Реле переменного тока принцип действия: Реле: устройство и принцип работы

Принцип действия реле постоянного и переменного тока

Электроприборы для применения в современных помещениях сегодня представляют собой обширный перечень компонентов, предназначенных для самостоятельного подключения. К ним относятся так называемые реле тока – автоматические электромагнитные средства управления напряжением. Эта статья дает возможность узнать, что представляет собой токовое реле, какие есть разновидности этого вида устройств.

Современные образцы

Принцип работы реле тока заключается в размыкании и замыкании электрической цепи. Каждая схема при определенных условиях подает питание потребляющей технике через трансформатор. Современный образец представляет собой электронную установку с интегрированным микропроцессором. Однако различают множество других видов реле тока, среди которых есть электромагнитное, транзисторное, тиристорное, резисторное, малогабаритные и сравнительно большие агрегаты, разработанные для подключения своими руками через трансформатор и без него.

Размыкание электрической цепи происходит, когда ток срабатывания реле достигает определенного объема. Различают электромагнитные образцы на 24 вольт или 220 В, чувствительные к различным воздействиям. Они даже могут быть настроены на отключение или включение через какое-то время. Приведем для примера несколько отдельных разновидностей:

• Реле контроля тока,
• Прибор для ограничения напряжения,
• Реле переменного тока,
• Реле максимального тока,
• Прибор для дифференциальной защиты,
• Реле постоянного тока для 24 вольт,
• Прибор для контроля температуры.

Первичные и вторичные установки

Современные реле постоянного тока на 24 Вольта делятся на вторичные и первичные. Принцип работы каждой схемы с первичным электромагнитным устройством, который основан на его интеграции в привод тумблера без подключения через трансформатор. Большей частью применяется в электрических цепях до 1 кВт энергии.

Работа схемы цепи с использованием вторичного реле постоянного тока на 24 вольта подразумевает подключение через трансформатор, монтируемый на питающий провод или шину. Трансформатор способствует преобразованию электричества в меньшую сторону до уровня электричества, подходящего для конкретной схемы работы реле тока на 24 вольт. Поскольку напряжение, протекающее по проводникам, обратно пропорционально объему энергии, поступающей к переключателю, может применяться агрегат с малым диапазоном нагрузки. Агрегат с допустимым объемом максимальной мощности, равным 5 А, может быть использован в схеме для контроля объема энергии до 100 А при помощи трансформатора с кратностью 100/5.

Вторичные образцы разделяются на несколько видов. Это индукционные электромагнитные, дифференциальные и агрегаты на интегральных платах. Такие разновидности изделий на 220 вольт применяются практически повсюду.

Дифференциальный образец

Технология базируется на принципе сравнения объемов электроэнергии до и после взаимодействия с потребляющей техникой. Объем электричества будет одинаковым на всем участке цепи при нормальном режиме работы. При замыкании в трансформаторе уровень мощности будет меняться. Команда на отключение проблемного участка цепи подается методом замыкания контактов.

Схема реле максимального тока

Дифференциальные реле максимального тока или агрегаты на 24 вольта часто используются в быту и на производстве. Они могут быть установлены в качестве средств защитного отключения и упреждать утечки энергии в потребляющей технике и проводниках. Во время прямого контакта человека с корпусом электроприбора удар электричеством может быть предотвращен.

Различные способы коммутации контакта

Слаботочными можно называть поляризованные переключатели по объемам коммутируемой мощности. Через контакты реле переменного тока для 24 вольт проходит энергия меньше нескольких десятков миллиампер. Почти во всех видах устройств такого типа предусмотрен «перекидной» контакт. Для изделий на 24 В мощности характерна пружинная система якоря.

Такие переключатели могут разделяться на два основных вида по методу коммутации:

• После снятия управляющего напряжения обмотки контакты размыкаются. Доступны три основных положения для якоря такого переключателя,
• После снятия мощности обмоток состояние коммутации запоминается.

Для надежной работы источников электроэнергии в авиации используется специально разработанный поляризованный силовой переключатель.

Бесконтактные и поляризованные агрегаты

Также разрабатываются поляризованные бесконтактные переключатели. Они представляют собой электронные устройства, идентичные поляризованным электромагнитным установкам по функциональности, но собранные совсем по другому принципу. Это полупроводниковые электронные образцы, разработанные по технологии магнитных усилителей. Подобные агрегаты великолепно проявляют себя в условиях мощных ударов, вибраций.

Приборы собираются по принципу магнитных усилителей и имеют несколько обмоток. Реактивное сопротивление отрицательным или положительным полуволнам на вторичной обмотке изменяется при подмагничивании сердечников постоянным напряжением определенного направления. Зачастую обыкновенным неполяризованным устройством усиливается изменение вторичного напряжения.

Заключение

Правильный подбор реле тока всегда будет зависеть от технического назначения, регулировочных характеристик, величины измеряемых и питающих мощностей, порога максимально возможной нагрузки, целесообразности наличия системы задержки времени активации, а также от условий, в которых будет проводиться эксплуатация. Выбранное по главным характеристикам устройство достаточно просто настроить своими руками под определенные нужды, изменяя при этом установки в соответствии с необходимостью.

Большей частью реле максимального тока представляют собой довольно компактные приборы, благодаря этим свойствам они довольно просто устанавливаются в защитные отсеки, отличаются своей взаимозаменяемостью, простотой и надежностью конфигурации. Многие модели предусматривают присоединение дополнительных контактов. Это дает возможность сделать схему цепи немного проще и выдавать дополнительные сигналы для управления.

Благодаря современным технологиям дается возможность своими руками осуществлять контроль показателей напряжения на интегрированных светодиодных экранах. Такие приборы имеют достаточно большой диапазон настроек.

Электромагнитное реле, что это такое, какой принцип действия?

Благодаря открытию электромагнетизма в 18 веке, совсем скоро появилось электромагнитное реле, без которого сегодня не обходится практически не один автоматический электроприбор.

Устройство прочно закрепилось в нашей жизни и нашло применение во многих сферах электротехники, свое широкое примените оно нашло в системах автоматики, различных электроприборах, в защитных системах и во многих других полезных вещах.

Содержание:

• 1 Что такое электромагнитное реле
  • 1.1 Конструкция и устройство
  • 1.2 Принцип работы
  • 1.3 Виды реле
• 2 Плюсы и минусы
  • 2. 1 Плюсы
  • 2.2 Минусы
• 3 Реле постоянного и переменного тока, чем они отличаются
  • 3.1 Реле постоянного тока
  • 3.2 Реле переменного тока
• 4 Где используется и как выбрать электромагнитное реле
• 5 Как расшифровывается vdc, vac и что означают значения на корпусе реле
  • 5.1 Схемы подключения
• 6 Как обозначается реле на принципиальной схеме
• 7 Что такое реле времени, для чего нужно и где используется
• 8 Как проверить реле на работоспособность
• 9 Ведущие производители
• 10 Где можно купить реле
• 11 Как это работает. Видео
• 12 Видео: как проверить на работоспособность?
• 13 Как восстановить?
• 14 Заключение

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.

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:

1. Первичный или воспринимающий элемент (катушка с сердечником) – воспринимает электричество и преобразует его в магнитное поле.
2. Промежуточный, подвижный элемент (якорь) – в результате появления магнитного поля возникает ЭДС, изменяющая положение якоря или механического привода механизма, который служит для замыкания контактов.
3. 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.

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:

1. Электронные, в качестве ключа используется резистор, не щелкает при переключении
2. Электротепловые
3. Герконовые
4. Времени
5. Приорита
6. Твердотельные – отсутствует соленоид, роль якоря выполняет мощный симистор или тиристор
7. Индукционные
8. Световые (совместно с датчиком света)

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

1. Напряжения
2. Частоты электрической цепи
3. Изменения мощности
4. Света
5. Температуры
6. Давления
7. Звука
8. Давления газа

Плюсы и минусы

Как и у любого элемента, у реле есть свои преимущества и недостатки, тем не менее несмотря на минусы, в некоторых случаях без применения эти устройств просто не обойтись.

Плюсы

1. Простая конструкция
2. Легко ремонтируется, всегда можно разобрать чтобы подчистить контакты, заменить отдельные элементы
3. Низкое сопротивление на контактах

---

Минусы

1. Ограниченный ресурс, так как используются механические элементы
2. Контакты иногда обгорают
3. Низкая скорость при срабатывании в отличие от полупроводниковых элементов, механическое устройство в сто раз медленнее электронного, но при этом скорость срабатывания все равно достаточно велика
4. Возможно дребезжание контактов при недостаточном напряжении на катушке
5. Щелчки при переключении

Реле постоянного и переменного тока, чем они отличаются

Существуют реле, способные получать входящий сигнал не только от постоянного тока, но и от переменного. Такое решение позволяет применить его практически во всех видах электросети, не только 5 — 12 вольт, например, в автомобиле, но и в энергетических установках от 220В, 380В, рассчитанных на сотни ампер переменного тока и даже выше.

Реле постоянного тока

Реле работает стандартным способом. Подаваемый ток создает электромагнитное поле внутри соленоида, смещает якорь, тем самым размыкает или замыкает цепь.

Подразделяются на поляризованные и нейтральные. Отличаются они тем, что поляризованные срабатывают в однополярной сети. Нейтральные срабатывают независимо от направления полярности.

Реле переменного тока

Реле данного вида используются в сети переменного тока от 220в и работают немного иначе от постоянного. В сердечнике соленоида есть небольшая прорезь, разделяющая его на две части, одна из которых экранирована. При возникновении магнитного потока, одна его часть проходит через экранированную часть якоря, другая часть проходит на прямую.

Благодаря такому решению один из разделенных магнитных потоков в сердечнике немного отстаёт по фазе от другого, в результате чего не возникает перехода через ноль и дребезжание контакта, соответственно, притягивающее усилие сердечника постоянно и достаточное, чтобы удержать притянутый якорь, в этом и есть основное отличие.

Важно! Независимо от вида элемента, на управляемой цепи может коммутироваться постоянный и переменный ток. Все характеристики обычно указываются на корпусе.

Где используется и как выбрать электромагнитное реле

Сложно в это поверить, но самое простое реле стало причиной быстрого развития компьютеров и компьютерной техники и вот почему: в нем бывает два состояния вкл/выкл, а именно эти два состояния схожи с двоичным кодом транзисторов процессора.

Также это простое устройство нашло широкое применение в промышленности, в транспорте, в бытовом оборудовании, энергетики, космонавтике, медицине и.т.д. С ним мы сталкиваемся ежедневно, но не замечаем этого. Например, в ИБП или стабилизаторе напряжения, мгновенно реагирующим на перепады напряжения.

Справочник по слаботочным электрическим реле 3-е издание — скачать

Как расшифровывается vdc, vac и что означают значения на корпусе реле

Как мы выяснили ранее, реле — это специальное исполнительное устройство коммутирующее различные направления электрической цепи. Обозначение VDC на корпусе означает максимальную нагрузку: DC –постоянный ток, V— вольтаж (12V). VAC на корпусе означает V-вольты, AC – переменный ток. Например 12А/35VAC.

Основными параметрами реле являются: напряжение питания соленоида, максимально допустимый ток и напряжение через контакты, эти параметры указаны на корпусе.

Более подробнее об электромеханических реле, высокочастотных, для авто и других можете ознакомиться в нашем каталоге – ссылка на каталог

Схемы подключения

Схем подключения реле, как и самих его видов, большое количество. Для общего понимания представляем самые популярные схемы использования в различных устройствах. Задавайте ваши вопросы в комментариях, благодаря вам мы постараемся расширить этот список более подробно.

Рисунок 1 – общая схема подключения

Рисунок 2 – схема подключения реле поворотника в авто

На рисунке 3 показана схема подключения реле ардуино

Как обозначается реле на принципиальной схеме

Электромагнитное реле по сути является электромагнитом с замком и несколькими группами контактов. Соленоид изображается в форме прямоугольника с линиями выводов. Якорь показывается перпендикулярной прерывистой прямой к выводам от узкой стороны прямоугольника.

Контактная группа изображается в форме ключей из прямых линий. Внутри прямоугольника могут быть изображены буквенные или численные значения.

Что такое реле времени, для чего нужно и где используется

Это устройство, предназначенное для включения и выключения электрической цепи в автоматическом режиме, через определенный интервал времени, используется в электротехнике и чаще в быту.

По принципу работы разделяются на следующие виды:

1. Электромагнитные
2. Пневматические
3. С часовым механизмом
4. Моторные
5. Электронные

В электротехнике также существуют интервальные реле, они используются для создания интервального включения цепи с определенной выдержкой по времени после заданного сигнала, когда необходимо выполнить включение с интервалом после включения или выключения.

Бытовые приборы бывают механические и электронные. Сегодня на рынке чаще можно встретить электронные устройства с большим набором функций. Конструкция представляет из себя простую схему с магнитной катушкой и контактной группой, основным отличием от других устройств, является встроенная интегральная схема, управляющая питанием катушки.

В механических приборах интегральную схему заменяет специальный механизм, напоминающий вращающийся диск. За счет вращения диска и перемещения на нем специальных рисок происходит включение или отключение цепи в определенное время.

Реле времени невероятно полезное устройство, нашедшее свое применение во многих сферах жизни, активно применяется для управления питанием электрических приборов от 220В, управлением духовых шкафов, теплых полов, стиральных машин, отопления и систем кондиционирования.

Например, когда необходимо включить электропитание водяного насоса на даче для набора воды без вашего участия и вовремя отключить, чтобы уберечь его от сухого хода. Или полностью обесточить электросеть в определённые часы с целью сбережения электроэнергии.

Как проверить реле на работоспособность

Проверить на работоспособность достаточно просто, для этого нужно посмотреть на корпусе какое номинальное напряжение для этой модели. Если это 12В, достаточно подключить блок питания к контактам, если при срабатывании появляются характерные щелчки, это свидетельствует об исправном состоянии.

Если щелчков нет, возможно неверно соблюдена полярность или недостаточное напряжение. В замкнутом – неисправном реле щелчков не происходит, в таком случае его можно попробовать восстановить, см. видео ниже.

Ведущие производители

Из самых знаменитых стоит выделить несколько компаний производителей, лидеров отрасли. Российская компания АО НПК «Северная заря». Из зарубежных American Zettler (США), Cosmo (Китай), Finder (Германия).

Где можно купить реле

Еще 20 лет назад найти реле было довольно сложно, ее можно было купить как правило на радио рынках или снять с вышедших из строя приборов. Сегодня его можно приобрести практически в любом магазине радио деталей у дома или заказать в интернете по очень доступной цене даже с доставкой на дом.

Как это работает. Видео

Видео: как проверить на работоспособность?

Как восстановить?

Заключение

Как видите, реле это уникальное и очень простое электромеханическое устройство, применяемое практически во всех сферах жизни, полезность которого трудно переоценить, способное работать даже в космосе. Легко ремонтируется в случае поломки, способно защитить электросеть от опасной ситуации и сберечь время. Спасибо, что прочитали нашу статью, подписывайтесь на нашу группу в контакте, оставляйте комментарии или задавайте вопросы в форме вопрос – ответ, смотрите интересные статьи ниже.

Читать далее — Реле напряжения для квартиры 

Реле — Как работают реле

Как работают реле

Реле представляют собой 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, которые потребляют 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.

Магазин реле

Что такое реле?

Электромеханические реле и твердотельные реле

Реле бывают либо электромеханическими реле, либо твердотельными реле (ТТР). В электромеханических реле (ЭМР) контакты размыкаются или замыкаются магнитной силой. В твердотельных реле нет контактов, а переключение полностью электронное. Решение об использовании электромеханических или SSR зависит от электрических требований приложения, ограничений по стоимости и ожидаемого срока службы. Хотя твердотельные реле стали очень популярными, электромеханические реле остаются обычным явлением. Многие функции, выполняемые тяжелым оборудованием, нуждаются в коммутационных возможностях электромеханических реле. SSR переключают ток с помощью неподвижных электронных устройств, таких как выпрямители с кремниевым управлением.

Различия между двумя типами реле приводят к преимуществам и недостаткам каждой системы. Поскольку твердотельные реле не должны подавать питание на катушку или размыкать контакты, для «включения» или выключения твердотельных реле требуется меньшее напряжение. Точно так же SSR включаются и выключаются быстрее, потому что нет физических частей, которые нужно перемещать.

Отсутствие контактов и движущихся частей означает, что ТТР не подвержены искрению и не изнашиваются. И наоборот, контакты на 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, открыты или закрыты переключатели. Возникающие небольшие перепады напряжения обычно не представляют проблемы; однако электромеханические реле обеспечивают более чистое состояние ВКЛ или ВЫКЛ из-за относительно большого расстояния между контактами, которые действуют как изоляция.

Электромеханические реле

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 разрывает (размыкает) цепь.

Реле состоят из двух цепей: цепи включения и цепи контакта. Катушка находится на стороне питания, а контакты на стороне контакта. Когда катушка находится под напряжением, ток течет через катушку, создавая 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 нескольких различных конфигураций, в зависимости от количества разрывов, полюсов и ходов, из которых состоит реле. Например, реле можно описать как однополюсное, однонаправленное (SPST) или двухполюсное, однонаправленное (DPST).

Эти термины дадут мгновенное представление о конструкции и функциях различных типов реле.

• Разрыв — это количество отдельных мест или контактов, которые переключатель использует для размыкания или замыкания одной электрической цепи. Все контакты либо одинарные (SB), либо двойные (DB). Контакт SB разрывает электрическую цепь в одном месте, а контакт DB разрывает ее в двух местах. Контакты SB обычно используются при переключении маломощных устройств, таких как сигнальные лампы. Контакты DB используются при коммутации мощных устройств, таких как соленоиды.
• Полюс — это количество полностью изолированных цепей, которые реле могут проходить через переключатель. Однополюсный контакт (SP) может одновременно проводить ток только по одной цепи. Двухполюсный контакт (ДП) может проводить ток по двум изолированным цепям одновременно. Максимальное количество полюсов 12, в зависимости от конструкции реле.
• Throw — это количество замкнутых контактов на полюс, доступных на переключателе. Выключатель с однопозиционным контактом может управлять только одной цепью, а двухпозиционный контакт может управлять двумя.

Твердотельные реле (ТТР)

ТТР 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. Схема активируется, когда на вход реле подается напряжение, превышающее заданное напряжение срабатывания реле. Входная цепь деактивируется, когда приложенное напряжение меньше заданного 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 является частью 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 электромеханических реле

Реле общего назначения

Реле общего назначения представляют собой электромеханические переключатели, которые обычно приводятся в действие магнитной катушкой. Они 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 заменяются и допускают широкий диапазон конфигураций переключателей.

Реле управления машинами

Реле управления машинами также управляются магнитной катушкой. Они предназначены для тяжелых условий эксплуатации и используются 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, управление фиксацией и временные приспособления.

Герконовые реле

Герконовые реле представляют собой небольшой, компактный, быстродействующий переключатель с одним контактом, нормально разомкнутым (НО) и герметично закрытым в стеклянной оболочке, что делает контакты нечувствительными к загрязнениям, дыму или влаге. Это обеспечивает более 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. Они могут переключать промышленные компоненты, такие как соленоиды, контакторы и стартеры, и состоят из двух язычков. Когда применяется магнитная сила, такая как электромагнит или катушка, она создает магнитное поле, в котором конец язычка принимает противоположную полярность. Когда магнитное поле достаточно сильное, сила притяжения противоположных полюсов преодолевает жесткость язычков и сближает их. Когда магнитная сила исчезает, язычки возвращаются в исходное открытое положение. Эти реле срабатывают очень быстро из-за небольшого расстояния между язычками.

Типы твердотельных реле

Реле нулевой коммутации

Реле нулевой коммутации включают нагрузку при подаче управляющего (минимального рабочего) напряжения, а напряжение нагрузки близко к нулю. Эти реле отключают нагрузку, когда напряжение управления снимается и ток в нагрузке близок к нулю. Наибольшее распространение получили реле с нулевым переключением.

Реле мгновенного включения

Реле мгновенного включения включают нагрузку немедленно при наличии напряжения срабатывания и позволяют включить нагрузку в любой момент ее подъема и спада.

Реле пикового переключения

Реле пикового переключения включают нагрузку, когда присутствует управляющее напряжение, и напряжение нагрузки находится на пике. Они выключаются, когда напряжение управления снимается, а ток в нагрузке близок к нулю.

Аналоговые переключающие реле

Аналоговые переключающие реле имеют бесконечное количество возможных выходных напряжений в пределах номинального диапазона реле. Они имеют встроенную схему синхронизации, которая регулирует величину выходного напряжения в зависимости от входного напряжения. Это позволяет функции нарастания времени работать на нагрузке и отключаться, когда напряжение управления снимается и ток в нагрузке близок к нулю.

Магазин реле

A Срок службы контактов реле

Механический срок службы реле зависит от его контактов. После того, как контакты перегорели, контакты или все реле должны быть заменены. Механическая долговечность — это количество операций (размыканий и замыканий), которые контакт может выполнить без электрического тока. Относительно длинное реле может выполнять до 1 000 000 операций.

Электрическая долговечность реле — это количество операций (размыканий и замыканий), которые контакты могут выполнять с электрическим током при данном номинальном токе. Электрическая долговечность составляет от 100 000 до 500 000 циклов.

Как работает реле — Как соединить контакты Н/О и Н/З

Электрическое реле состоит из электромагнита и подпружиненных переключающих контактов. Когда электромагнит включается / выключается с помощью источника постоянного тока, подпружиненный механизм соответственно вытягивается и освобождается этим электромагнитом, обеспечивая переключение между концевыми клеммами этих контактов. Внешняя электрическая нагрузка, подключенная к этим контактам, последовательно включается/выключается в ответ на переключение электромагнита реле.

В этом посте мы всесторонне узнаем о том, как реле работает в электронных схемах, как определить его распиновку любого реле с помощью счетчика и подключить в цепях.

Введение

Будь то мигание лампы, переключение двигателя переменного тока или другие подобные операции, реле предназначено для таких приложений. Однако молодые энтузиасты-электронщики часто путаются, оценивая выводы реле и конфигурируя их со схемой привода внутри предполагаемой электронной схемы.

В этой статье мы изучим основные правила, которые помогут нам определить распиновку реле и узнать, как работает реле. Давайте начнем обсуждение.

Как работает реле

Работу электрического реле можно узнать из следующих пунктов:

1. Релейный механизм в основном состоит из катушки и подпружиненного контакта, который может свободно перемещаться по оси вращения.
2. Центральный полюс шарнирно или повернут таким образом, что, когда на катушку реле подается напряжение, центральный полюс соединяется с одной из боковых клемм устройства, называемой замыкающим контактом (нормально замкнутым).
3. Это происходит из-за того, что полюсное железо притягивается электромагнитным притяжением катушки реле.
4. Когда катушка реле выключена, полюс отключается от НО (нормально разомкнутого) контакта и соединяется со вторым полюсом, называемым НЗ контактом.
5. Это положение контактов по умолчанию и происходит из-за отсутствия электромагнитной силы, а также из-за натяжения металла полюса, которое обычно удерживает полюс в соединении с размыкающим контактом.
6. Во время таких операций включения и выключения он попеременно переключается с Н/З на Н/О в зависимости от состояния ВКЛ/ВЫКЛ катушки реле
7. Катушка реле, которая намотана на железный сердечник, ведет себя как электромагнит, когда постоянный ток проходит через катушку.
8. Когда на катушку подается напряжение, генерируемое электромагнитное поле мгновенно притягивает ближайший металлический подпружиненный полюс, реализуя описанное выше переключение контактов этого полюса.
9. Два других контакта Н/З и Н/О образуют соответствующие дополнительные пары релейных клемм или выводов, которые попеременно соединяются и разъединяются с центральным полюсом реле в ответ на активацию катушки.
10. Эти Н/З и Н/О контакты также имеют концевые выводы, которые выдвигаются из коробки реле, образуя соответствующие выводы реле.

Следующее грубое моделирование показывает, как полюс реле перемещается в ответ на движение катушки электромагнита при включении и выключении с помощью входного напряжения питания. Мы можем ясно видеть, что первоначально центральный полюс удерживается соединенным с контактом N/C, а когда катушка находится под напряжением, полюс тянется вниз из-за электромагнитного действия катушки, заставляя центральный полюс соединиться с контактом N/C. О контакт.

Видео Объяснение

Таким образом, реле имеет три схемы контактов, а именно центральный полюс, Н/З и Н/О.

Два дополнительных вывода заканчиваются катушкой реле

Это базовое реле также называется реле типа SPDT, что означает однополюсное двухпозиционное реле, поскольку здесь у нас есть один центральный полюс, но два чередующихся боковых контакта в виде N/O, N/C, отсюда и термин SPDT.

Таким образом, всего у нас есть 5 выводов в реле SPDT: центральный подвижный или переключающий вывод, пара контактов Н/З и Н/О и, наконец, два контакта катушки, которые вместе составляют выводы реле.

Как идентифицировать выводы реле и подключить реле

Обычно, к сожалению, многие реле не имеют маркировки выводов, что затрудняет для новых энтузиастов электроники их идентификацию и использование их для предполагаемых приложений.

Выводы, которые необходимо идентифицировать (в указанном порядке):

1. Выводы катушки
2. Вывод общего полюса
3. Вывод Н/З
4. Вывод Н/О

Идентификация типовые выводы реле могут быть выполнены следующим образом:

1) Установите мультиметр в диапазоне Ом, предпочтительно в диапазоне 1 кОм.

2) Начните с произвольного подключения щупов измерителя к любому из двух контактов реле, пока не найдете контакты, которые показывают некоторое сопротивление на дисплее измерителя. Обычно это может быть что угодно между 100 Ом и 500 Ом. Эти контакты реле будут обозначать выводы катушки реле.

3) Затем выполните ту же процедуру, подключив штырьки измерителя случайным образом к оставшимся трем клеммам.

4) Продолжайте делать это до тех пор, пока не найдете два контакта реле, указывающих на непрерывность между ними. Эти два вывода, очевидно, будут Н/З и полюсом реле, потому что, поскольку реле не запитано, полюс будет присоединен к Н/З из-за натяжения внутренней пружины, что указывает на непрерывность друг друга.

5) Теперь вам нужно просто идентифицировать другой одиночный терминал, который может быть ориентирован где-то между двумя вышеуказанными терминалами, представляющими треугольную конфигурацию.

6) В большинстве случаев центральным выводом этой треугольной конфигурации будет полюс вашего реле, Н/З уже идентифицирован, и, следовательно, последним будет Н/О контакт или вывод вашего реле.

Следующая симуляция показывает, как типичное реле может быть подключено к источнику постоянного напряжения на его обмотках, а сетевая нагрузка переменного тока — на его замыкающих и размыкающих контактах. с указанным напряжением и проверив сторону Н/О с помощью счетчика на непрерывность..

Вышеупомянутая простая процедура может быть применена для идентификации любого реле, которое может быть вам неизвестно или не обозначено.

Теперь, когда мы тщательно изучили, как работает реле и как идентифицировать выводы реле, было бы также интересно узнать подробности о наиболее популярном типе реле, которое в основном используется в небольших электронных схемах, и о том, как подключите его.

Если вы хотите узнать, как спроектировать и настроить каскад драйвера реле с использованием транзистора, вы можете прочитать это в следующем посте:

Как сделать схему драйвера транзисторного реле

Типичная схема контактов реле китайского производителя

Как подключить клеммы реле

На следующей схеме показано, как вышеприведенное реле может быть подключено к нагрузке, так что когда катушка находится под напряжением , нагрузка срабатывает или включается через свои нормально разомкнутые контакты и через подключенное напряжение питания.

Это напряжение питания, последовательное с нагрузкой, может соответствовать характеристикам нагрузки. Если нагрузка рассчитана на потенциал постоянного тока, то это напряжение питания может быть постоянным, если предполагается, что нагрузка работает от сети переменного тока, тогда это последовательное питание может быть 220 В или 120 В переменного тока в соответствии со спецификациями.

Почему диод так важен в катушке реле

Всякий раз, когда в цепи используется реле, вы могли заметить выпрямительный диод или конденсатор, обязательно подключенные параллельно катушке реле.

Этот диод называется обратноходовым диодом или диодом свободного хода. Это в основном введено для защиты транзистора драйвера от опасной обратной ЭДС катушки реле.

Вы, наверное, задавались вопросом, почему на катушке реле всегда виден диод? В следующем разделе объясняется, почему обратный ход или обратный диод так важны для катушки реле.

Ответ кроется в захватывающих, но потенциально разрушительных свойствах катушек индуктивности.

Мы знаем, что катушки индуктивности, как и конденсаторы, хранят электрический ток (DC) внутри своей обмотки. Чем больше обмотка, тем больше количество постоянного напряжения, которое она хранит.

Катушка реле также является катушкой индуктивности, которая имеет значительно большее число витков в обмотке, и поэтому ее способность накапливать постоянное напряжение пропорционально огромна.

Когда транзистор реле включен, реле также включается и сохраняет рассчитанное значение постоянного напряжения в своей обмотке.

Теперь, как только транзистор выключается, потенциал на катушке реле снимается. В этой ситуации постоянное напряжение, хранящееся внутри катушки реле, должно каким-то образом выйти наружу. Он пытается разрядиться через все, что с ним связано. Это известно как обратная ЭДС реле, которая может иметь обратное напряжение, которое во много раз превышает фактическое напряжение постоянного тока, подаваемое на катушку реле.

Поскольку управляющий транзистор соединен с реле, эта большая обратная ЭДС пытается проникнуть через эмиттер/коллектор транзистора. Слово «обратный» используется потому, что эта обратная ЭДС имеет отрицательную полярность. Будучи отрицательной полярности, эта обратная ЭДС пытается проникнуть через эмиттер к коллектору, вызывая мгновенное повреждение транзистора.

Чтобы нейтрализовать указанную выше обратную ЭДС, к катушке реле всегда подключается обратный или обратный диод. Этот диод может быть простым диодом 1N4007 для большинства реле (до 30 ампер).

Пока реле остается включенным через управляющий транзистор, диод остается смещенным отрицательно и не влияет на работу реле. Однако, когда реле выключено, диод смещается в прямом направлении из-за обратной ЭДС, выбрасываемой из катушки реле.

Эта обратная ЭДС теперь находит легкий путь через диод, смещенный в прямом направлении, и замыкает диод. Таким образом опасная обратная ЭДС катушки реле нейтрализуется и замыкается накоротко через диод, который полностью защищает управляющий транзистор от любого возможного повреждения.

Если диод недоступен, можно также использовать электролитический конденсатор большой емкости. Конденсатор может работать таким же образом. Это обеспечивает обратный путь короткого замыкания для обратной ЭДС и защищает транзистор от повреждения.

Что делать, если управляющий транзистор не используется, а реле работает напрямую от источника питания?

Даже в этой ситуации шунтирующий диод должен быть подключен к катушке реле. Потому что обратная ЭДС от катушки реле все еще может иметь потенциал для принудительного проникновения в источник питания или любую связанную с ним схему и вызвать повреждение уязвимых электронных компонентов.

Как рассчитать обратноходовой диод реле

На самом деле это может быть непросто, поскольку не существует простых формул для расчета обратноходового диода реле.

Однако эмпирическое правило гласит, что ток обратной ЭДС никогда не может превышать фактический номинальный ток катушки реле. Хотя напряжение могло быть в разы выше.

1N4007 подходит почти для всех приложений драйверов реле (менее 24 В и выше 100 Ом реле)

Это связано с тем, что PIV 1N4007 составляет 1000 В, а допустимая сила тока составляет 1 ампер.