до зносостійкості не пред`являються.

Відео: Огляд електромагнітних реле

Електромагнітні реле часу працюють на наступних принципах уповільнення:

1. Пневматична - за рахунок наявності пневматичного демпфера.
2. Електромагнітне - при постійному струмі існує додаткова короткозамкнутая обмотка, в якій наводиться струм, що перешкоджає наростанню головного магнітного потоку при спрацьовуванні, а також його зниження при відключенні.
3. З анкерним або годинниковим механізмом, який заводиться від електромагніту, і контакти спрацьовують після відліку часу.
4. Моторне - подача напруги одночасно на електромагніт і двигун, що обертає кулачки, що призводять в дію систему контактів.
5. Електронне - за допомогою інтегральних ланцюгів або цифрової логіки.

висновок

З настанням ери електроніки реле електромагнітне поступово витісняється, але воно все ж розвивається, досягаючи нових можливостей. Йому важко знайти альтернативу в місцях, де мають місце перепади струму і напруги під час пуску і відключення пристроїв, що використовують електрику.