Реле постоянного и переменного тока отличия: В чем различие реле переменного от постоянного тока?

В чем различие реле переменного от постоянного тока?

 

 

 

    Электромагнитные реле переменного и постоянного тока различают, в основном по конструкции и виду магнитопровода. Магнитная система реле и контакторов переменного и постоянного тока имеет значимое различие. Магнитопровод реле электромагнитного переменного тока производится шихтованным из особой электротехнической стали. Что позволяет в большой степени снизить потери напряжения в магнитопроводе при переменном токе. И в этом выполняют толщину листов тем меньше, чем больше частота напряжения питания и индукция в магнитопроводе. В отличие от этого условия, магнитопровод электромагнитного реле постоянного тока могут производить цельным из сплошного цельного куска электротехнической стали.

    Еще одно отличительное условие: в электромагнитном реле постоянного тока усилие, которое притягивает якорь к сердечнику, создает постоянный магнитный поток, в контакторах переменного тока нужное усилие производится за счет суммы усилий, которые создаются двумя переменными магнитными потоками, сдвинутыми друг от друга по фазе. Нужный сдвиг обеспечивается благодаря короткозамкнутому витку, охватывающему часть полюса сердечника. Наличие короткозамкнутого витка в электромагнитном реле переменного тока необходимо, это обязательное условие, так как без него якорь будет постоянно вибрировать с частотой сети. Вибрация приведет к износу магнитной системы, а так же сопровождается сильным и неприятным шумом.

    Сила, дающая притяжения электромагнитного механизма при наличии короткозамкнутого витка суммируется из двух пульсирующих, но сдвинутых во времени сил. Обычно выполняют из проводниковых материалов — медь, латунь, которые охватывают часть полюса сердечника или якоря. Благодаря этому сдвигу во времени общая сила пульсирует на много меньше и минимум значение остается больше силы противодействия пружине, которая при переменном напряжении будет пытаться оторвать якорь реле от сердечника, в этом и исключена вибрация якоря.

    У электромагнитных реле и контакторов постоянного и переменного тока различается характер изменения тока катушки во время включения. У электромагнитного аппарата постоянного тока, ток в обмотке катушки не зависит от положения подвижной части магнитопровода. В момент включении ток будет нарастать постепенно до установившегося значения, которое соответствует питающему напряжению и сопротивлению катушки.

    В электромагнитном аппарате переменного тока, ток в обмотке зависит от начального положения якоря. У электромагнитного реле и контакторов переменного тока, индуктивность катушки во время включения мала. Из-за большого магнитного сопротивления разомкнутого магнитопровода и ток оканчивается омическим сопротивлением катушки. В этом минус, при включении скачок тока достигает 10-кратного значения тока установленного режима. По мере притягивания якоря индуктивность катушки будет возрастать и ток начнет понижаться до установившегося значения.

    Катушки электромагнитных механизмов постоянного тока производят достаточно высокой и тонкой, это для улучшения условия охлаждения, потери мощности на постоянном токе только на чисто активном сопротивлении проводника. Катушки электромагнитного механизма переменного тока производят на оборот низкой. Кроме потерь мощности в индуктивном и активном сопротивлении катушка имеет потери мощности в момент перемагничивание сердечника.

    К недостаткам электромагнитных реле переменного тока можно отнести то, что при заданной площади полюсов средняя сила тяжения в 2 раза меньше чем у электромагнитного реле постоянного тока, для работы им нужна реактивная мощность, их электромагнитная сила зависит от частоты.

    В общем, электромагнитные контакторы и реле переменного тока при одинаково совершенных механических работах потребляют больше электроэнергии, чем электромагнитные реле и контакторы на постоянном токе. Из-за этого недостатка часто на практике используют разные электромагнитные реле постоянного тока которые работают на выпрямленном токе. Особенно проявляется полезность реле постоянного тока, когда их используют длительное время во включенном режиме работы при втянутом якорем.

 

 

Реле Переменного Тока: Особенности Работы, Разновидности

Реле переменного тока твердотельное

Схемотехника различных электрических и электро-механических устройств предполагает наличие элемента, который должен в определенный момент времени включать и отключать подачу электрического тока. Если говорить техническим языком, то релейный элемент – это устройство с несколькими состояниями равновесия, каждое из которых может быть сменено на другое при определенных внешних воздействиях или направленном управлении.

Реле переменного тока – прибор для коммутации в автоматическом режиме для электрических цепей по управляющему сигналу. Помимо этого эти устройства могут дополнительно выступать в роли усилителей, элементами управления  к электродвигателям и исполнительным устройствам.

Содержание

• Основные рабочие характеристики
  • Как работает реле
  • Прочие характеристики
• Разновидности электрических реле
  • Электромагнитные реле
    • Механическая и тяговая характеристики устройств
  • Реле поляризованного типа
  • Реле электромагнитные переменного тока

Основные рабочие характеристики

Промышленное реле на 24В

Итак, реле переменного тока является промежуточным элементом, который приводит в действие управляемую электрическую цепь.

Для этого устройства характерны следующие параметры:

• Мощность срабатывания (Р ср – измеряется в Ваттах) – ток минимальной мощности, который должен подаваться на реле для его нормальной активации. Номинально этот параметр подбирается согласно общим конструктивным и электрическим параметрам реле.
• Мощность управления (Р упр – измеряется в Ваттах) – максимальная мощность тока, которую способно передать реле в коммутируемой сети. Данное значение определяется параметрами рабочих контактов реле.

Совет! Не сложно догадаться, что при выборе реле для сети ориентируются на названные параметры, которые для определенных конструкций являются постоянными.

• Время срабатывания (Т ср – измеряется в секундах) – разница во времени от момента поступления сигнала на управляющий контакт до смыкания или размыкания контактов.
• Допустимая разрывная мощность (Р р – измеряется в Ваттах) – этот параметр можно встретить в сильноточных реле. Он обозначает мощность при определенном токе, которая при разрыве не позволит создать устойчивую электрическую дугу.

Как работает реле

Диаграмма работы реле во времени

Для управляющей цепи и самого реле характерна некоторая инертность, из-за чего входной ток на реле растет и убывает не мгновенно, а изменяется в некоторых пределах в течение времени, что прекрасно видно на показанной выше схеме, из которой так же понятно, что рабочий цикл состоит из трех этапов:

• Срабатывание;
• Работа;
• Возврат.

Давайте в качестве примера, для понимания основных принципов возьмем электромагнитное реле постоянного тока.

Назад в будущее: реле из 1983 года

• Внутри такого реле имеется катушка индуктивности, благодаря которой и происходит постепенное изменение параметров тока. Сама же работа реле для каждого этапа складывается из определенных временных отрезков.
• Срабатывание – имеет два таких интервала: время трогания (tтр) и время на движение якоря(tдв). То есть Т ср = tтр+tдв – все просто.
• Работа – также два участка, которые обозначены на временной линии отрезками АВ и ВС. На первом этапе ток продолжает еще какое-то время расти, пока не будет достигнуто установленное значение, что позволяет обеспечить надежное притяжение между якорем и сердечником, препятствующим вибрации якоря. На втором участке никаких изменений величины тока не происходит.
• Возврат – аналогично, 2 участка. На первом происходит отпускание реле, а на втором – возврат в исходное состояние. На протяжении всего периода сила тока падает.

Трехфазное реле переменного тока

Прочие характеристики

Помимо перечисленного, у реле разных типов в ходу следующие параметры:

• Коэффициент возврата (Kb) – отношение отпускающего тока к срабатывающему. Обычно данное значение варьируется от 0,4 до 0,8. Рассчитывается по формуле: Iот/Iср < 1.
• Коэффициент запаса (К зап) – это отношение тока установившегося (I уст), то есть максимального  к току срабатывания. Это значение  показывает, насколько надежен выбранный прибор.
• Последний параметр называется коэффициентом управления (К упр) и представлен отношением мощности управления к мощности срабатывания. То есть если реле используется как усилитель, то мы видим коэффициент этого усиления.

Разновидности электрических реле

Реле контроля изоляции переменного тока следит за уровнем сопротивления изоляции

Все реле можно разделить по нескольким признакам, и делят их:

• По назначению – тут можно встретить варианты предназначенные для защиты, управления или сигнализации.

• По принципу действия. Тут список будет куда шире: электромагнитные нейтральные; электромеханические; поляризованные электромагнитные; магнитоэлектрические; индукционные, электротермические; электродинамические; бесконтактные магнитные; фотоэлектронные и электронные, а также другие.

Реле времени переменного тока

• Делят также эти устройства по замеряемым величинам. Замеряться может электрический ток – его мощность, частота, сопротивление, напряжение, сила, коэффициент мощности. Слежение может происходить и за механическими параметрами: объем, сила, давление, скорость, уровень и прочее. Физическими величинами – температура. Временем.
• Естественно, разные устройства рассчитаны на отличающуюся мощность управления. Тут представлено три типа: малой мощности – приборы до 1 Вт; средней – от 1 до 10 Вт; высокой мощности – все, что выше 10 Вт.
• Важным параметром, характеризующим разные модели является время срабатывания прибора. Тут представлено 4 категории: самые быстрые безынерционные модели, чье время на срабатывание составляет меньше 0,001 секунды; далее идут быстродействующие – от 0,001 до 0,05 секунды; замедленные – от 0,15 до 1 секунды; реле времени, которым требуется больше 1 секунды.

Наибольшее распространение получили электромеханические реле, в которых при подаче управляющего тока происходит перемещение подвижной части, называемой якорем, в результате чего происходит замыкание управляемой цепи.

Электромагнитные реле

Электромагнитное реле

Данный тип реле делится на два вида – постоянного и переменного тока. Давайте сначала немного побеседуем про первый тип, который бывает нейтральным или поляризованным.

• Суть первого варианта заключается в том, что устройство одинаково реагирует на протекающий ток на его обмотке в разных направлениях, а это значит, что усилие на якоре никак не зависит от направления тока.
• Эти устройства разделяются еще на два типа, в зависимости от движения, которое совершает якорь. Существуют механизмы с угловым движением и втяжным.

Данное втягивающее реле можно встретить на стартере автомобиля ВАЗ 2110

• Принцип работы устройства предельно прост. При отсутствии управляющего тока якорь отстоит от сердечника на максимальном расстоянии и удерживается в таком положении за счет пружины возврата. В это время на реле будут сомкнуты размыкающие контакты и разомкнуты замыкающие.
• В момент, когда подается ток в обмотку, он проходит через сердечник, якорь, ярмо и воздушный зазор, при этом создается магнитное усилие, которое притягивает якорь к сердечнику, преодолевая сопротивление пружины.
• Якорь взаимодействует с колодкой, из-за чего замыкающие контакты смыкаются, а размыкающие, соответственно, разъединяются.

Принцип работы реле

Конструкция реле и тип применяемых контактов будут отличаться в зависимости от токов, на работу с которыми оно рассчитано. В случае маломощных устройств (связи, сигнализации, телемеханики) применяются контакты малой мощности, изготавливаемые из нейзильбера с контактными площадками (наклепанными) из вольфрама или серебра или фосфоритной бронзы.

Наклепки на контактах также могут быть изготовлены из золота, платины, палладия и прочих сплавов, их форма плоская или плоская цилиндрическая.

Контактное реле для автомобиля

В случае средних токов от 0,5 до 5 Ампер ставят контакты из тугоплавких металлов и их сплавов, например, платина-иридий, вольфрам, золото-палладий и прочие.

Беспроводное реле на 16 Ампер

Когда предполагается работа с большими токами, контакты делают медными или из механических смесей, изготавливаемых методом спекания порошков (металлокерамика).

Механическая и тяговая характеристики устройств

За время срабатывания реле меняется длина на воздушном зазоре, а значит, меняется и электромагнитное воздействие на якорь. Данная зависимость называется тяговой характеристикой и выражается формулой: Fэ = f(d).

Тяговая характеристика на диаграмме

Если не брать в расчет сопротивление элементов магнитопровода, изготовленных из стали, то тяговая характеристика должна, по идее, иметь форму гиперболы, однако магнитное сопротивление на воздушном зазоре Rмd при его уменьшении также снижается и сравнивается с сопротивлением магнитопровода Rмст. Исходя из этого, магнитное усилие не может быть больше, чем некая максимальная величина Fэ max. Не противоречит логике, что при самом большом значении воздушного зазора Fэ будет минимальным.

Когда отключается питание обмотки реле, на магнитопроводе остается намагничивание, из-за которого якорь может залипнуть. Чтобы избавиться от этого эффекта применят штифт из немагнитного материала.

Механическая характеристика реле

• Фактически, работа реле заключается в соединении и разъединении контактов, которых может быть 2 и намного больше. Во время перемещения якоря происходит рост силы упругости возвратной и контактных пружин. Эти силы будут иметь разное значение в зависимости от положения якоря и величины воздушного зазора. Данная зависимость носит название механической характеристики реле.
• Во время запуска реле, якорь первым преодолевает сопротивление возвратной пружины – на графике выше это усилие отмечено участком ab.
• На следующем участке bc отмечено усилие на ход до первой контактной пружины. Участок cd – преодоление совместного сопротивления двух пружин.
• Логично предположить, что тяговая характеристика у нормально работающего реле должна быть выше механической.

Интересно знать! В мощных устройствах процесс разъединения протекает намного сложнее первичного коммутирования, так как возникшая электродвижущая сила стремиться удержать значение текущего в управляемой цепи тока. В итоге в момент разъединения может образовываться искрение, а то и вовсе дуговой разряд, очень вредный для контактов реле.

Для того чтобы нейтрализовать описанный эффект используется либо увеличение активного сопротивления, либо специальные конструкции приборов.

Реле поляризованного типа

На фото — электромагнитное поляризованное реле

Работа таких устройств от описанных до этого отличается тем, что направление в котором действует электромагнитная сила меняется в зависимости от полярности тока, подаваемого на обмотку. Данный принцип реализуется посредством постоянного магнита. Подобных реле на рынке представлено великое множество, но все они делятся на мостовые и дифференциальные.

Также их можно разделить на три типа по настройке контактов:

• Двухпозиционные модели;
• Двухпозиционные с преобладанием вправо или влево;
• Трехпозиционные, имеющие зону нечувствительности.

Принцип действия двухпозиционного поляризованного реле

По представленной схеме можно понять, как работают такие реле:

• С разных сторон на сердечнике намотаны две катушки, обозначенные как 1.
• При подключении они создают устойчивое магнитное поле (Fэ) в ярме (2).
• Постоянный магнит (3) также имеет магнитное поле Ф0(п).
• В момент, когда якорь находится в центральном (нейтральном) положении ток на катушки не подается, и магнитный поток от постоянного магнита разбивается на 2 одинаковые части (Ф01 и Ф02), а значит, тяговая сила будет отсутствовать.
• Как только на обмотку подается питание, образующееся магнитное поле на ярме начнет выдавать результирующее поле, прибавляясь или отнимаясь от Ф01 и Ф02, в зависимости от полярности питания.
• Как только одно поле начинает преобладать над другим, возрастает тяговая сила, а значит, якорь начинает движение влево или вправо.

К неоспоримым достоинствам таких реле можно отнести высокую чувствительность, быстрое срабатывание, высокий коэффициент управления. К недостаткам относятся, разве что, большие габариты, сложная конструкция и цена.

Реле электромагнитные переменного тока

Оптореле переменного тока

Реле электромагнитные переменного тока, как несложно догадаться, отличается от постоянных моделей тем, что могут работать от электрических сетей с частотой тока от 50 до 400 Гц. Обозначение переменного тока на реле рисуется в виде волнистой черты. Тот же символ можно встретить и в схемотехнике – он помещается в кружочек (см. рисунок ниже).

Схематическое изображение реле переменного тока

Работает такое реле по следующей схеме:

• Переменный ток подается на обмотку, после чего якорь также притягивается к сердечнику.
• Почему контакт не размыкается при смене направления движения тока?
• Потому что тяговое усилие будет пропорционально квадрату силы намагничивания, а значит, и квадрату тока, текущего по обмотке.
• Получаем, что направление тягового усилия не зависит от направления тока.

Как меняется тяговое усилие при перемене направления тока

• Если представить себе два реле (постоянного и переменного тока) одинаковых размеров и с одинаковыми значениями самой высокой индукции, то тяговая сила у последнего будет в два раза меньше, так как оно вынуждено постоянно пульсировать с удвоенной частотой, опускаясь до нуля каждый раз, когда ток меняет свое направление, то есть 2 раза за такт.
• Из-за этого якорю реле приходится постоянно вибрировать, что вызывает быстрый износ детали. Чтобы избавиться от этого эффекта устанавливаются дифференциальные сердечники и фазосдвигающие детали, которые не дают магнитному потоку переходить через нуль.
• Сердечник может быть расщепленным с короткозамкнутой обмоткой, то есть конец элемента имеет пропил, делящий его на две части. На одну из таких частей и устанавливается короткозамкнутая обмотка из одного или пары витков.
• Во время работы реле переменное магнитное поле делится на две части (Ф1 и Ф2), одна из которых (Ф2) создает в к.з. витке ЭДС, после чего образуется еще одно магнитное поле (Фкз), воздействующее на поле ЭДС создающее (Ф2), в результате чего оно начнет отставать от первого потока (Ф1). Данный сдвиг будет в пределах 60-80 градусов, а значит результирующее поле (Fэ), создающее тяговую силу, никогда не упадет до нуля, и тем более не сменит своего направления.

Изменение тяговой силы

Чтобы реле переменного тока работало надежно, без вибраций его параметры рассчитываются так, чтобы усилие Fэ min было максимально большим.

Из полученной информации можно сделать вывод о том, что такие реле имеют куда худшие параметры по сравнению с постоянными по тяговому усилию и чувствительности. Добавьте сюда усложненную конструкцию, и как следствие более высокую цену.

Однако и достоинство у таких реле хоть и одно, но неоспоримое – возможность применения в общественных сетях.

Итак, подведем итоги. Мы разобрали назначение реле, их принципы работы, основные виды и узнали, чем отличается реле управляемое переменным током от постоянного. Информации было много, но только на первый взгляд, поэтому рекомендуем углубиться в тему, просмотрев предложенное видео.

Разница между реле переменного и постоянного тока

Что такое катушка реле? Катушка реле состоит из множества витков медной проволоки, намотанной на катушку, в которой находится железный сердечник. Сопротивление катушки зависит от длины провода и площади поперечного сечения провода. Когда на катушку подается напряжение, катушка создает магнитное поле, которое притягивает якорь. Якорь управляет контактным движением. Реле переменного и постоянного тока имеют разную конструкцию.

Сопротивление катушек реле переменного и постоянного тока для одного и того же напряжения различается. Сопротивление катушки переменного тока меньше по сравнению с катушкой постоянного тока. Катушка реле/контактора переменного тока обеспечивает реактивное сопротивление, когда на нее подается напряжение переменного тока. Индуктивное сопротивление катушки переменного тока обеспечивает больший импеданс и, таким образом, ограничивает ток.

Катушка переменного тока имеет меньшее количество витков по сравнению с катушкой постоянного тока.

Катушка переменного тока потребляет большой начальный ток из-за низкой индуктивности, когда якорь открыт, а когда якорь закрыт, требуется шейдерное кольцо, чтобы удерживать якорь в точке пересечения, чтобы избежать вибрации. Поскольку переменный ток уменьшается до нуля каждый полупериод, якорь реле имеет тенденцию высвобождать магнитную энергию в каждом полупериоде. Это постоянное движение якоря не только вызывает слышимое «жужжание», но и вызывает размыкание и замыкание контактов при движении якоря.

Чтобы реле работало от сети переменного тока, на верхнюю часть сердечника помещается шейдерное кольцо или шейдерная катушка. Магнетизм, развивающийся в части сердечника, несколько отстает от остальной части сердечника, и в результате устанавливается фазовый сдвиг между магнетизмом части сердечника и остатка сердечника.

Таким образом, когда магнитная энергия уменьшается до нуля каждый полупериод в незаштрихованной области, магнитная энергия все еще присутствует в заштрихованной области ядра, а когда магнитная энергия уменьшается до нуля в заштрихованной части ядра, незатененная магнитная энергия энергия начинает увеличиваться. Таким образом, сердечник остается намагниченным на протяжении всего цикла, что позволяет избежать вибрации.

Реле постоянного тока имеет большее количество витков тонкого провода и обладает более высоким сопротивлением. Сопротивление катушки постоянного тока сохраняется больше, чем катушки переменного тока. Это связано с тем, что ток, потребляемый катушкой постоянного тока, определяется сопротивлением катушки. В случае постоянного тока индуктивное сопротивление равно нулю.

Ток реле постоянного тока напрямую зависит от сопротивления катушки. Ток в катушке постоянного тока регулируется законом Ома. Согласно закону Ома, при заданном сопротивлении ток прямо пропорционален напряжению.

I = E/R

где; I = ток в амперах

E = напряжение в вольтах

R = сопротивление в омах

Таким образом, 24-вольтовая катушка постоянного тока с сопротивлением 240 Ом потребляет ток 0,1 ампера. Однако реле постоянного тока имеет немного меньшее время срабатывания. когда якорь замкнут, ток для удержания реле в замкнутом положении требует меньшего тока. В реле постоянного тока затеняющее кольцо не требуется, чтобы избежать вибрации.

Реле переменного тока можно использовать с питанием постоянного тока с последовательным устройством ограничения тока.

Похожие сообщения

• Прямой онлайн-пускатель (DOL Motor Starter)
• Звезда-треугольник Пускатель 

Связанные сообщения: 9004 5

Пожалуйста, подпишитесь на нас и поставьте лайк:

Категории Основы электрики, Основы, Электрика Теги ac катушка, реле переменного тока, катушка постоянного тока, реле постоянного тока, шейдерная катушка, шейдерное кольцо

Как отличить реле переменного тока от реле постоянного тока — Zhejiang Zhongxin New Energy Technology Co., Ltd.

Обновление: 14-05-2020

Выберите реле постоянного тока или реле переменного тока, многие клиенты путаются в своих продуктах. Клиенты часто спрашивают: у меня на входе реле постоянный ток, а на выходе переменный ток; или вход, который я хочу, – это переменный ток, а выход – постоянный ток; или DC к DC, AC к AC, не будет работать. Столкнувшись с вопросом о том, следует ли использовать реле переменного тока или реле постоянного тока, нам необходимо популяризировать, что такое реле переменного тока и что такое реле постоянного тока, а затем, как его использовать.

Простейшая популярная поговорка: реле переменного тока называется реле переменного тока, реле постоянного тока называется реле постоянного тока, рабочая мощность реле переменного тока – переменный ток, а рабочая мощность реле постоянного тока – постоянный ток. Диаметр катушки катушки реле переменного тока меньше, чем у грубых витков, а диаметр катушки катушки реле постоянного тока больше, чем у точных витков. Сердечник реле переменного тока имеет кольцо короткого замыкания, а реле постоянного тока — нет. Сердечники реле переменного тока в основном имеют Е-образную форму, а сердечники постоянного тока — цилиндрическую. Катушка переменного тока будет выделять тепло из-за вихревых токов и потерь на гистерезис железного сердечника, поэтому катушка имеет каркас для изоляции железного сердечника от катушки, а катушка выполнена в виде короткого и толстого массивного типа, так что катушка и сердечник могут рассеивать тепло.

Катушки постоянного тока в основном бескаркасные, высокие, тонкие и высокие, что обеспечивает прямой контакт между катушкой и железным сердечником для отвода тепла. С точки зрения выделения тепла катушкой и железным сердечником в электромагнитной системе переменного тока железный сердечник является компонентом, выделяющим тепло, и между катушкой и теплом существует большой зазор. В системе змеевик является тепловыделяющим элементом, и нет зазора с железным сердечником. Железный сердечник используется для отвода тепла, а форма катушки удлиненная, что удобно для отвода тепла самой катушки.

В: “Если катушка подключена к цепи переменного тока, можно ли подключить контакты к цепи постоянного тока?” Это возможно. И наоборот, если катушка подключена к цепи постоянного тока, также возможно подключить контакты к цепи переменного тока. В этих двух случаях кабель пежо вообще разный, и номер кабеля тоже разный при выборе корпуса. Однако эта петля может легко генерировать некоторые наведенные напряжения, и легко сделать неверные выводы во время измерений и обслуживания.

Вопрос: “Как выбрать переменный или постоянный ток для реле?” Переменный ток имеет более широкий спектр применения, но реле постоянного тока используются относительно реже.