Схемы включения реле: Схемы включения реле и пускателей

Схемы включения реле и пускателей

Схемы включения реле и пускателей

Программа КИП и А

Здесь представлены и рассматриваются типовые схемы включения реле / пускателей в устройствах КИП и А.

Схемы достаточно тривиальны и широко распространены, но тем не менее могут представлять интерес для начинающих работников КИП и А.

Внимание! Так как все схемы работают под напряжением 220 Вольт, опробование и наладка должна производиться квалифицированным персоналом с соответствующей группой допуска по электробезопасности.

Простая схема управления реле / пускателем

Простая схема управления (включение / выключение) трехфазным электродвигателем приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Простая схема управления реле / пускателем

K1 – реле / пускатель ~220 Вольт с 4 нормально разомкнутыми контактами.
SB1 – кнопка «Пуск» с 1 нормально разомкнутым контактом
SB2 – кнопка «Стоп» с 1 нормально замкнутым контактом

K1. 1 – нормально разомкнутый контакт реле K1
K1.2…K1.4 – контакты реле K1 для коммутации силовых цепей

Принцип действия

При нажатии кнопки «Пуск» (SB1), напряжение ~220 Вольт между фазой и нулевым проводом подается через нормально замкнутый контакт SB2 кнопки «Стоп» на катушку реле / пускателя K1.

Реле срабатывает и замыкает как три силовых контакта, подключая электродвигатель к трехфазной цепи, так и контакт самоподхвата K1.1, удерживающий реле во включенном состоянии.

При нажатии кнопки «Стоп» (SB2), питание катушки реле K1 прекращается, и оно переходит в исходное состояние разрывая как контакты силовой цепи, так и контакт самоподхвата

K1.1.

Хотя на схеме показан процесс включения трехфазного электродвигателя, эта схема является классической и пригодна для различных целей, где используются две кнопки «Пуск» и «Стоп», с соответствующими изменениями в силовой части схемы.

Схема управления реверсивным электродвигателем

Еще одна широко используемая схема включения реле / пускателей для управления реверсивным электродвигателем приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема управления реверсивным электродвигателем

K1, K2 – реле / пускатель ~220 Вольт с 4 нормально разомкнутыми контактами и одним нормально замкнутым.
SB1, SB2 – кнопки «Вперед», «Назад» с одним нормально разомкнутым контактом.
SB3 – кнопка «Стоп

» с 1 нормально замкнутым контактом

Принцип действия

При нажатии кнопки SB1 («Вперед»), напряжение ~220 Вольт подается через нормально замкнутый контакт SB3 кнопки «Стоп» и нормально замкнутый контакт K2.2 реле K2 на катушку реле K1.

Оно замыкает свой контакт самоподхвата K1.1, удерживая таким себя во включенном состоянии.

Кроме того, оно размыкает нормально замкнутый контакта K1.2 в цепи кнопки SB2 «Назад», предотвращая этим самым срабатывание реле K2 при нажатии кнопки «Назад». Иначе бы произошло короткое замыкание между фазами «B» и «С».

При нажатии кнопки SB3 («Стоп»), цепь питания катушки реле

K1 разрывается, оно переходит в исходное состояние, отключая силовые цепи питания электродвигателя.

При нажатии кнопки SB2 («Назад»), напряжение ~220 Вольт подается через нормально замкнутый контакт SB3 кнопки «Стоп» и нормально замкнутый контакт K1.2 реле K1 на катушку реле K2. Оно замыкает свой контакт самоподхвата K2. 1, удерживая таким себя во включенном состоянии.

Кроме того, оно размыкает нормально замкнутый контакта K2.2 в цепи кнопки SB2 «Вперед», предотвращая этим самым срабатывание реле K1 при нажатии кнопки «Вперед».

Силовые цепи питания электродвигателя собраны так, что при срабатывании реле K2, фазы «

B» и «С» меняются местами и электродвигатель вращается в обратную сторону.

При нажатии кнопки SB3 («Стоп»), цепь питания катушки реле K2 разрывается, оно переходит в исходное состояние, отключая силовые цепи питания электродвигателя.

Замечания.

Для повышения надежности схемы, существуют промышленные блоки управления реверсивным электродвигателем, в которых кроме электрического блокирования включения противоположных реле / пускателей, применяются и механические рычаги блокирования одновременного срабатывания двух реле K1 и K2. В редких случаях это может происходить, когда силовые контакты одного из реле подгорели (залипли).

 

21. Схемы включения реле направления мощности

реле мощности, реагирует на величину и направление (знак) мощности к. з., проходящий через место установки защиты.

Реле мощности имеет две обмотки (тока и напряжения). Через обмотки реле воспринимает изменение той электрической величины, на которую оно реагирует.

Реле направления мощности реагируют на значение и знак мощности, подведенной к их зажимам. Они используются в схе­мах защит как орган, определяющий по направлению (знаку)

мощности (протекающей по защищаемой линии), где произошло повреждение — на защищаемой линии или на других присоеди­нениях, отходящих от шин подстанции (рис. 2-34, а). В первом случае при к. з. в К₁ мощность к. з. S_к1 направлена от шин в линию и реле направления мощности должно замыкать свои кон­такты, во втором при к, з. в

К₂ — мощность к. з. S_к2 направлена к шинам, в этом случае реле не должно замыкать контакты.

Реле мощности имеет две обмотки: одна питается напряже­нием U_р, а другая — током сети I_р (рис. 2-34, б). Взаимодействие токов, проходящих по обмоткам, создает электромагнитный мо­мент, значение и знак которого зависят от напряжения U_р, тока I_ри угла сдвига φ_р между ними.

Реле направления мощности применяются в направленных защитах (см. гл. 7). Они должны обладать высокой чувствитель­ностью, так как при к. з. вблизи места установки защиты напря­жения U_р резко снижается, достигая в пределе нуля; при этом мощность, подводимая к реле,, оказывается очень малой и при недостаточной чувствительности реле может не сработать, т.

е. может иметь «мертвую» зону.

Чувствительность реле оценивается минимальной мощностью, при которой реле замыкает свои контакты. Эта мощность назы­вается мощностью срабатывания и обозна­чается S_с.р.

Реле направления мощности выполняются мгновенными, по­скольку они могут применяться в защитах, работающих без выдержки времени. Собственное время реле направления мощ­ности должно быть минимальным, что особенно важно для реле, применяемых в схемах быстродействующих защит.

Схемы включения РМН

1. 90⁰ схема включения РНМ (а)

2. 30⁰ схема включения РНМ (б)

22. Назначение и принцип действия дистанционной защиты

Принцип действия дистанционной защиты основан на контроле изменения сопротивления. Например, если защищаемым объектом является линия

, то в нормальном режиме параметры напряжения на шинах и тока в линии близки к номинальным: U_Л = U_HОРМ, I_Л = I_НОРМ, отношениесоответствует нормальному режиму.

При возникновении короткого замыкания напряжение на шинах уменьшается, ток в линии увеличивается, контролируемое сопротивление уменьшается .

В свою очередь, Z_K = Z₀ L_K ,

где Z₀ – сопротивление 1 км линии;

L

_K – длина линии (км).

Следовательно, контролируя изменение сопротивления, можно определить факт возникновения короткого замыкания и оценить удаленность точки короткого замыкания.

Обычно дистанционная защита выполняется в виде трех ступеней, характеристика ее времени срабатывания представлена на рис. Первая ступень предназначена для работы при коротких замыканиях на защищаемой линии Z_СЗ < Z_Л, то есть сопротивление срабатывания защиты должно быть меньше сопротивления линии.

Для идеальных трансформаторов тока и трансформаторов напряжения и при отсутствии погрешностей измерительных органов в последнем выражении должен стоять знак равенства, однако наличие погрешностей может привести к ложной работе защиты при коротком замыкании на смежных присоединениях.

Как правило, первая ступень охватывает 85 % длины защищаемой линии. При коротких замыканиях в зоне действия первой ступени защита работает без выдержки времени, t¹ = 0.Вторая ступень предназначена для надежной защиты всей линии. Ее зона действия попадает на смежную линию, поэтому для исключения неселективного срабатывания защиты при коротком замыкании на отходящей линии в точке К₂ , вводится замедление на срабатывание, t² = 0.4 – 0.5 сек.

Третья ступень выполняет функции ближнего и дальнего резервирования.

Принцип действия дистанционной защиты основан на контроле сопротивления.

Дистанционная защита удовлетворяет требованиям селективности в сетях любой конфигурации с любым числом источников питания.

Защита отличается сравнительно высоким быстродействием. В типовом исполнении дистанционная защита линий содержит три ступени.

Дистанционная защита в качестве основной защиты линий от междуфазных коротких замыканий находит применение в сетях напряжением 110 – 220 кВ.

Схемы включения реле направления мощности поперечных дифференциальных защит

Выполнение токовых цепей защиты. Поперечные дифференциальные направленные защиты применяются в качестве основных защит двух параллельных линий 35-220 кВ с односторонним питанием, а также линий 35-110 кВ с двусторонним питанием. Защиты осуществляют выбор и отключение поврежденной линии, оставляя в работе параллельную, не поврежденную. Выбор поврежденной линии осуществляется избирателями – реле направления мощности двустороннего действия типа РБМ-270. Пусковые реле максимального тока типа РТ-40, включенные на фазные токи и ток нулевой последовательности, фиксируют возникновение аварийного режима в зоне работы по значению тока. Для выполнения защиты на линиях W1 и W2 устанавливают однотипные трансформаторы тока ТА с одинаковыми коэффициентами трансформации и соединяют их по схеме на разность токов, как показано на рис. 10.1. На линии W1 в нуль звезды объединяют выводы И TA1, фазные провода выводят с И; на W2 в нуль звезды объединяют выводы И TA2, фазные провода выводят с И. Соединения производятся перемычками, устанавливаемыми на внутренней стороне рядов зажимов.

Рис. 10.1. Схема токовых цепей поперечной дифференциальной направленной защиты:

а – схема первичных соединений; б – схема подключения токовых цепей

комплектов КЗ 6 и КЗ 7

Для обеспечения возможности переключений при проверке защиты под нагрузкой в токовых цепях поперечных защит должны использоваться только испытательные зажимы.

Последовательно соединенные обмотки реле направления мощности (избиратели) и токового реле (пусковые органы) включаются параллельно обмоткам TA1, TA2, соединенным на разность токов, чем обеспечивается циркуляция по токовым цепям защиты вторичных токов ТА обеих линий. Такое соединение ТА, когда ток в реле равен разности вторичных токов линий I= I – I, характерен для поперечной дифференциальной защиты с циркулирующими токами. В нормальных режимах, когда по линиям протекают равные по значению и совпадающие по фазе токи нагрузки, ток в реле равен нулю, т.е.

I= I – I= 0.

Практически из-за некоторой разницы первичных токов, различия характеристик ТА1 и ТА2 в дифференциальной цепи всегда проходит небольшой ток небаланса, значительно возрастающий при внешних КЗ. От максимального тока небаланса при внешних КЗ отстраиваются соответствующей уставкой срабатывания пускового органа.

При К3 в зоне действия защиты на одной из линий токи, проходящие по линиям, не равны и в дифференциальной цепи протекает ток, совпадающий с направлением тока линии, на которой произошло КЗ (рис. 10.2). В случае КЗ на линии W1 токи замыкания по линиям будут различны, при этом I> I и ток в реле I= I – I совпадает по фазе с током поврежденной линии. Реле направления мощности включают так, чтобы оно в этом режиме произвело выбор отключения именно поврежденной линии, т. е. W1. Аналогично защита должна работать при КЗ на линии W2. При возникновениях КЗ в зоне действия защиты, на одной из ЛЭП вблизи шин противоположной подстанции, когда разница токов  I и  I  незначительна и поэтому реле-избиратели могут не работать, защита действует каскадно, т. е. сначала отключается от своих защит выключатель поврежденной линии на противоположном конце, а затем уже работает защита на данном конце.

Рис. 10.2. Векторная диаграмма токов в цепях поперечной дифференциальной защиты:

а – при КЗ на W1; б – при КЗ на W2

Схемы включения реле направления мощности аналогичны рассмотренным в разд. 3, в защитах от междуфазных КЗ реле включаются обычно по 90-градусной схеме, в защите от замыканий на землю – на фильтр токов и напряжений нулевой последовательности.

< Предыдущая		Следующая >

Устройство, схема и подключение промежуточного реле.

Часть 2

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем тему о промежуточном электромагнитном реле. В первой части статьи мы рассмотрели устройство, принцип работы, электрическую схему реле и обозначение реле на принципиальных электрических схемах, а в этой части рассмотрим основные параметры и схемы включения реле.

5. Основные параметры электромагнитных реле.

Основными параметрами, определяющими нормальную работоспособность реле и характеризующие эксплуатационные возможности, являются: 1. Чувствительность. 2. Ток (напряжение) срабатывания. 3. Ток (напряжение) отпускания. 4. Ток (напряжение) удержания. 5. Коэффициент запаса. 6. Рабочий ток (напряжение). 7. Сопротивление обмотки. 8. Коммутационная способность. 9. Износостойкость и количество коммутаций. 10. Количество контактных групп. 11. Временны́е параметры: время срабатывания, время отпускания, время дребезга контактов. 12. Вид нагрузки. 13. Частота коммутаций. 14. Электрическая изоляция.

Все эти параметры подробно приводятся в технических условиях (ТУ), справочниках или в руководствах по применению реле. Однако мы рассмотрим лишь некоторые из них, которыми, как правило, пользуются при повторении радиолюбительских конструкций.

1. Чувствительность реле определяется минимальной мощностью тока, подаваемой в обмотку реле и достаточной для приведения в движение якоря и переключения контактов. Чувствительность различных реле неодинаковая и зависит от конструкции реле и намоточных данных катушки. Чем меньше электрическая мощность тока, необходимая для срабатывания реле, тем реле чувствительнее. Как правило, обмотка более чувствительного реле содержит бо́льшее число витков и имеет бо́льшее сопротивление.

Однако в технической документации параметр чувствительность не указывается, а определяется как мощность срабатывания (Рср) и вычисляется из сопротивления обмотки и тока (напряжения) срабатывания:

2. Ток (напряжение) срабатывания определяет чувствительность реле при питании обмотки минимальным током или напряжением, при котором реле должно четко сработать и переключить контакты. А для их удержания в сработанном положении на обмотку подаются рабочие значения тока или напряжения.

Ток или напряжение срабатывания указывается в технической документации для нормальных условий и является контрольным параметром для проверки реле при их изготовлении и не является рабочим параметром.

3. Ток (напряжение) отпускания приводится в технической документации для нормальных условий и не является рабочим параметром. Отпускание реле (возвращение контактов в исходное состояние) происходит при снижении тока или напряжения в обмотке до значения, при котором якорь и контакты возвращаются в исходное положение.

4. Рабочий ток (напряжение) обмотки указывается в виде номинального значения с двухсторонними допусками, в пределах которых гарантируется работоспособность реле.

Верхнее значение рабочего тока или напряжения ограничивается в основном температурой нагрева провода обмотки, а нижнее значение определяется надежностью работы реле при снижении напряжения источника питания. При подаче на обмотку реле тока или напряжения в указанных пределах реле должно четко срабатывать.

5. Коммутационная способность контактов реле характеризуется величиной мощности, коммутируемой контактами. В технической документации коммутируемая мощность указывается верхним и нижним диапазоном коммутируемых токов и напряжений, в пределах которых гарантируется определенное число коммутаций (срабатываний).

Нижний предел токов и напряжений, коммутируемых контактами, ограничивается величиной переходного сопротивления материала, из которого выполнены контакты. Для большинства промежуточных электромагнитных реле нижним пределом является нагрузка контактов током 10 – 50 мкА при напряжении на контактах 10 – 50 мВ.

Верхним пределом токов и напряжений является нагрузка контактов максимальным коммутирующим током, предусмотренным в технической документации. Верхний предел ограничивается температурой нагрева контактов, при которой снижается механическая прочность контактных материалов, что может привести к нарушению рабочей поверхности.

6. Подключение промежуточных реле.

Схемы включения промежуточных реле практически ни чем не отличаются от схем включения контакторов и магнитных пускателей. Разница состоит лишь в мощности коммутируемой нагрузки. Если контакты промежуточных реле ограничены коммутационной мощностью контактов, составляющей около 5 А, то магнитные пускатели и контакторы способны коммутировать токи более 50 А и напряжения свыше 1000 В.

Разберем подключение реле на примере простых схем.

6.1. Схема с нормально разомкнутым контактом.

Схема питается от источника постоянного тока GB1 напряжением 12 В и состоит из кнопочного выключателя SB1, катушки реле KL1 и лампы накаливания HL1.

В исходном состоянии, когда контакты выключателя SB1 разомкнуты, напряжение питания на катушке реле KL1 отсутствует. Контакт реле KL1.1, стоящий в цепи питания лампы HL1, разомкнут, и на лампу не поступает напряжение.

При замыкании контактов выключателя SB1 напряжение от батареи GB1 поступает на обмотку реле KL1. Реле срабатывает, его контакт KL1.1 замыкается и включает лампу HL1.

При размыкании контактов выключателя SB1 движение тока через обмотку реле прекращается и реле возвращается в исходное положение.

6.2. Схема с нормально замкнутым контактом.

В исходном состоянии, когда контакты выключателя SB1 разомкнуты, реле KL1 обесточено, его нормально замкнутый контакт KL1.1 замкнут и напряжение питания 12 В поступает на лампу HL1. Лампа горит.

При замыкании контактов выключателя SB1 напряжение поступает на обмотку реле KL1. Реле срабатывает, его контакт KL1.1 размыкается и разрывает цепь питания лампы HL1. Лампа гаснет.

При размыкании контактов выключателя SB1 движение тока через обмотку реле прекращается и реле возвращается в исходное положение.

6.3. Схема с нормально замкнутым и нормально разомкнутым контактами.

В этой схеме используются сразу два контакта реле KL1.
В исходном состоянии, когда контакты выключателя SB1 разомкнуты, реле KL1 обесточено и его нормально разомкнутый контакт KL1.1 разомкнут, а нормально замкнутый KL1.2 замкнут. При этом лампа HL1 не горит, а лампа HL2 горит.

При замыкании контактов выключателя SB1 реле срабатывает и его контакт KL1.1 замыкается, а KL1.2 размыкается. Контакт KL1.1 замыкается и включает лампу HL1, а контакт KL1.2 размыкается и выключает лампу HL2.

При размыкании контактов выключателя SB1 движение тока через обмотку реле прекращается и реле возвращается в первоначальное положение.

Рассмотренная схема включения реле не обеспечивает гальваническую развязку между обмоткой реле и нагрузкой, так как они питаются от общего источника напряжения. Т.е. если необходимо коммутировать нагрузку, например, с рабочим переменным напряжением 220 В, то и реле необходимо использовать с обмоткой, рассчитанной на такое же рабочее напряжение. Если же разделить управление обмоткой и нагрузкой, то их можно применять с любым напряжением.

6.4. Схема с гальванической развязкой.

На схеме показаны две цепи – управляющая и исполнительная (силовая):

управляющая цепь питается напряжением 12 В и включает в себя источник постоянного тока GB1, кнопочный выключатель SB1 и катушку реле KL1;

исполнительная цепь, или ее еще называют силовой, питается переменным напряжением 220 В. В нее входят две лампы накаливания HL1 и HL2, рассчитанные на рабочее напряжение 220 В, и два контакта реле KL1. 1 и KL1.2, служащие для управления лампами.

При замыкании контактов выключателя SB1 напряжение от батареи GB1 поступает на обмотку реле KL1. Реле срабатывает и его контакт KL1.1 замыкается, а KL1.2 размыкается. Контакт KL1.1 замыкаясь включает лампу HL1, а контакт KL1.2 размыкаясь выключает лампу HL2.

6.5. Схема технологической сигнализации.

А теперь рассмотрим схему технологической сигнализации, используемую в системах управления технологическими процессами. Работа такой схемы заключается в контролировании технологических параметров (температура, давление, уровень) и выдаче световой и звуковой информации об отклонении этих параметров за пределы заданных значений.

Для контроля за технологическими параметрами применяют специализированные датчики и приборы, например, сигнализаторы, электроконтактные манометры и т.д., контакты которых задействованы в схеме сигнализации. При выходе параметра за пределы допустимого значения контакт датчика или прибора замыкается или размыкается и этот сигнал запускает сигнализацию в работу.

Рассмотрим упрощенную схему с одним контролируемым параметром.

Схема состоит из двух кнопок SB1 и SB2, двух промежуточных реле KL1 и KL2, сирены HA1, лампы накаливания HL1 и контакта датчика Р1.

При отклонении технологического параметра от заданного значения замыкается контакт датчика Р1 и включаются световая и звуковая сигнализации. Световая сигнализация HL1 включается при срабатывании реле KL2, которое своим нормально разомкнутым контактом KL2.1 подает фазу А1 на лампу. Звуковая сигнализация НА1 включается через замкнутый контакт датчика Р1 и нормально разомкнутый контакт KL1.2. И пока контакт Р1 не разомкнется лампа будет светить, а сирена звенеть.

Чтобы сирена постоянно не звенела, ее отключают нажатием кнопки SB2. При этом фаза А1 через контакт Р1 и контакты кнопки SB2 поступит на катушку реле KL1. Реле сработает и своим нормально разомкнутым контактом KL1.1 встанет на самоподхват, а нормально замкнутым контактом KL1.2 разорвет цепь питания звонка НА1. При возвращении технологического параметра в норму контакт датчика Р1 разомкнется и схема сигнализации вернется в первоначальное состояние.

Для проверки работоспособности сигнализации предусмотрена кнопка SВ1. При ее нажатии фаза А1 через нормально замкнутый контакт KL1.2 поступает на сирену НА1 и сирена начинает звенеть. И одновременно фаза А1 поступает на катушку реле KL2, которое срабатывает и своим контактом KL2.1 включает лампу HL1.

И в дополнение к статье видеоролик о промежуточных реле.

Ну вот в принципе и все, что хотел сказать о промежуточных реле.
Удачи!

Литература:

1. И. Г. Игловский, Г. В. Владимиров – «Справочник по электромагнитным реле», Л., Энергия, 1975 г.
2. М. Т. Левченко, П. Д. Черняев – «Промежуточные и указательные реле в устройствах релейной защиты и автоматики», Энергия, Москва, 1968, (Б-ка электромонтера, вып. 255).
3. В. Г. Борисов, – «Юный радиолюбитель», Москва, «Радио и связь» 1992 г.

Схема экономичного включения электромагнитных реле » S-Led.Ru

Изобретённые на заре зарождения электротехники электромагнитные реле всё ещё продолжают использоваться как в радиолюбительских конструкциях, так и в промышленных разработках. Сейчас их прочные позиции в стане коммутирующих и переключающих радиоэлементов заметно пошатнулись, но и постепенно вытесняющие их оптоэлектронные приборы не заняли бесспорно доминирующих позиций.

Продолжающаяся разработка новых типов электромагнитных реле -наглядное свидетельство тому, что их прощальный аккорд пока откладывается.

Многие знают, что ток срабатывания реле заметно больше тока удержания контактов в замкнутом/разомкнутом состоянии. Отсюда напрашивается несложный вывод, что нет необходимости подавать на обмотки реле полное напряжение питания в течение всего периода нахождения реле в активном состоянии. Если время включения реле обычно превышает 5…20 секунд, то целесообразно после переключения контактов ограничить протекающий через обмотку реле ток, что не только сделает устройство более экономичным, но и уменьшит нагрев обмотки реле.

Рассмотрим типичное решение, наиболее часто используемое для улучшения экономичности устройств с электромагнитными реле. Когда ток через переход база-эмиттер биполярного транзистора VT1 отсутствует, транзистор закрыт, напряжение на обмотку реле К1 не поступает. Напряжение на конденсаторе С1 равно напряжению питания. Когда на транзистор подаётся управляющее напряжение, он открывается, и накопленной в С1 энергии достаточно для надёжного включения реле.

Благодаря токоограничительному резистору R2, ток через обмотку реле К1, быстро снижается до заданного значения. Сопротивление R2 подбирается так, чтобы обеспечить надёжное удержание контактов реле, а ёмкость С1 должна быть достаточной, чтобы накопленной в нём энергии хватило на уверенное переключение контактов реле. У этого узла есть два недостатка — реле не включится, если управляющее напряжение будет подано одновременно или раньше напряжения питания этого каскада; реле может не включиться, если управляющее напряжение будет отключено на короткое время, (обычно десятые доли секунды), а потом снова появится. Так как С1 за столь короткое время может не успеть зарядиться, то повторного переключения контактов реле не произойдет.

Если у реле имеется незанятая группа свободно-замкнутых контактов, то с её помощью можно реализовать быструю зарядку накопительного конденсатора С1 (рис. 2). В отличие от первой схемы, здесь, для управления реле типа РЭС-22, применён ключ на полевом МДП-транзисторе. Такое решение позволяет свести ток в цепи управления практически к нулю и без оглядки использовать этот узел совместно с любыми управляющими устройствами, работающими в ключевом режиме в диапазоне питающих напряжений 3…10 В, например, с цифровыми микросхемами КМОП, ТТЛШ или с микропроцессорами. Низкоомный резистор R3 уменьшает износ контактов К1. 1 от искрения. Резистор R1 предотвращает перегрузку выхода узла управления в случае пробоя изоляции затвора DA1.

Рисунок 2

Конденсатор С2 в большинстве реальных устройств можно не устанавливать, однако, если узел, собранный по схемам рис. 2…рис. 4, будет соединяться с узлом управления длинной, (более 30…50 см), незащищённой от помех линией связи, то его наличие желательно. Узел, собранный по схеме на рис. 2, хоть и более надёжен, но всё же не может гарантировать безупречного переключения контактов, так как нельзя исключать зависание подвижной группы контактов в промежуточном состоянии, например, при излишне низком сопротивлении R2 или малой ёмкости С1. На месте реле К1 использован экземпляр с током переключения 40 мА и током удержания 20 мА.

Если реле не имеет свободной группы переключаемых контактов или вы желаете применить другое схемотехническое решение, то можно обратиться к схеме на рис. 3. При подаче на управляющий вход напряжения высокого уровня, открывается ключ DA1, но максимальный ток через него ограничен резистором R2. Чтобы реле надёжно включилось, установлен вспомогательный ключ на DA2, который открывается на короткое время в момент подачи управляющего напряжения высокого уровня. Время, на которое открывается DA2, зависит от ёмкости конденсатора С3 и сопротивления резистора R3. Для быстродействующих герконовых реле ёмкость С3 можно уменьшить в 2…4 раза.

Рисунок 3

На рис. 4 приводится альтернативный предыдущему, вариант схемы управления реле. Когда напряжение на управляющем входе отсутствует, ключ DA1 закрыт. Конденсатор С2 разряжен, биполярный р-n-р транзистор VT1 закрыт, обмотка реле обесточена. Если затвор ключа DA1 поступит управляющее напряжение, напряжение сток-исток DA1 уменьшится практически до нуля, на выводах С2 появится разность потенциалов, Транзистор VT1 откроется примерно на 0,5 секунды, что достаточно для включения реле К1. После зарядки С2, транзистор VT1 закрывается, ток через катушку реле ограничивается резистором R2. Диод VD2 предназначен для быстрой разрядки С2 после выключения реле. Этот узел обеспечивает быструю готовность к повторному включению реле, но иногда, для надёжного включения реле может потребовать на 1…2 В более высокого напряжения питания, чем для первых трёх узлов.

Рисунок 4

Схема подключения электромагнитного реле – Морской флот

Несмотря на стремительный прогресс в области бесконтактных полупроводниковых коммутационных устройств, применение электромагнитных реле в ряде случаев обеспечивает лучшее соотношение цена/надежность устройства.

В данной статье рассматриваются схемотехнические решения, позволяющие значительно уменьшить потребляемую обмотками реле мощность, увеличить их надежность, зачастую избавить от необходимости подбора реле с конкретными параметрами обмотки. Рассмотреныпрактические схемы реализации таких устройств.

Как известно, у реле постоянного тока есть два основных параметра: напряжение срабатывания Ucp и напряжение удержания Uуд. Как правило, Uуд в 1,5-3 раза меньше, чем Ucp. В идеальном случае Ucp нужно подать только на время срабатывания реле, а затем поддерживать Uуд. На практике Ucp подается на реле все время. Нетрудно подсчитать, какой лишний расход мощности.

На рис.1 показана схема, приблизительно обеспечивающая соотношение Ucp=2Uп, Uуд=Uп, где Uп – напряжение питания схемы. Эта схема позволяет организовать управление реле с обмоткой на 24 В при напряжении питания схемы 12 В. Мощность, потребляемая обмоткой при включенном состоянии реле, снижается в 4 раза.

Рис. 1. Схема обеспечивающая нужное соотношение для напряжения срабатывания и отпускания реле.

Конденсатор С3 заряжается через диод VD1 и резистор R3 до напряжения Uс3, примерно равному Uп. Для включения реле на базу транзистора VT1 подается напряжение открывания. Зарядный ток конденсатора С1 открывает транзистор VT2, на обмотку реле подается суммарное напряжение Uп+Uс2 (примерно 23 В), и реле срабатывает.

После разряда С3 на обмотку реле через VT1, VD1 поступает Uп, этого достаточно для удержания реле. При снятии напряжения с базы VT1 реле выключается благодаря наличию диода VD3. С1 быстро разряжается, и схема возвращается в исходное состояние.

Диод VD2 служит, как обычно, для гашения напряжения самоиндукции обмотки реле.

Номиналы конденсаторов С1-С3, параметры диодов и транзисторов, Uп схемы могут варьироваться в зависимости от типа применяемого реле. При достаточной нагрузочной способности источника питания конденсатор С2 можно исключить.

На рис.2 показана схема, позволяющая организовать управление довольно мощным реле РП-21 с обмоткой на 12 В (сопротивление обмотки 80 Ом). При традиционном подходе для этого потребовался бы источник питания с применением дорогого понижающего трансформатора.

Рис. 2. Схема управления мощным реле РП-21 с обмоткой на 12 В.

В исходном состоянии транзисторы VT1 и VT2 открыты током резистора R3. Напряжения на конденсаторе С2 недостаточно для срабатывания реле. При нажатии кнопки SB1 “Пуск” транзистор VT2 закрывается и конденсатор С2 заряжается до напряжения, примерно равного напряжению стабилизации стабилитрона VD6 (примерно 14 В).

При отпускании кнопки SB1 через открытые VT1 и VT2 напряжение с конденсатора С2 прикладывается к обмотке реле и вызывает его срабатывание. Ток перезаряда конденсатора С1 обеспечивает дальнейшее удержание реле во включенном состоянии. При нажатии на кнопку SB2 “Стоп” зарядный ток конденсатора С3 вызывает кратковременное закрытие транзисторов, что приводит к отпусканию реле.

Данная схема позволяет организовать также однокнопочное управление: нажатие в течение более 0,5 с и последующее отпускание кнопки SB1 приводит к срабатыванию реле, последующее кратковременное нажатие этой же кнопки выключает его. Можно заменить кнопку SB1 электронным ключом и управлять реле с помощью электрических сигналов. При необходимости обеспечить гальваническую развязку очень удобно применить диодный или транзисторный оптрон.

Номиналы элементов схемы для конкретного типа реле выбирают из следующих соображений: ток перезарядки конденсатора С1 должен удерживать реле во включенном состоянии и быть недостаточным для его срабатывания; напряжение стабилизации VD6 выбирают равным номинальному напряжению обмотки реле; емкость конденсатора С2 выбирают из условия надежного срабатывания реле, а С3 – его выключения. Параметры элементов VD1-VD5, VT1, VT2 выбирают в зависимости от номинальных значений тока и напряжения обмотки реле.

Хорошие результаты дает использование реле с обмоткой, рассчитанной на переменный ток при питании ее постоянным (пульсирующим) током. При экспериментах с довольно мощным реле РЭН-20, имеющим обмотку на 220 В, для удержания реле во включенном состоянии достаточно было подавать на обмотку постоянное напряжение всего 6. 8 В. Примерно такие же результаты были получены с широко распространенным магнитным пускателем ПМЕ-211 с обмоткой на 380 В.

Самый простой способ оптимизации схемы включения магнитного пускателя основан на питании его обмотки пульсирующим напряжением по схеме рис.3. Диод VD1 осуществляет однополупериодное выпрямление сетевого напряжения; через диод VD2 замыкается напряжение самоиндукции обмотки.

Пускатель ПМЕ-211 с обмоткой на 380 В при таком включении надежно срабатывает от напряжения 220 В, практически устраняется гудение, иногда сопровождающее включение пускателей, значительно уменьшается нагрев обмотки. Очень удобно таким образом запитать от сети 220 В реле с обмоткой на более низкое напряжение, например 110 В, подобрав номинал гасящего резистора R1, на котором при данной схеме включения будет рассеиваться мощность в несколько раз меньше, чем при непосредственном включении обмотки в сеть через гасящий резистор.

На рис.4 показан пример оптимизации включения реле РЭН-20 с обмоткой на 220 В. При включении в сеть возникает импульс тока заряда конденсатора С1, его достаточно для срабатывания реле; дальнейшее удержание реле во включенном состоянии обеспечивает протекание тока примерно в 1 мА через резистор R1. Потребляемая мощность и нагрев обмотки при этом во много раз меньше, чем в случае обычного включения, значительно повышается надежность реле.

Рис. 3. Схема включения магнитного пускателя для питания его обмотки пульсирующим напряжением.

Подобным образом можно включать и другие типы реле, подобрав необходимые значения R1 и С1.

Рис. 4. Пример оптимизации включения реле РЭН-20 с обмоткой на 220 В.

В схеме на рис.5 конденсатор С1 заряжается до амплитудного значения напряжения сети и обеспечивает срабатывание реле при замыкании кнопки “Пуск”, ток удержания определяется номиналом резистора R1.

Рис. 5. Схема включения реле РЭН-20 и ПМЕ-211.

На рис.6 показана упрощенная схема реализации устройства (например, таймера, терморегулятора), включение которого производится вручную нажатием кнопки “Пуск”, а выключение -сигналом от схемы управления (СУ) при достижении заданного значения параметра, который регулируется (время, температура). Схема обеспечивает непосредственное управление магнитным пускателем с обмоткой на 220 (380) В и гальваническую развязку от сети.

Рис. 6. Схема устройства (таймера, терморегулятора), включение которого производится вручную нажатием кнопки, а выключение сигналом от схемы.

При нажатии кнопки B1 “Пуск” конденсатор С1 отключается от катушки магнитного пускателя и подключается через ограничивающий резистор R1 к сети, заряжаясь до амплитудного значения напряжения сети. Импульс разрядного тока конденсатора С1, возникающий при отпускании кнопки, вызывает срабатывание магнитного пускателя КМ1, импульс напряжения с обмотки пускателя кратковременно открывает транзистор VT2, устанавливая СУ в исходное состояние.

На выходе СУ устанавливается низкий уровень напряжения, ключ на транзисторе VT1 через развязывающий диод VD4 подает на обмотку пускателя напряжение 12 В, достаточное для удержания ее во включенном состоянии.

После того как регулируемый параметр достигает заданного значения, меняется уровень сигнала на выходе СУ, обмотка пускателя обесточивается и нагрузка выключается. На рис.7 показан пример модернизации устройства, описанного в [1], позволивший исключить промежуточное маломощное реле, значительно снизить потребляемую мощность и повысить надежность.

Рис. 7. Схема модернизации устройства.

Схема устройства защитного отключения

На рис. 8 показана практическая схема устройства защитного отключения (УЗО), разработанная с использованием вышеизложенных принципов оптимизации включения реле. Применение усилителя на микросхеме DA1 позволило значительно упростить изготовление дифференциального трансформатора (ДТ) Т1.

Рис. 8. Схема устройства защитного отключения (УЗО) питания от сети 220В.

Принцип работы устройства не отличается от традиционного: при отсутствии тока утечки с нагрузки на “землю” токи, протекающие через обмотки I и II, равны и компенсируют друг друга, напряжение на обмотке III практически отсутствует. При возникновении тока утечки на выходе микросхемы DA1 возникает пропорциональное ему усиленное напряжение.

Положительные полуволны этого напряжения вызывают заряд через стабилизатор тока на транзисторе VT2 и конденсаторе С5. Снижение напряжения на нижней по схеме обкладке конденсатора С5 ниже напряжения на базе транзистора VT1 вызывает запирание последнего и выключение реле, нагрузка обесточивается.

Управление реле в основном реализовано по схеме рис.2. При нажатии на кнопку SB2 “Пуск” конденсатор С2 заряжается до напряжения примерно 13 В, которое при отпускании кнопки вызывает срабатывание и самоблокировку (через контакт К1. 1) реле К1.

Падение напряжения на резисторе R4 используется для обеспечения двухполярного питания (±7 В) микросхемы DA1; светодиод VD6 – индикатор включения устройства. Времязадающая цепочка C5R9 обеспечивает подавление кратковременных импульсных помех с выхода DA1, возникающих, например, при искрении контактов, соединяющих устройство с нагрузкой.

Кнопка SB1 “Тест” создает искусственную “утечку” и служит для проверки работоспособности и выключения устройства. Устройство может выполнять функцию автоматического выключения при превышении заданного тока нагрузки – необходимо установить в схему резистор R2 такого номинала, чтобы вследствие определяемой им разности токов обмоток I и II ДТ при заданном максимальном токе нагрузки происходило выключение реле К1.

При изготовлении ДТ на ферритовое кольцо с наружным диаметром 20 мм равномерно наматывают обмотку III -100 витков провода 00,1. 0,3 мм. Затем приклеивают трансформатор Т1 к плате и устанавливают обмотки I и II – впаивают на плату две П-образные скобки из медного провода 00,5. 1 мм, проходящие через отверстие кольца.

На рис.9, 10 показаны соответственно рисунок печатной платы и схема расположения элементов. Удобно выполнить устройство в виде сетевой вилки, использовав корпус малогабаритного блока питания.

Рис. 9. Печатная плата для схемы устройства.

Рис. 10. Расположение деталей на печатной плате.

Схема усовершенствованного варианта устройства защиты

На рис.11 показана принципиальная схема усовершенствованного варианта устройства защиты электродвигателей. В качестве исполнительного устройства используется непосредственно магнитный пускатель. В устройстве применена самая распространенная и дешевая элементная база.

Помимо обычной защиты от пропадания одной из фаз, устройство обеспечивает защиту электродвигателя от перегрева, а также от значительного перекоса фаз, который вызывает перегрев.

При нажатии кнопки SB1 “Пуск” обмотка магнитного пускателя КМ1 через диод VD5 подключается к одной из фаз сети, что вызывает срабатывание пускателя и подачу напряжения на нагрузку (электродвигатель). После отпускания кнопки “Пуск” ток, удерживающий пускатель во включенном состоянии, протекает через блокирующий контакт (БЛК) пускателя, цепочку R5R6C3VD4. Диод VD3 обеспечивает перезарядку конденсатора С3.

В случае отсутствия напряжения одной (двух) фаз пульсирующее напряжение на выходе однополу-периодного трехфазного выпрямителя VD5, VD7, VD8 имеет провалы до нуля, уровень пульсаций на выходе фильтра R7C2 увеличивается настолько, что каскад на элементах R2, VD2, VT2 начинает ограничивать амплитуду пульсирующего напряжения на обмотке пускателя КМ1, вызывая выключение последнего и обесточивание нагрузки.

Рис. 11. Принципиальная схема усовершенствованного варианта устройства защиты электродвигателей.

В случае наличия всех трех фаз, но значительном отличии амплитудного значения их напряжений (перекос фаз) уровень пульсаций на выходе фильтра R7C2 недостаточен для выключения пускателя каскадом R2VD2VT2. Каскад на транзисторе VT3 сравнивает напряжения на выходах фильтра R7C2 и делителя R9R8.

При определенном уровне перекоса фаз (в зависимости от положения движка переменного резистора R14) пульсации напряжения на резисторе R4 начинают открывать транзисторы VT4 и VT1, конденсатор С1 разряжается, каскад на транзисторе VT2 ограничивает амплитуду пульсирующего напряжения на обмотке пускателя, приводя к выключению последнего.

Датчик температуры – германиевый диод VD10 – имеет тепловой контакт с корпусом электродвигателя. При повышении температуры корпуса обратное сопротивление диода уменьшается, что приводит к открыванию транзисторов VT5, VT3, VT2 и выключению пускателя.

Рис. 12. Печатная плата для схемы защиты электродвигателей.

Переменным резистором R12 регулируют температуру срабатывания устройства. Транзистор VT6 используется как стабилитрон на 7 В.

Рис. 13. Расположение деталей на печатной плате.

Рисунок печатной платы устройства и схема установки элементов показаны на рис.12, 13. Устройство защиты можно выполнить в штатном блоке управления, использовав его магнитный пускатель и кнопочный пульт.

В.Н. Каплун. г. Северодонеик. Луганская обл., Украина. Электрик-2004-12.

Литература: 1. Яковлев В.Ф. Устройство для защиты трехфазных потребителей//Электрик. -2001. – №10.

Основной составляющей частью кибернетики и систем автоматики являются процессы коммутации. Первыми устройствами, выполняющими коммутацию в автоматических электрических цепях, были электромагнитные реле.

Благодаря техническому прогрессу появились полупроводниковые коммутаторы. Однако электромагнитные реле не теряют своей популярности по применению в различном электрооборудовании и устройствах. Широкое использование реле обуславливается их неоспоримыми достоинствами, к которым относятся свойства металлических контактов.

Сопротивление контактов реле наименьшее, в отличие от коммутаторов на основе полупроводниковых элементов. Контакты реле выдерживают намного выше токовые перегрузки, чем полупроводниковые коммутаторы. Реле нормально функционируют при наличии статического электричества, радиационного излучения. Основным положительным качеством реле является гальваническая изоляция цепи управления и коммутации без дополнительных элементов.

Устройство и принцип действия

Структуру электромагнитного реле можно разделить на его отдельные составные элементы следующим образом:

• Первичный (чувствительный) элемент преобразует электрический сигнал управления в магнитную силу. Обычно этим элементом является катушка.
• Промежуточный элемент может состоять из нескольких частей. Он приводит в работу исполнительный механизм. Таким элементом является якорь с подвижными контактами и пружиной.
• Исполнительный элемент выполняет передачу воздействия на силовую цепь. Таким элементом чаще всего выступает группа силовых контактов реле.

Электромагнитные реле имеют довольно простой принцип работы, вследствие чего имеют повышенную надежность. Они являются незаменимыми элементами в схемах защиты и автоматики. Действие реле заключается в применении электромагнитных сил, появляющихся в металлическом сердечнике при протекании электрического тока по катушке.

Элементы реле устанавливаются на закрывающемся крышкой основании. Подвижная пластина (якорь) с контактом установлена над сердечником электромагнита. Подвижных контактов может быть несколько. Напротив них расположены соответствующие пары неподвижных контактов.

1 — Катушка реле
2 — Сердечник
3 — Стержень
4 — Подвижный якорь
5 — Группа контактов
6 — Пружина
7 — Питание катушки

В первоначальном положении пружина удерживает подвижную пластину. При подключении питания срабатывает электромагнит и притягивает к себе эту пластину, являющуюся якорем, преодолевая усилие пружины. В зависимости от устройства реле контакты при этом размыкаются или замыкаются. После выключения питания якорь под действием пружины возвращается в исходное положение.

Существуют электромагнитные реле с встроенными электронными компонентами в виде конденсатора, подключенного параллельно контактам для уменьшения помех и образования искр, а также сопротивления, подключенного к катушке, для четкой работы реле.

По силовой цепи, которая подключается контактами, может протекать электрический ток намного больше тока управления. Эта цепь гальванически развязана с цепью управления электромагнитом. Другими словами реле играет роль усилителя мощности, напряжения и тока в электрической цепи.

Электромагнитные реле переменного тока приводятся в действие при подключении к ним переменного тока частотой 50 герц. Устройство такого реле практически не отличается от реле постоянного тока, кроме сердечника электромагнита, который в данном случае выполняется из листовой электротехнической стали. Это делается для снижения потерь энергии от вихревых токов.

Разновидности электромагнитных реле

По различным признакам и факторам такие реле делятся на виды. Рассмотрим подробнее основные виды электромагнитных реле.

По конструктивным особенностям исполнительных элементов электромагнитные реле делятся на:

• Контактные реле , которые оказывают воздействие на силовую цепь группой электрических контактов. Их разомкнутое или замкнутое состояние способно обеспечить коммутацию (разрыв или соединение) выходной силовой цепи.
• Бесконтактные реле оказывают действие на силовую цепь методом резкого изменения ее параметров (емкости, индуктивности, сопротивления), либо силы тока и напряжения.

По области применения реле:

• Сигнализации.
• Защиты.
• Цепей управления.

По мощности сигнала управления:

• Высокой мощности более 10 ватт.
• Средней мощности 1-9 ватт.
• Малой мощности менее 1 ватта.

По быстродействию управления:

• Безинерционные менее 0,001 с.
• Быстродействующие 0,001-0,05 с.
• Замедленные 0,05-1 с.
• Регулируемые.

По виду напряжения управления:

• Переменного тока.
• Постоянноготока (поляризованные и нейтральные).

Рассмотрим подробнее реле постоянного тока, которые делятся на два подвида – нейтральные и поляризованные. Они имеют отличие в том, что поляризованные устройства имеют чувствительность к полярности подключаемого напряжения. Якорь изменяет направление движения в зависимости от подключенных полюсов питания.

Реле постоянного тока разделяют:

• 2-х позиционные.
• 2-х позиционные с преобладанием.
• 3-позиционные с нечувствительной зоной.

Функционирование нейтральных электромагнитных реле не зависит от порядка подключения полюсов напряжения. Недостатками реле постоянного тока является потребность в блоке питания, а также высокая стоимость.

Реле переменного тока не имеют таких недостатков, у них есть свои отрицательные моменты:

• Вибрация при эксплуатации, необходимость ее устранения.
• Параметры работы намного хуже, чем у реле постоянного тока. К ним относятся: магнитное поле, чувствительность.

К достоинствам устройств реле постоянного тока можно отнести отсутствие необходимости в блоке питания, и возможности непосредственного подключения в сеть переменного напряжения.

По защищенности от внешних факторов реле разделяют:

• Герметичные.
• Зачехленные.
• Открытые.

Реле тока

Структура реле напряжения и тока очень похожа. Их отличие заключается только в конструкции катушки. Токовое реле имеет катушку с небольшим числом витков и малым сопротивлением. Намотка провода на катушку осуществляется толстым проводником.

Обмотка реле напряжения выполняется с большим числом витков. Каждое из этих реле выполняет контроль определенных параметров с помощью системы автоматического отключения и включения электрического устройства.

Реле тока осуществляет контроль силы тока в цепи потребителя, к которой оно подключено. Данные поступают в другую цепь с помощью подключения сопротивления контактом реле. Подключение может осуществляться как непосредственно к силовой цепи, так и через измерительные трансформаторы.

Реле времени

В цепях автоматики часто требуется образование задержки при включении устройств, либо подачи сигнала для выполнения определенного технологического процесса по некоторому алгоритму. Для таких целей предназначены специальные устройства, способные коммутировать цепи с некоторой задержкой времени.

К таким реле времени предъявляются специальные требования:

• Необходимая и достаточная мощность контактов.
• Малые габаритные размеры, вес и небольшой расход электроэнергии.
• Стабильные рабочие параметры задержки времени, не зависящие от внешних воздействий.

Для реле времени, управляющим электрическими приводами, повышенные требования не предъявляются. Их задержка равна от 0,25 до 10 с. Эксплуатационная надежность таких реле должна быть очень высока, так как условия работы предполагают наличие вибрации.

Параметры электромагнитных реле

Основными характеристиками таких реле являются зависимости между входным и выходным параметром.

Основные параметры реле:

• Время срабатывания реле – характеризует промежуток времени от момента подачи сигнала на вход реле до момента начала действия на силовую цепь.
• Управляемая мощность – это мощность, которой способны управлять контакты реле при коммутации цепи.
• Мощность срабатывания – это наименьшая мощность, требуемая для чувствительного элемента реле, для перехода в рабочее состояние.
• Величина тока срабатывания. Такое регулируемое значение называется уставкой.
• Сопротивление обмотки катушки.
• Ток отпускания – максимальная величина тока на клеммах обмотки реле, при котором якорь отпадает в исходное положение.
• Время отпускания якоря.
• Частота коммутаций с нагрузкой – частота, с которой может осуществляться подключение и отключение силовой цепи.

Преимущества

• Возможность коммутации силовых цепей с мощностью потребителя до 4 киловатт при объеме реле меньше 10 куб. см.
• Невосприимчивость к пульсациям и чрезмерным напряжениям, а также устойчивость к помехам от молнии и работы устройств высокого напряжения.
• Гальваническая развязка между цепью управления и силовыми контактами.
• Незначительное снижение напряжения на замкнутых контактных группах, вследствие чего низкое тепловыделение.
• Невысокая стоимость электромагнитного реле в отличие от полупроводниковых устройств.

Недостатки

• Низкое быстродействие.
• Небольшой срок службы.
• Образование радиопомех при коммутации цепей.
• Проблемы при подключении и отключении высоковольтных нагрузок постоянного тока и индуктивных потребителей.

Сфера использования

Широкую популярность получили реле в области производства и распределения электрической энергии. Безаварийный режим эксплуатации обеспечивает релейная защита линий высокого напряжения на подстанциях и в других местах. Элементы управления, применяемые в релейной защите, способны на подключение высоковольтных цепей. Э

Электромагнитные реле, функционирующие в качестве релейной защиты, получили популярность из-за следующих достоинств:

• Возможность работы с невосприимчивостью к возникающим паразитным потенциалам.
• Высокая скорость реагирования на изменение параметров подключенных цепей.
• Повышенная долговечность.

С помощью релейной защиты выполняется резервирование линий питания и оперативное отключение неисправных участков цепи. Электромагнитные реле являются наиболее надежной защитой, в отличие от релейных устройств.

Электромагнитные реле применяется в управлении производственными линиями, конвейерами, на участках с повышенными паразитными потенциалами, там, где нельзя использовать полупроводниковые элементы.

Принцип действия, по которому работают такие устройства реле, применяется в оборудовании для удаленного управления потребителями, а именно в контакторах, пускателях. По сути дела, это такие же электромагнитный вид реле, только рассчитанные для очень больших токов, достигающих несколько тысяч ампер.

Релейные блоки применяются для управления емкостных установок, служащих для плавного запуска электродвигателей повышенной мощности.

Электромагнитные реле применялись даже в первых вычислительных комплексах. В них реле использовались как логические элементы, выполняющие простые логические операции. Скорость работы таких электронно-вычислительных машин была низкая. Однако такие своеобразные компьютеры были более надежными, в отличие от последующего поколения ламповых моделей вычислительных машин.

Сегодня можно привести множество примеров применения электромагнитных реле в бытовых устройствах: стиральных машинах, холодильниках и т.д.

Реле́ – электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрических цепей (скачкообразного изменения выходных величин) при заданных изменениях электрических или не электрических входных величин.

Релейные элементы (реле) находят широкое применение в схемах управления и автоматики, так как с их помощью можно управлять большими мощностями на выходе при малых по мощности входных сигналах; выполнять логические операции; создавать многофункциональные релейные устройства; осуществлять коммутацию электрических цепей; фиксировать отклонения контролируемого параметра от заданного уровня; выполнять функции запоминающего элемента и т. д.

Первое реле было изобретено американцем Дж. Генри в 1831 г. и базировалась на электромагнитном принципе действия, следует отметить что первое реле было не коммутационным, а первое коммутационное реле изобретено американцем С. Бризом Морзе в 1837 г. которое в последствии он использовал в телеграфном аппарате. Слово реле возникло от английского relay, что означало смену уставших почтовых лошадей на станциях или передачу эстафеты (relay) уставшим спортсменом.

Реле классифицируются по различным признакам: по виду входных физических величин, на которые они реагируют; по функциям, которые они выполняют в системах управления; по конструкции и т. д. По виду физических величин различают электрические, механические, тепловые, оптические, магнитные, акустические и т.д. реле. При этом следует отметить, что реле может реагировать не только на значение конкретной величины, но и на разность значений (дифференциальные реле), на изменение знака величины (поляризованные реле) или на скорость изменения входной величины.

Реле обычно состоит из трех основных функциональных элементов: воспринимающего, промежуточного и исполнительного.

Воспринимающий (первичный) элемент воспринимает контролируемую величину и преобразует её в другую физическую величину.

Промежуточный элемент сравнивает значение этой величины с заданным значением и при его превышении передает первичное воздействие на исполнительный элемент.

Исполнительный элемент осуществляет передачу воздействия от реле в управляемые цепи. Все эти элементы могут быть явно выраженными или объединёнными друг с другом.

Воспринимающий элемент в зависимости от назначения реле и рода физической величины, на которую он реагирует, может иметь различные исполнения, как по принципу действия, так и по устройству. Например, в реле максимального тока или реле напряжения воспринимающий элемент выполнен в виде электромагнита, в реле давления – в виде мембраны или сильфона, в реле уровня – в вице поплавка и т.д.

По устройству исполнительного элемента реле подразделяются на контактные и бесконтактные.

Контактные реле воздействуют на управляемую цепь с помощью электрических контактов, замкнутое или разомкнутое состояние которых позволяет обеспечить или полное замыкание или полный механический разрыв выходной цепи.

Бесконтактные реле воздействуют на управляемую цепь путём резкого (скачкообразного) изменения параметров выходных электрических цепей (сопротивления, индуктивности, емкости) или изменения уровня напряжения (тока).

Основные характеристики реле определяются зависимостями между параметрами выходной и входной величины.

Различают следующие основные характеристики реле.

1. Величина срабатывания Хср реле – значение параметра входной величины, при которой реле включается. При Х

2. Мощность срабатывания Рср реле – минимальная мощность, которую необходимо подвести к воспринимающему органу для перевода его из состояния покоя в рабочее состояние.

3. Управляемая мощность Рупр – мощность, которой управляют коммутирующие органы реле в процессе переключении. По мощности управления различают реле цепей малой мощности (до 25 Вт), реле цепей средней мощности (до 100 Вт) и реле цепей повышенной мощности (свыше 100 Вт), которые относятся к силовым реле и называются контакторами.

4. Время срабатывания tср реле – промежуток времени от подачи на вход реле сигнала Хср до начала воздействия на управляемую цепь. По времени срабатывания различают нормальные, быстродействующие, замедленные реле и реле времени. Обычно для нормальных реле tср = 50…150 мс, для быстродействующих реле tср 1 с.

Принцип действия и устройство электромагнитных реле

Электромагнитные реле, благодаря простому принципу действия и высокой надежности, получили самое широкое применение в системах автоматики и в схемах защиты электроустановок. Электромагнитные реле делятся на реле постоянного и переменного тока. Реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Нейтральные реле одинаково реагируют на постоянный ток обоих направлений, протекающий по его обмотке, а поляризованные реле реагируют на полярность управляющего сигнала.

Работа электромагнитных реле основана на использовании электромагнитных сил, возникающих в металлическом сердечнике при прохождении тока по виткам его катушки. Детали реле монтируются на основании и закрываются крышкой. Над сердечником электромагнита установлен подвижный якорь (пластина) с одним или несколькими контактами. Напротив них находятся соответствующие парные неподвижные контакты.

В исходном положении якорь удерживается пружиной. При подаче напряжения электромагнит притягивает якорь, преодолевая её усилие, и замыкает или размыкает контакты в зависимости от конструкции реле. После отключения напряжения пружина возвращает якорь в исходное положение. В некоторые модели, могут быть встроены электронные элементы. Это резистор, подключенный к обмотке катушки для более чёткого срабатывания реле, или (и) конденсатор, параллельный контактам для снижения искрения и помех.

Управляемая цепь электрически никак не связана с управляющей, более того в управляемой цепи величина тока может быть намного больше чем в управляющей. То есть реле по сути выполняют роль усилителя тока, напряжения и мощности в электрической цепи.

Реле переменного тока срабатывают при подаче на их обмотки тока определенной частоты, то есть основным источником энергии является сеть переменного тока. Конструкция реле переменного тока напоминает конструкцию реле постоянного тока, только сердечник и якорь изготавливаются из листов электротехнической стали, чтобы уменьшить потери на гистерезис и вихревые токи.

Достоинства и недостатки электромагнитных реле

• способность коммутации нагрузок мощностью до 4 кВт при объеме реле менее 10 см3;
• устойчивость к импульсным перенапряжениям и разрушающим помехам, появляющимся при разрядах молний и в результате коммутационных процессов в высоковольтной электротехнике;
• исключительная электрическая изоляция между управляющей цепью (катушкой) и контактной группой — последний стандарт 5 кВ является недоступной мечтой для подавляющего большинства полупроводниковых ключей;
• малое падение напряжения на замкнутых контактах, и, как следствие, малое выделение тепла: при коммутации тока 10 А малогабаритное реле суммарно рассеивает на катушке и контактах менее 0,5 Вт, в то время как симисторное реле отдает в атмосферу более 15 Вт, что, во-первых, требует интенсивного охлаждения, а во-вторых, усугубляет парниковый эффект на планете;
• экстремально низкая цена электромагнитных реле по сравнению с полупроводниковыми ключами

Отмечая достоинства электромеханики, отметим и недостатки реле: малая скорость работы, ограниченный (хотя и очень большой) электрический и механический ресурс, создание радиопомех при замыкании и размыкании контактов и, наконец, последнее и самое неприятное свойство — проблемы при коммутации индуктивных нагрузок и высоковольтных нагрузок на постоянном токе.

Типовая практика применения мощных электромагнитных реле — это коммутация нагрузок на переменном токе 220 В или на постоянном токе от 5 до 24 В при токах коммутации до 10–16 А. Обычными нагрузками для контактных групп мощных реле являются нагреватели, маломощные электродвигатели (например, вентиляторы и сервоприводы), лампы накаливания, электромагниты и прочие активные, индуктивные и емкостные потребители электрической мощности в диапазоне от 1 Вт до 2–3 кВт.

Поляризованные электромагнитные реле

Разновидностью электромагнитных реле являются поляризованные электромагнитные реле. Их принципиальное отличие от нейтральных реле состоит в способности реагировать на полярность управляющего сигнала.

Самые распространенные серии электромагнитных реле управления

Реле промежуточное серии РПЛ . Реле предназначены для применения в качестве комплектующих изделий в стационарных установках, в основном в схемах управления электроприводами при напряжении до 440В постоянного тока и до 660 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Реле пригодны для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки ограничителем ОПН или при тиристорном управлении. При необходимости на промежуточное реле может быть установлена одна из приставок ПКЛ и ПВЛ. Номинальный ток контактов – 16А

Реле промежуточное серии РПУ-2М. Реле промежуточные РПУ-2М предназначены для работы в электрических цепях управления и промышленной автоматики переменного тока напряжением до 415В, частоты 50Гц и постоянного тока напряжением до 220В.

Реле серии РПУ-0, РПУ-2, РПУ-4. Реле изготавливаются с втягивающими катушками постоянного тока на напряжения 12, 24, 48, 60, 110, 220 В и токи 0,4 – 10 А и втягивающими катушками переменного тока – на напряжения 12, 24, 36, 110, 127, 220, 230, 240, 380 и токаи 1 – 10 А. Реле РПУ-3 с втягивающими катушками постоянного тока – на напряжения 24, 48, 60, 110 и 220 В.

Реле промежуточное серии РП-21 предназначены для применения в цепях управления электроприводами переменного тока напряжением до 380В и в цепях постоянного тока напряжением до 220В. Реле РП-21 комплектуются розетками под пайку, под дин. рейку или под винт.

Основные характеристики реле РП-21. Диапазон напряжений питания, В: постоянного тока – 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 переменного тока частоты 50 Гц – 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 переменного тока частоты 60 Гц – 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Номинальное напряжение цепи контактов, В: реле постоянного тока – 12. 220, реле переменного тока – 12. 380 Номинальный ток – 6,0 А Количество контактов замык. / размык. / перекл. – 0. 4 / 0. 2 / 0. 4 Механическая износостойкость – не менее 20 млн. циклов.

Большое распространение в системах автоматики станков, механизмов и машин получили электромагнитные реле постоянного тока серии РЭС-6 в качестве промежуточного реле напряждением 80 – 300 В, коммутируемый ток 0,1 – 3 А

В качестве промежуточных применяются также электромагнитные реле серий РП-250, РП-321, РП-341, РП-42 и ряд других, которые могут использоваться и как реле напряжения.

Как выбрать электромагнитное реле

Рабочие напряжения и токи в обмотке реле должны находится в пределах допустимых значений. Уменьшение рабочего тока в обмотке приводит к снижению надежности контактирования, а увеличение к перегреву обмотки, снижению надежности реле при максимально-допустимой положительной температуре. Нежелательна даже кратковременная подача на обмотку реле повышенного рабочего напряжения, так как при этом возникают механические перенапряжения в деталях магнитопровода и контактных групп, а электрическое перенапряжение обмотки при размыкании ее цепи может вызвать пробой изоляции.

При выборе режима работы контактов реле необходимо учитывать значение и род коммутируемого тока, характер нагрузки, общее количество и частоту коммутации.

При коммутации активных и индуктивных нагрузок наиболее тяжелым для контактов является процесс размыкания цепи, так как при этом из-за образования дугового разряда происходит основной износ контактов.

Схемы применения и подключения реле контроля фаз и напряжения РНЛ-1

 

 

Для удобства наших клиентов инженеры «ТДС Прибор» разработали схемы подключения с самыми актуальными примерами использования реле контроля фаз и линии на обрыв электропривода РНЛ-1.

 

 

1. Назначение схемы: Контроль напряжения питания и электропитания привода на обрыв.

При неисправности электропитания двигатель останавливается и выдаётся сигнал неисправности в систему автоматизации или диспетчеризации;

При обрыве проводника кабеля электродвигателя выдаётся сигнал неисправности.

Схема защиты электродвигателя от перенапряжения и обрыва линии питания. 

В шкафах управления вентиляторами дымоудаления и подпора воздуха и насосами пожарного водопровода.

Схема защиты реверсивного привода от перегрузки и обрыва линии питания. 

В шкафах управления пожарными и инженерными задвижками:

 

 

Схема контроля питания и линии на обрыв электропривода 220В. 

В шкафах управления пожарными насосами и вентиляторами, в пожарных и инженерных системах:

 

 

Схема контроля фазного напряжения и линии питания реверсивного привода 220В.  

В шкафах управления задвижками:

 

2. Назначение схемы: Контроль исправности электропитания привода с функцией технологических защиты от сухого хода и перегрева насосов.

При неисправности электропитания,  при перегреве электродвигателя или при срабатывании датчика сухого хода насос останавливается и выдаётся сигнал о неисправности.

Схема защиты насоса от сухого хода и перегрева 380В. 

С биметаллическим датчиком перегрева обмоток и датчиком сухого хода (также можно использовать любые типы датчиков):

3. Назначение схемы: Контроль напряжения с функцией разнесения старта приводов после восстановления электропитания на объекте.

При отказе электропитания объекта и его последующем возобновлении, авто включение различных типов нагрузки объекта происходит не одновременно, а с разнесением времени пуска каждого случайным образом в диапазоне от 5 до 17 сек с момента подачи электроэнергии на объект. Это предотвращает возникновение большого суммарного пускового тока и аварийное отключение вводного автоматического выключателя по перегрузке.

Схема контроля напряжения питания разных типов нагрузки 380В. 

 

4. Назначение схемы: Контроль фазного напряжения с функцией дополнительной сигнализации.

При неисправности электропитания двигатель останавливается и выдаётся сигнал неисправности;

При срабатывании дополнительных датчиков выдаётся сигнал неисправности.

Схема контроля фазного напряжения с подключением дополнительных датчиков 380В. 

5. Назначение схемы: Контроль фаз и напряжения (без доп. функций)

Пример управления нереверсивным приводом реле защиты электродвигателя от перенапряжения

При неисправности электропитания двигатель останавливается и выдаётся сигнал неисправности.

Схема контроля фаз или напряжения 380В.  

6. Назначение схемы: Схема автоматического включения резерва (АВР) с равным приоритетом вводов.

Ввод, включённый первым, становится рабочим, к нему подключаются электропотребители.

Ввод, включённый вторым, становится резервным.

При отказе электропитания на рабочем вводе электро потребители автоматически переключаются на питание от резервного ввода.

 

7. Назначение схемы: Контроль напряжения сети с функцией реле времени.

Включение освещения происходит последовательно отдельными каскадами с разбежкой по времени на 5 секунд. Это снижает пусковые нагрузки на электросеть, а также обеспечивает комфортный темп нарастания освещенности на объекте при включении и спадания при отключении.

Схема управления освещением с каскадным включением:

 

8. Назначение схемы: Контроль напряжения питания и привода на обрыв с применением устройств плавного пуска или частотного преобразователя.

Для корректной работы реле контроля фаз и линии питания на обрыв РНЛ-1 с устройствами плавного пуска и частотными преобразователями рекомендуем использовать следующую схему подключения:

Цепь электронного релейного переключателя

– канал NPN, PNP, N&P

Схема цепи электронного релейного переключателя

и ее работа

Существует множество электрических и электронных устройств, которые классифицируются как выход Устройства , такие устройства используются для управления или управлять некоторым внешним физическим процессом машины или устройства. Эти устройства вывода обычно называются исполнительными механизмами.

Эти приводы преобразуют электрическую энергию в физические единицы, называемые силой, скоростью и т. Д.Реле в основном представляет собой двоичный исполнительный механизм с двумя стабильными состояниями. В этой статье мы подробно обсудим схему релейного переключателя , ее конструкцию и особенности.

Что такое электрические реле?

Это переключатели с электрическим управлением, которые бывают различных форм, размеров и номинальной мощности. Электрические реле подходят практически для любого типа приложений. Реле могут иметь один или несколько контактов в одном корпусе. Реле питания большего размера в основном используются для коммутации сетевого напряжения или высокого тока, называемых «контакторами».Давайте посмотрим на классификации реле.

Электрические реле в основном делятся на две подкатегории, а именно:

Электромеханические реле:

Как следует из названия, электромеханические реле представляют собой электромагнитных устройств . По сути, он преобразует магнитный поток, генерируемый приложением электрического управляющего сигнала, в тянущую механическую силу, которая приводит в действие электрические контакты внутри релейного переключателя. Самая простая и наиболее распространенная форма электрохимических реле состоит из катушки возбуждения, намотанной на проницаемый железный сердечник. Эта возбуждающая катушка также называется первичной цепью.

Электрохимические реле используются в основном электрическое и электронное управление или коммутационные цепи . Они либо монтируются непосредственно на печатные платы, либо подключаются отдельно. В автономной конфигурации токи нагрузки обычно равны амперам.

Конструкция электромеханического реле

Реле настраиваются в двух режимах, а именно «нормально разомкнутый» или «нормально замкнутый».Одна пара контактов называется нормально разомкнутыми (NO) или замыкающими контактами, а другая группа – нормально замкнутыми (NC) или размыкающими контактами.

Теперь в нормально «открытом» положении контакты замыкаются только тогда, когда ток возбуждения «ВКЛ». В нормальном положении «ВКЛ.» Контакты переключателя подтянуты к индуктивной катушке. Одна из наиболее важных частей любого электрического реле – это катушка. Эта катушка преобразует электрический ток в электромагнитный поток. Эти магнитные потоки используются для механического управления контактами реле.Самая большая проблема с катушками реле заключается в том, что они представляют собой «высокоиндуктивные нагрузки». Катушка реле обычно изготавливается из катушек проволоки.

Когда ток течет через катушку, вокруг нее создается самоиндуцированное магнитное поле. Когда ток в катушке выключен, создается большое напряжение обратной ЭДС. Это происходит из-за столкновения магнитного потока с катушкой. Значение индуцированного обратного напряжения очень велико по сравнению с напряжением переключения. Этого напряжения достаточно, чтобы повредить любое полупроводниковое устройство, такое как транзистор, полевой транзистор или микроконтроллер, используемый для управления реле.

Примечание: Эти термины « нормально разомкнутый» и «нормально замкнутый » или замыкающие и размыкающие контакты относятся к состоянию электрических контактов, когда катушка реле «обесточена», т. Е. Отсутствует напряжение питания. подключен к катушке реле.

При использовании электрических реле следует помнить об одном важном моменте: «Не рекомендуется подключать контакты реле параллельно, чтобы выдерживать более высокие токи нагрузки». Пример: Никогда не пытайтесь запитать нагрузку 10 А с двумя параллельно включенными контактами реле, каждый из которых имеет номинальный ток 5 А.

Контакты реле состоят из токопроводящих деталей, которые позволяют току проходить через них при контакте. Они сконструированы так же, как выключатель. Как только контакты размыкаются, сопротивление между контактами становится очень высоким. Это приводит к разомкнутой цепи, и ток цепи не течет через реле.

Через некоторое время движущиеся части электрохимического реле изнашиваются и выходят из строя, или постоянное искрение и эрозия могут сделать реле непригодным для использования.Кроме того, они создают электрические помехи, поскольку контакты страдают от дребезга контактов, что может повлиять на электрическую цепь, к которой они подключены. Чтобы преодолеть сложность этого реле, был разработан другой тип реле, названный твердотельным реле.

Твердотельное реле:

Твердотельное реле не имеет движущихся частей. Это чисто электронное устройство. В этом типе реле нет движущихся частей, поскольку механические контакты заменены силовыми транзисторами, тиристорами или симисторами.

Отсутствие подвижных частей делает реле высоконадежным, долговечным и снижает электромагнитные помехи. Это делает твердотельное реле намного более быстрым и точным по сравнению с обычным электромеханическим реле. Требования к входной мощности твердотельного реле для управления обычно достаточно низки, чтобы сделать их совместимыми с большинством семейств ИС.

Поскольку выходное переключающее устройство твердотельного реле представляет собой полупроводниковое устройство, падение напряжения на выходных клеммах твердотельного реле при включенном состоянии намного выше, чем у электромеханического реле. Обычно оно находится в пределах 1,5–2,0 вольт. Для коммутации больших токов в течение длительного периода времени потребуется дополнительный радиатор.

Вы можете использовать их без необходимости добавления драйверов или усилителей. Однако они должны быть установлены на подходящую пластину радиатора или материал, чтобы предотвратить перегрев полупроводникового устройства переключения выхода, поскольку это полупроводниковое устройство. Конструкция и тип схемы переключения реле довольно огромны. Говорят, что реле переключает один или несколько полюсов так же, как простая схема переключателя.Каждый полюс реле имеет контакты, которые можно переключить тремя разными способами:

Различные способы переключения реле:

• Нормально открытый контакт (NO): Это также называется замыкающим контактом. Этот контакт замыкает цепь при срабатывании реле. Он отключает цепь, когда реле находится в неактивном состоянии.
• Нормально замкнутый контакт (NC): это называется размыкающим контактом. Функция противоположна замыкающему контакту. Когда реле срабатывает, цепь отключается.Когда реле деактивировано, цепь начинает подключаться.
• Переключающие (CO) / двухходовые (DT) контакты: они используются для управления нормально разомкнутым контактом и нормально замкнутым контактом с общей клеммой. Это означает, что они используются для управления двумя типами цепей. По своему типу они называются именами контактов «размыкание перед замыканием» и «замыкание перед размыканием».

Важно:

Реле предназначены для двух основных операций. Один предназначен для применения с низким напряжением, а другой – для высокого напряжения.Для приложений с низким напряжением реле предназначено для снижения шума всей цепи. Для приложений с высоким напряжением они в основном предназначены для уменьшения возникновения дуги.

Некоторые из распространенных способов переключения реле:

Реле модуля интерфейса ввода-вывода: Модули ввода-вывода) – это еще один тип твердотельных реле, разработанных специально для сопрягать устройства, такие как компьютеры, микроконтроллеры или PIC, с нагрузками и переключателями. В основном на рынке доступны четыре типа модулей ввода / вывода.

Это входное напряжение переменного или постоянного тока для выхода логического уровня TTL или CMOS, и логический вход TTL или CMOS для выходного напряжения переменного или постоянного тока. Каждый из модулей содержит все необходимые схемы для обеспечения полного интерфейса и изоляции в одном устройстве. Они доступны как отдельные твердотельные модули или интегрированы в 4-, 8- или 16-канальные устройства на рынке.

Цепь релейного переключателя NPN:

Типичная схема релейного переключателя NPN имеет катушку, управляемую транзисторным переключателем NPN.Когда базовое напряжение транзистора равно нулю, транзистор будет в области отсечки и действует как разомкнутый переключатель. В этой ситуации ток коллектора не течет, и катушка реле обесточена.

Если ток не течет в базу, то через катушку реле также не будет протекать ток. Если теперь в базу подается большой положительный ток для насыщения области NPN-транзистора, ток начинает течь от базы к эмиттеру.

Цепь релейного переключателя PNP:

Цепь релейного переключателя PNP требует разной полярности рабочего напряжения.Это похоже на схему переключения реле NPN с точки зрения ее способности управлять катушкой реле. Например, для типа PNP напряжение коллектор-эмиттер должно быть отрицательным, чтобы ток протекал от эмиттера к коллектору.

Релейные переключатели с N-каналом Схема:

Операция переключения реле MOSFET очень похожа на операцию переключения биполярного переходного транзистора (BJT). Основное различие между операциями заключается в том, что полевые МОП-транзисторы – это устройства, работающие от напряжения. Однако затвор электрически изолирован от канала сток-исток.N-канальные полевые МОП-транзисторы являются наиболее часто используемым типом полевых МОП-транзисторов. Положительное напряжение на выводе затвора включает полевой МОП-транзистор, а отрицательное напряжение на затворе делает его «выключенным». Это делает его идеальным для релейного переключателя MOSFET.

Релейные переключатели с P-каналом Схема:

В отличие от N-канального расширенного MOSFET, он работает только с отрицательными напряжениями затвора. В этой конфигурации клемма источника P-канала подключена к + Vdd, а клемма слива подключена к земле.Оба соединены через катушку реле. Когда на клемму затвора подается ВЫСОКИЙ уровень напряжения, то полевой МОП-транзистор с P-каналом будет соответственно отключен.

О чем следует помнить при выборе подходящего реле:

• Убедитесь, что они имеют хорошую защиту катушки и защиту от прикосновения
• Ищите стандартные реле с нормативными разрешениями
• Выбирайте высокоскоростные переключающие реле
• Разумно выберите тип контактов.
• Убедитесь, что между цепью катушки и контактами в вашем реле есть изоляция

Давайте разберемся с работой цепи реле на примере:

Предположим, вам нужно включить лампу CFL с помощью релейного переключателя. В этой релейной схеме мы используем кнопку для срабатывания реле 5 В, которое, в свою очередь, замыкает вторую цепь и включает лампу.

Соберите следующие компоненты для разработки схемы:

• Реле 5 В
• Держатель лампы
• CFL
• Нажмите кнопку ВКЛ / ВЫКЛ
• Perf-Board
• Батарея 9 В
• Источник питания переменного тока

Типичный ВКЛ / Переключатель ВЫКЛ добавлен с целью переключения релейного устройства. В приведенной выше схеме реле 5 В питается от батареи 9 В.Первоначально, когда переключатель разомкнут, через катушку не будет протекать ток. В результате общий порт реле подключается к нормально разомкнутому контакту. Следовательно, ЛАМПА останется выключенной.

Когда переключатель замкнут, ток начнет течь через катушку. Здесь в катушке создается магнитное поле, которое притягивает подвижный якорь из-за электромагнитной индукции, и Com-порт подключается к нормально замкнутому контакту реле. В результате CFL включится.

Основным недостатком твердотельных реле по сравнению с электромеханическим реле эквивалентной мощности является их более высокая стоимость. Доступны только однополюсные однопроходные типы, токи утечки в состоянии «ВЫКЛ.» Протекают через переключающее устройство, а высокое падение напряжения в состоянии «ВКЛ» и рассеиваемая мощность приводят к дополнительным требованиям к отводу тепла. Кроме того, стандартные реле состояния не могут переключать очень малые токи нагрузки или высокочастотные сигналы, такие как аудио или видеосигналы.Однако для этого типа приложений доступны специальные твердотельные переключатели.

И электрохимическое реле, и твердотельное реле имеют большое значение в повседневной жизни. Вы можете выбрать любой из них в зависимости от ваших требований к устройству. Твердотельные реле имеют довольно большую и, возможно, устрашающую начальную цену по сравнению с электромеханическими реле.

Однако движение этого контакта твердотельного реле создается за счет электромагнитных сил от входного сигнала малой мощности. Это позволяет завершить цепь, содержащую сигнал большой мощности. Следовательно, твердотельные реле лучше электромеханических. Электромеханические реле относятся к относительно старой технологии, в которой используется простой подход механической конструкции.

Приложения:

Существует широкий спектр приложений для реле. Вот некоторые из наиболее распространенных приложений:

• Релейная цепь может использоваться для реализации логических функций
• Они также обеспечивают критически важную логику безопасности
• Реле могут использоваться для обеспечения функций временной задержки
• Они используются для управления сильноточными цепями с помощью помощь слаботочных сигналов

В этой статье мы обсудили различные типы реле, их работу и области применения.Теперь вы хорошо знаете реле и их функции. Прочитав эту статью, вы сможете без каких-либо неудобств самостоятельно спроектировать реле.

Схемы связанных электронных проектов:

Что такое реле? | Схема контактов релейного переключателя

Реле управляют цепями путем размыкания и замыкания контактов в другой цепи. Реле потребляют относительно небольшое количество энергии для управления катушкой реле, но само реле может использоваться для управления двигателями, нагревателями, лампами или цепями переменного тока, которые сами могут потреблять намного больше электроэнергии.Здесь мы рассмотрим схему контактов релейного переключателя и различные типы релейных переключателей.

Релейные переключатели используются для электромеханического или электронного размыкания и замыкания цепей. Когда контакт реле разомкнут, реле не находится под напряжением. Когда контакт реле замкнут, есть замкнутый контакт, 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 электроэнергию, за исключением небольших двигателей и соленоидов, потребляющих низкий ток.Тем не менее, реле могут «управлять» большими значениями напряжения и силы тока, обладая усиливающим эффектом, поскольку небольшое напряжение, приложенное к катушке реле, может привести к коммутации большого напряжения контактами. Давайте посмотрим на схему контактов релейного переключателя, чтобы лучше понять.

Схема контактов реле переключателя

Релейный переключатель DPDT Релейный переключатель DPDT

Защитные реле могут предотвратить повреждение оборудования, обнаруживая электрические аномалии, включая перегрузки по току, минимальный ток, перегрузки и обратные токи.Кроме того, реле также широко используются для включения пусковых катушек, нагревательных элементов, контрольных ламп и звуковой сигнализации.

Релейные переключатели бывают разных типов

В электромеханических реле (ЭМИ) контакты размыкаются или замыкаются с помощью магнитов. Твердотельные реле (SSR) не имеют контактов, а переключение полностью электронное. Функции, выполняемые тяжелым оборудованием, часто требуют коммутационных возможностей электромеханических реле. Твердотельные реле переключают ток с помощью неподвижных электронных устройств, таких как кремниевые выпрямители.

Твердотельные реле не должны активировать катушку или размыкать контакты. Им требуется меньшее напряжение для переключения, они включаются и выключаются быстрее, потому что у них нет движущихся физических частей.

Хотя отсутствие контактов и движущихся частей означает, что твердотельные реле не подвержены искрению и не изнашиваются. Контакты на электромеханических реле могут быть заменены, тогда как все твердотельные реле должны быть заменены, когда какая-либо часть выходит из строя. Из-за конструкции твердотельных реле существует остаточное электрическое сопротивление и / или утечка тока независимо от того, разомкнуты ли переключатели или замкнуты.

Существует много типов релейных переключателей, но часто транзисторы и полевые МОП-транзисторы используются в качестве основного переключающего устройства. Транзисторы обеспечивают быстрое переключение катушки реле от различных источников.

Типичная схема релейного переключателя имеет катушку, управляемую транзисторным переключателем NPN, TR1, как показано, в зависимости от уровня входного напряжения. Когда базовое напряжение транзистора равно нулю (или отрицательно), транзистор отключен и действует как разомкнутый переключатель. В этом состоянии ток коллектора не течет, и катушка реле обесточена, потому что, будучи устройствами тока, если ток не течет в базу, то ток не будет проходить через катушку реле.

Цепи релейного переключателя

Схема релейного переключателя NPN Схема релейного переключателя Дарлингтона Цепь переключателя реле-повторителя Эмиттера Цепь переключателя реле Дарлингтона Цепь релейного переключателя PNP-коллектора Цепь переключателя реле коллектора N-Channel Релейный переключатель MOSFET с каналом NP-канальный релейный переключатель MOSFET Схема переключателя реле с логическим управлением Схема релейного переключателя микроконтроллера

Цепь релейного переключателя NPN

Когда базовое напряжение транзистора равно нулю (или отрицательно), транзистор отключен и действует как разомкнутый переключатель.В этом состоянии ток коллектора не течет, и катушка реле обесточена, потому что, будучи устройствами тока, если ток не течет в базу, то ток не будет проходить через катушку реле.

Цепь релейного переключателя Дарлингтона NPN

Два NPN-транзистора соединены так, что ток коллектора первого транзистора TR1 становится током базы второго транзистора TR2. Приложение положительного базового тока к TR1 автоматически включает переключающий транзистор TR2.

Цепь переключателя реле повторителя эмиттера

Конфигурация

с общим коллектором или эмиттерным повторителем очень полезна для приложений согласования импеданса из-за очень высокого входного импеданса (~ сотни тысяч Ом) при относительно низком выходном сопротивлении для переключения катушки реле.

Цепь переключателя реле Дарлингтона эмиттера

Очень небольшой положительный базовый ток, приложенный к TR1, вызывает намного больший ток коллектора, протекающий через TR2 из-за умножения двух значений Beta.

Цепь переключателя реле PNP

Схема переключателя реле

PNP требует различных полярностей рабочих напряжений. Ток нагрузки течет от эмиттера к коллектору, когда база смещена в прямом направлении с напряжением, которое более отрицательно, чем на эмиттере. Чтобы ток нагрузки реле протекал через эмиттер к коллектору, и база, и коллектор должны быть отрицательными по отношению к эмиттеру.

Цепь переключателя реле коллектора PNP

Релейная нагрузка подключена к коллектору транзисторов PNP.Переключающее действие транзистора и катушки происходит, когда Vin имеет низкий уровень, транзистор «включен», а когда Vin имеет высокий уровень, транзистор «выключен».

Цепь переключателя реле N-канального полевого МОП-транзистора

Схема релейного переключателя MOSFET подключена в конфигурации с общим источником. При нулевом входном напряжении, состоянии LOW, значении V _GS , привода затвора недостаточно для открытия канала, и транзистор находится в состоянии «ВЫКЛ».

Цепь переключателя реле P-канального МОП-транзистора

Когда на затвор подается ВЫСОКИЙ уровень напряжения, P-канальный полевой МОП-транзистор будет выключен.Выключенный E-MOSFET имеет очень высокое сопротивление канала и действует почти как разомкнутая цепь. Когда на затвор подается НИЗКИЙ уровень напряжения, P-канальный MOSFET будет включен.

Цепь релейного переключателя с логическим управлением

Относительно небольшое положительное напряжение, превышающее пороговое напряжение V _T , на его высокоимпедансном затворе заставляет его начать проводить ток от своего вывода стока к выводу истока. В отличие от биполярного переходного транзистора, который требует тока базы для его включения, e-MOSFET требует только напряжения на затворе, поскольку из-за его изолированной конструкции затвора нулевой ток течет в затвор.

BJT делают хорошие и дешевые схемы переключения реле, но они работают от тока. Они преобразуют небольшой базовый ток в больший ток нагрузки, чтобы запитать катушку реле. Однако переключатель MOSFET работает лучше как электрический переключатель, поскольку для его включения практически не требуется ток затвора, преобразуя напряжение затвора в ток нагрузки. Следовательно, полевой МОП-транзистор может работать как переключатель, управляемый напряжением.

Видео, показывающее «Что такое реле?»

---

Дополнительные основные статьи доступны в учебном уголке.

Эта статья была впервые опубликована 5 июня 2017 г. и обновлена ​​до 18 августа 2020 г.

Что такое реле и почему они так важны для приложений?

Преобразование небольшого электрического входа в сильноточный выход – нелегкая задача, но эта задача необходима для эффективного управления широким спектром стандартных приборов и транспортных средств. Во многих схемах такое преобразование достигается за счет использования реле, без которого не обойтись во всех видах электронного оборудования.

Что такое реле?

Реле

– это электрические переключатели, которые используют электромагнетизм для преобразования небольших электрических импульсов в большие токи.

Эти преобразования происходят, когда электрические входы активируют электромагниты для формирования или разрыва существующих цепей.

Используя слабые входы для питания более сильных токов, реле эффективно действуют как переключатель или усилитель для электрической цепи, в зависимости от желаемого применения.

Зачем использовать реле?

Реле

– это универсальные компоненты, которые столь же эффективны в сложных цепях, как и в простых.

Их можно использовать вместо переключателей других типов, или они могут быть специально спроектированы с учетом таких факторов, как требуемая сила тока.

Уровень тока переключения

Одна из наиболее распространенных ситуаций, требующих использования реле, возникает, когда приложению необходимо переключиться с высокого на низкий ток (или наоборот) в одной и той же цепи.

Например, датчики температуры, питающие блоки HVAC, требуют уровней силы тока, которые значительно превышают допустимую мощность их проводки.

Реле

обеспечивают необходимое усиление для преобразования небольшого тока в больший.

Комплексные приложения

Реле

не ограничиваются преобразованием одиночных входов в одиночные выходы в отдельных точках цепи. В других приложениях одно реле может активировать несколько цепей, позволяя одному входу инициировать множество других эффектов.

Точно так же реле могут использоваться в комбинации друг с другом для выполнения функций логической логики, которые, хотя и могут быть реализованы с использованием других компонентов, могут быть более рентабельными при реализации с использованием реле.

Более того, определенные реле могут выполнять более сложные функции, чем другие электронные компоненты. Реле с выдержкой времени, если назвать только одну категорию, позволяют системам работать только в течение заданного периода времени или запускаться только через заданный период времени.

Это вводит более сложные возможности для построения электронных систем.

Преимущества

Даже если приложение не требует специального реле, его использование может оказаться полезным.

Реле

могут уменьшить потребность в силовой проводке и переключателях, которые дороги и занимают место.

Таким образом, переключение на реле в ваших электронных системах может уменьшить размер или вес корпуса, например, или позволить производителям разместить больше функций в пространстве того же размера.

Как работает реле?

Реле

различаются по размеру, мощности и назначению. Однако, хотя они могут различаться в этом отношении, все реле работают по существу одинаково: одна цепь используется для питания другой.

Конкретный способ, которым это происходит, зависит от того, является ли реле нормально разомкнутым (NO) или нормально замкнутым (NC).

Нормально разомкнутые реле

Большинство реле нормально разомкнуты; то есть вторая, более крупная цепь по умолчанию выключена.

В нормально разомкнутом реле мощность протекает через входную цепь, активируя электромагнит. Это создает магнитное поле, которое притягивает контакт для соединения со второй, более крупной цепью, позволяя току течь через него. Когда источник питания удаляется, пружина отводит контакт от второй цепи, останавливая поток электричества и выключая оконечное устройство.

Нормально замкнутые реле

Основы реле NC такие же, как реле NO: есть две цепи, вторая из которых больше, и электромагнит перемещает физический контакт между двумя положениями.

Но в случае реле NC состояния по умолчанию меняются местами. Когда срабатывает первая цепь, электромагнит отводит контакт от второй цепи. Таким образом, реле с нормально замкнутым контактом по умолчанию удерживают большую цепь в в положении .

Как определить неисправное реле

Хотя в целом реле надежны, они могут выйти из строя, как любой механический компонент. К счастью, с помощью мультиметра относительно легко определить неисправное реле.

Для этого вы должны сначала определить, где цепи входят и выходят из реле, область, обычно отмеченную контактами. Определив это место, вы можете использовать мультиметр для измерения напряжения в каждой точке.

Используйте следующие шаги по устранению неполадок:

1. Проверить напряжение в точке включения реле. Если их нет, проверьте предохранитель или выключатель на предмет дефектов.
2. Если в точке подключения есть напряжение, используйте функцию проверки целостности цепи на мультиметре, чтобы обеспечить хорошее заземление на противоположной стороне реле.
3. Если шаги 1 и 2 не выявили источник проблемы, проверьте напряжение в точке, где реле подключается к батарее или другому источнику питания. Если здесь нет напряжения, возможно, проблема с предохранителем или автоматическим выключателем.
4. Наконец, убедитесь, что существует надлежащее соединение между реле и компонентом, используя функцию непрерывности мультиметра.Если соединение существует, и если предыдущие шаги не указали на другую неисправность, возможно, пришло время заменить реле.

Типы реле

Существует множество типов реле, каждое из которых обеспечивает уникальные функции для множества приложений. Некоторые из более широких категорий включают:

Реле с выдержкой времени Реле

с временной задержкой полезны в любой ситуации, когда требуется, чтобы компоненты были запитаны в течение установленного периода времени, или когда компонент должен включаться или выключаться после определенной задержки.Эти реле имеют встроенную функцию задержки времени, что делает их желательными для ряда приложений, основанных на времени.

В эту категорию входят несколько типов реле с выдержкой времени, каждое из которых имеет свое применение.

Большинство реле с задержкой можно разделить на две большие категории:

• Таймеры задержки включения начинают отсчет времени, когда вводится вход, запитывая вторую цепь после установленного времени ожидания. Это можно использовать для переключения питания нескольких компонентов, предотвращения скачков напряжения или для таких приложений, как системы сигнализации и предупреждения.
• Таймеры задержки выключения ждут срабатывания триггера после подачи питания на вход. После снятия триггера на выход подается питание, а затем он обесточивается по истечении времени задержки. Повторное применение триггера сбрасывает задержку. Эти реле могут использоваться для питания устройств в течение заданных интервалов времени, например, в циклах стирки и сушки или в аттракционах.

Другие шаблоны запуска и задержки возможны с помощью мигалок, однократных таймеров или циклов повтора, каждый из которых позволяет включать компонент с разными повторяющимися интервалами.Это делает возможным мигание индикаторов или сигнальных ламп, а также позволяет выполнять определенные типы временных циклов.

Последовательные реле

Последовательные реле могут использоваться для питания нескольких компонентов по очереди, обычно в установленном порядке. Обычное применение этого типа реле включает в себя питание нескольких систем или наборов огней один за другим, например, в огнях взлетно-посадочной полосы или в последовательности подачи питания.

Автомобильные реле Реле

имеют практически неограниченное применение в автомобильных приложениях, и эти приложения охватывают многие из рассмотренных типов реле.Многие автомобильные реле позволяют производителям реализовывать передовые функции безопасности и современные электрические удобства.

Вот лишь несколько примеров реле для питания следующих систем в стандартных легковых и грузовых автомобилях:

• Газовые клапаны
• Фары
• Стеклоочистители
• Освещение салона
• Системы охранной сигнализации
• Системы предупреждения, используемые для ограничения веса, использования ремня безопасности или обнаружения опасности

Где найти следующее реле

Поскольку реле являются неотъемлемой частью схемотехники, очень важно подбирать высококачественные реле того типа и размера, которые необходимы для вашего приложения.

Amperite предлагает широкий ассортимент реле и других электронных компонентов, предназначенных для экономии времени, денег и энергии.

Мы также специализируемся на производстве продукции на заказ, чтобы решить ваши индивидуальные проблемы.

Если вы хотите узнать больше о наших электронных приложениях и решениях, свяжитесь с нами сегодня!

Работа реле – принцип работы реле, основы, проектирование, конструкция, применение

Реле рабочее

В этой статье подробно объясняются основы реле, такого как реле под напряжением и реле без напряжения.Также подробно объясняется конструкция, конструкция, работа, применение, а также выбор реле.

Что такое реле?

  Реле - это электромагнитный переключатель, который используется для включения и выключения цепи с помощью сигнала малой мощности или когда несколько цепей должны управляться одним сигналом.  

Мы знаем, что большинство высокопроизводительных промышленных устройств имеют реле для их эффективной работы. Реле – это простые переключатели, работающие как электрически, так и механически. Реле состоят из электромагнита, а также набора контактов. Механизм переключения осуществляется с помощью электромагнита. Есть и другие принципы его работы. Но они различаются в зависимости от их применения. В большинстве устройств есть реле.

Почему используется реле?

Основная операция реле происходит там, где для управления цепью может использоваться только сигнал малой мощности. Он также используется в местах, где только один сигнал может использоваться для управления множеством цепей.Применение реле началось с изобретения телефонов. Они сыграли важную роль в переключении звонков на телефонных станциях. Они также использовались в междугородной телеграфии. Они использовались для переключения сигнала, поступающего из одного источника в другой пункт назначения. После изобретения компьютеров они также использовались для выполнения логических и других логических операций. Для высокопроизводительных реле требуется большая мощность, приводимая в движение электродвигателями и т. Д. Такие реле называются контакторами.

ПОСМОТРЕТЬ: ТИПЫ РЕЛЕ

ПОСМОТРЕТЬ: КАК ПРОВЕРИТЬ РЕЛЕ

Конструкция реле

В реле всего четыре основные части. Их

• Электромагнит
• Подвижная арматура
• Контакты точки переключения
• Пружина

На приведенных ниже рисунках показана реальная конструкция простого реле.

Конструкция реле

Это электромагнитное реле с проволочной катушкой, окруженное железным сердечником.Для подвижного якоря, а также для контактов точки переключения предусмотрен путь с очень низким сопротивлением для магнитного потока. Подвижный якорь соединен с ярмом, которое механически связано с контактами точки переключения. Эти детали надежно удерживаются с помощью пружины. Пружина используется для создания воздушного зазора в цепи при обесточивании реле.

Как работает реле?

Функцию реле можно лучше понять, объяснив следующую схему, приведенную ниже.

Конструкция реле

На схеме показан внутренний разрез реле. Железный сердечник окружен управляющей катушкой. Как показано, источник питания подается на электромагнит через переключатель управления и через контакты на нагрузку. Когда через управляющую катушку начинает течь ток, на электромагнит подаётся питание и, таким образом, усиливается магнитное поле. Таким образом, верхний контактный рычаг начинает притягиваться к нижнему фиксированному рычагу и, таким образом, замыкает контакты, вызывая короткое замыкание для подачи питания на нагрузку.С другой стороны, если реле уже было обесточено, когда контакты были замкнуты, то контакт перемещается в противоположную сторону и замыкает цепь.

Как только ток в катушке пропадет, подвижный якорь силой вернется в исходное положение. Эта сила будет почти равна половине силы магнитного поля. Эта сила в основном обеспечивается двумя факторами. Это весна, а также сила тяжести.

Реле

в основном предназначены для двух основных операций. Один – это приложение низкого напряжения, а другое – высокого напряжения.Для приложений с низким напряжением предпочтение будет отдаваться снижению шума всей цепи. Для приложений с высоким напряжением они в основном предназначены для уменьшения явления, называемого дуговым разрядом.

Основы реле

Основы для всех реле одинаковы. Взгляните на 4-контактное реле, показанное ниже. Показаны два цвета. Зеленый цвет представляет цепь управления, а красный цвет – цепь нагрузки. К цепи управления подключена небольшая катушка управления.К нагрузке подключен выключатель. Этот переключатель управляется катушкой в ​​цепи управления. Теперь давайте предпримем различные шаги, которые происходят в эстафете.

релейная операция

Как показано на схеме, ток, протекающий через катушки, представленные контактами 1 и 3, вызывает возникновение магнитного поля. Это магнитное поле вызывает замыкание контактов 2 и 4. Таким образом, переключатель играет важную роль в работе реле. Поскольку он является частью цепи нагрузки, он используется для управления подключенной к нему электрической цепью. Таким образом, когда электрическое реле находится под напряжением, ток будет проходить через контакты 2 и 4.

Реле под напряжением (ВКЛ)

• Реле без напряжения (ВЫКЛ)

Как только ток через контакты 1 и 3 прекращается, релейный переключатель размыкается, и, таким образом, разомкнутая цепь предотвращает протекание тока через контакты 2 и 4. Таким образом, реле обесточивается и, таким образом, находится в выключенном положении.

Обесточенное реле (ВЫКЛ.)

Проще говоря, когда напряжение подается на контакт 1, электромагнит активируется, вызывая развитие магнитного поля, которое затем замыкает контакты 2 и 4, вызывая замкнутую цепь.Когда на контакте 1 нет напряжения, не будет электромагнитной силы и, следовательно, магнитного поля. Таким образом переключатели остаются открытыми.

Шест и бросок

Реле

работает точно так же, как выключатель. Итак, применяется та же концепция. Говорят, что реле переключает один или несколько полюсов. На каждом полюсе есть контакты, которые можно перебросить тремя способами. Их

• Нормально разомкнутый контакт (NO) – нормально разомкнутый контакт также называется замыкающим контактом. Он замыкает цепь при срабатывании реле.Он отключает цепь, когда реле неактивно.
• Нормально замкнутый контакт (NC) – нормально замкнутый контакт также известен как размыкающий контакт. Это противоположно замыкающему контакту. Когда реле срабатывает, цепь размыкается. Когда реле деактивировано, цепь подключается.
• Переключающие (CO) / двухходовые (DT) контакты – Этот тип контактов используется для управления двумя типами цепей. Они используются для управления нормально разомкнутым контактом, а также нормально замкнутым контактом с общей клеммой.По своему типу они называются , замыкают перед замыканием и замыкают до размыкания контактов.

Реле можно использовать для управления несколькими цепями одним сигналом. Реле переключает один или несколько полюсов, каждый из контактов которых может быть сброшен при подаче напряжения на катушку.

Реле

также имеют обозначения вроде

.

• Single Pole Single Throw (SPST) – Реле SPST имеет всего четыре клеммы. Эти две клеммы могут быть подключены или отключены.Две другие клеммы необходимы для подключения катушки.
• Однополюсное двойное переключение (SPDT) – реле SPDT имеет в общей сложности пять клемм. Из этих двух клемм катушки. Также имеется общий терминал, который подключается к любому из двух других.
• Double Pole Single Throw (DPST) – Реле DPST имеет в общей сложности шесть клемм. Эти клеммы делятся на две пары. Таким образом, они могут действовать как два SPST, которые приводятся в действие одной катушкой.Из шести выводов два являются выводами катушки.
• Double Pole Double Throw (DPDT) – Реле DPDT является самым большим из всех. Он имеет в основном восемь релейных клемм. Эти два ряда предназначены для переключения терминалов. Они предназначены для работы в качестве двух реле SPDT, которые активируются одной катушкой.

Применение реле

• Релейная схема используется для реализации логических функций. Они играют очень важную роль в обеспечении критической для безопасности логики.
Реле
• используются для обеспечения функций задержки времени. Они используются для отсчета времени задержки размыкания и задержки замыкания контактов.
Реле
• используются для управления цепями высокого напряжения с помощью сигналов низкого напряжения. Точно так же они используются для управления сильноточными цепями с помощью сигналов низкого тока.
• Они также используются как реле защиты. С помощью этой функции все сбои во время передачи и приема могут быть обнаружены и изолированы.

Применение реле перегрузки

Реле перегрузки – это электромеханическое устройство, которое используется для защиты двигателей от перегрузок и сбоев питания. Реле перегрузки устанавливаются в двигатели для защиты от внезапных скачков тока, которые могут повредить двигатель. Реле перегрузки работает по характеристикам с изменением тока во времени и отличается от автоматических выключателей и предохранителей, где происходит внезапное отключение для выключения двигателя.
Наиболее широко используемым реле перегрузки является тепловое реле перегрузки, в котором биметаллическая полоса используется для отключения двигателя. Эта полоса предназначена для контакта с контактором, изгибаясь при повышении температуры из-за чрезмерного протекания тока.Контакт между полосой и контактором вызывает обесточивание контактора и ограничивает мощность двигателя, тем самым выключает его.

Другой тип электродвигателя перегрузки – это электронный тип, который непрерывно отслеживает ток электродвигателя, тогда как тепловое реле перегрузки отключает электродвигатель в зависимости от повышения температуры / нагрева полосы.

Все реле перегрузки, доступные для покупки, имеют разные спецификации, наиболее важными из которых являются диапазоны тока и время срабатывания. Большинство из них предназначены для автоматического возврата к работе после повторного включения двигателя.

Выбор реле

Вы должны учитывать некоторые факторы при выборе конкретного реле. Их

• Защита – Необходимо учитывать различные виды защиты, такие как защита от прикосновения и защита катушки. Защита контактов помогает уменьшить искрение в цепях с использованием индукторов. Защита катушки помогает снизить импульсное напряжение, возникающее при переключении.
• Ищите стандартное реле со всеми нормативными разрешениями.
• Время переключения – Запросите высокоскоростные переключающие реле, если они вам нужны.
• Номинальные значения – Существуют номинальные значения тока и напряжения. Текущие параметры варьируются от нескольких ампер до примерно 3000 ампер. В случае номинального напряжения они варьируются от 300 до 600 вольт переменного тока. Есть также высоковольтные реле примерно на 15000 вольт.
• Тип используемого контакта – НЗ, нормально разомкнутый или замкнутый контакт.
• Выберите «Сделать перед разрывом» или «Разорвать перед». Собирайте контакты с умом.
• Изоляция между цепью катушки и контактами

реле | Electronics Club

Реле | Клуб электроники

Выбор | Защитные диоды | Герконовые реле | Преимущества и недостатки

См. Также: Переключатели | Диоды

Реле – это переключатель с электрическим приводом . Ток, протекающий через катушку реле создает магнитное поле, которое притягивает рычаг и меняет контакты переключателя. Ток катушки может быть включен или выключен, поэтому реле имеют два положения переключателя, и большинство из них двойной ход ( переключающий ) переключают контакты, как показано на схеме.

Условное обозначение цепи

Реле

позволяют одной цепи переключать вторую цепь, которая может быть полностью отделена от первой. Например, цепь батареи низкого напряжения может использовать реле для переключения цепи сети 230 В переменного тока. Внутри реле нет электрического соединения между двумя цепями, связь магнитная и механическая.

Катушка реле пропускает относительно большой ток, обычно 30 мА для реле 12 В, но для реле, рассчитанных на работу от более низких напряжений, он может достигать 100 мА.Большинство микросхем не могут обеспечить этот ток и транзистор обычно используется для усиления небольшого тока ИС до большего значения, необходимого для катушки реле. Максимальный выходной ток популярной микросхемы таймера 555 составляет 200 мА, этого достаточно для непосредственного питания катушки реле.

Реле

обычно бывают SPDT или DPDT, но они могут иметь гораздо больше наборов переключающих контактов, например, легко доступны реле с 4 наборами переключающих контактов. Для получения дополнительной информации о переключающих контактах и ​​терминах, используемых для их описания см. страницу о переключателях.

На анимированной картинке показано работающее реле с катушкой и переключающими контактами. Вы можете увидеть рычаг слева, притягиваемый магнетизмом, когда катушка включенный. Этот рычаг перемещает контакты переключателя. Есть один набор контактов (SPDT) на переднем плане и еще один позади них, что делает реле DPDT.

Реле с контактами катушки и переключателя

В каталоге или на веб-сайте поставщика должны быть указаны соединения реле. Катушка обычно видна и может быть подключена любым способом.Катушки реле при выключении производят короткие всплески высокого напряжения, и это может разрушить транзисторы и микросхемы в цепи. Чтобы предотвратить повреждение, необходимо подключить защитный диод на катушке реле.

Большинство реле предназначены для монтажа на печатной плате, но вы можете припаять провода прямо к контактам. при условии, что вы позаботитесь о том, чтобы пластиковый корпус реле не плавился.

Переключатели реле обычно имеют маркировку COM, NC и NO:

• COM = Общий, всегда подключайтесь к нему, это подвижная часть переключателя.
• NC = нормально замкнутый, к нему подключен COM, когда обмотка реле отключена от .
• NO = нормально открытый, COM подключен к этому, когда катушка реле на .

Подключитесь к COM и NO , если вы хотите, чтобы коммутируемая цепь была включена , когда катушка реле находится на .

Подключитесь к COM и NC , если вы хотите, чтобы коммутируемая цепь была включена , когда катушка реле выключена .

---

---

Выбор реле

При выборе реле необходимо учитывать несколько особенностей:

1. Физический размер и расположение штифтов
   Если вы выбираете реле для существующей печатной платы, вам необходимо убедиться, что его размеры и расположение штифтов подходят. Вы должны найти эту информацию в каталог поставщика или на его сайте.
2. Напряжение катушки
   Номинальное напряжение и сопротивление катушки реле должны соответствовать цепи, питающей катушка реле. Многие реле имеют катушку, рассчитанную на питание 12 В, но реле 5 В и 24 В также легко доступны. Некоторые реле отлично работают с напряжением питания. что немного ниже их номинального значения.
3. Сопротивление катушки
   Цепь должна обеспечивать ток, необходимый для катушки реле. Вы можете использовать закон Ома для расчета силы тока:

Ток катушки реле =	напряжение питания
	сопротивление катушки

Например: реле питания 12 В с сопротивлением катушки 400 пропускает ток 30 мА.Это нормально для микросхемы таймера 555 (максимальный выходной ток 200 мА), но это слишком много для большинства микросхем, и они потребуют транзистор для усиления тока.

4. Номиналы переключателей (напряжение и ток)
   Переключающие контакты реле должны соответствовать цепи, которой они должны управлять. Вам нужно будет проверить номинальные значения напряжения и тока. Обратите внимание, что номинальное напряжение обычно выше для переменного тока, например: «5 А при 24 В постоянного тока или 125 В переменного тока».
5. Расположение переключающих контактов (SPDT, DPDT и т. Д.)
   Большинство реле SPDT или DPDT, которые часто описываются как «однополюсное переключение» (SPCO). или «двухполюсное переключение» (DPCO).Для получения дополнительной информации см. Страницу переключатели.

Rapid Electronics: реле

---

Защитные диоды для реле

Транзисторы и ИС должны быть защищены от кратковременного образования высокого напряжения. когда катушка реле выключена. На схеме показано, как сигнальный диод (например, 1N4148) подключается «назад» через катушку реле для обеспечения этой защиты.

Ток, протекающий через катушку реле, создает магнитное поле, которое внезапно схлопывается. при отключении тока.Внезапный коллапс магнитного поля вызывает кратковременное высокое напряжение на катушке реле, которое может повредить транзисторы и микросхемы. Защитный диод позволяет индуцированному напряжению пропускать кратковременный ток через катушку. (и диод), поэтому магнитное поле исчезает быстро, а не мгновенно. Это предотвращает индуцированное напряжение становится достаточно высоким, чтобы вызвать повреждение транзисторов и микросхем.

---

---

Герконовые реле

Герконовые реле состоят из катушки, окружающей геркон.Герконовые переключатели обычно работают с магнитом, но в герконовом реле течет ток. через катушку, чтобы создать магнитное поле и замкнуть геркон.

Реле

обычно имеют более высокое сопротивление катушки, чем стандартные реле. (Например, 1000) и широкий диапазон питающих напряжений (например, 9-20В). Они способны переключать намного быстрее стандартных реле, до нескольких сотен раз в секунду; но они может переключать только малые токи (например, максимум 500 мА).

Показанное герконовое реле подключается к стандартному 14-контактному разъему DIL («держатель IC»).

Rapid Electronics: герконовые реле

Фотография © Rapid Electronics

---

Сравнение реле и транзисторов

Подобно реле, транзисторы могут использоваться в качестве переключателя с электрическим управлением. Для коммутации небольших токов постоянного тока (<1 А) при низком напряжении они обычно лучше выбор чем реле. Однако транзисторы не могут переключать переменный ток (например, электросеть). а в простых схемах они обычно не подходят для коммутации больших токов (> 5 А).В этих случаях потребуется реле, но учтите, что для переключения все же может потребоваться маломощный транзистор. ток для катушки реле.

Основные преимущества и недостатки реле перечислены ниже:

Преимущества реле:

• Реле могут переключать переменного тока и постоянного тока, транзисторы могут переключать только постоянный ток.
Реле
• могут переключать на более высокие напряжения , чем стандартные транзисторы.
Реле
• часто являются лучшим выбором для коммутации больших токов (> 5A).
• Реле могут переключать много контактов одновременно.

Недостатки реле:

• Реле на более громоздкие, чем на транзисторы, для коммутации малых токов.
• Реле не может переключаться быстро (кроме герконовых реле), транзисторы могут переключаться много раз в секунду.
• Реле потребляют больше энергии из-за тока, протекающего через их катушку.
• Реле требует большего тока, чем могут обеспечить многие ИС , поэтому низкое энергопотребление Транзистор может понадобиться для переключения тока катушки реле.

---

Rapid Electronics любезно разрешили мне использовать их изображения на этом веб-сайте, и я очень благодарен за их поддержку. У них есть широкий ассортимент реле и других компонентов для электроники, и я рад рекомендую их как поставщика.

---

Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому.На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации. Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google.Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

Релейный переключатель постоянного тока

Электромеханический переключатель называется реле. Он реагирует как автоматический переключатель для управления (просто ВКЛ / ВЫКЛ) большой нагрузкой напряжения с помощью сигнала низкого напряжения. Мы используем источник постоянного тока для подачи питания на электромагнитную катушку, размещенную в реле, поэтому она называется переключателем реле постоянного тока.


Вы знаете, что происходит, когда на катушку подается переменный ток, возникает переменное магнитное поле, не подходящее для работы с постоянным переключением (ВКЛ / ВЫКЛ), поэтому здесь используется постоянный ток.

Конструкция реле

Реле имеет электромагнитную катушку, повернутую вокруг металлической детали, которая реагирует как магнит, когда катушка находится под напряжением. Подвижный якорь прикреплен с пружиной, расположенной точно над установкой электромагнита и замыкающей контакт между общим выводом и нормально замкнутым контактом (НЗ), без какого-либо питания или нулевого входного питания, это состояние можно назвать нормально разомкнутым реле. Когда катушка находится под напряжением, подвижный якорь притягивается электромагнитом, и замыкающий контакт замыкается, а замыкающий контакт размыкается.

Типы переключателей силового реле

Реле

можно найти в разных формах, в зависимости от контактов переключателя, полюсов и ходов. Однополюсный однополюсный (SPST) одиночный переключатель и контакт нормально разомкнутый или нормально замкнутый. Однополюсное реле с двойным переходом (SPDT) – наиболее распространенное реле, используемое в проектах электроники, и оно имеет замыкающие и замыкающие контакты. Реле двухполюсного типа имеют два контакта, которые одновременно замыкаются или размыкаются.

Работа реле

Реле можно найти по этому внешнему виду.Имеется пять контактов, два контакта для электромагнитной катушки и клеммы N / C, Common, N / O.

Распиновка реле

Как использовать реле в цепи?

Типовая схема применения для реле постоянного тока. Магнитная катушка подключена между ними через переключающий транзистор. Для защиты катушки от обратной ЭДС диод маховика размещен с обратным смещением поперек катушки. Вход Vin на базу переключающего транзистора обеспечивает проводимость через транзистор, следовательно, катушка подключается к смещению напрямую. Он включает катушку, когда транзистор падает до отключения и отключает катушку реле от напряжения смещения.

Твердотельное реле

Некоторым критически важным устройствам требуется постоянный источник питания без скачков и скачков напряжения. Когда мы используем электромеханический переключатель, он создает выбросы и искры при изменении состояния переключателя, чтобы избежать этой ситуации, используются твердотельные реле.

Принципиальная схема полупроводникового реле

Использует световой сигнал и не имеет движущихся частей.Вход твердотельного реле преобразуется в световой сигнал, и фототранзистор принимает свет и изменяет поток тока, схема детектора нулевого уровня определяет импульс и включает тиристор, это действие обеспечивает близкий контакт с нагрузкой и источником питания. Он принимает входное напряжение от 3 до 32 В постоянного тока и регулирует выходное напряжение от 24 до 380 В переменного тока.

Разница между реле и коммутатором

В электротехнике и переключатель, и реле являются важными электрическими компонентами.Это электромеханические устройства, предназначенные для управления и защиты системы. Их можно найти во многих домашних электрических системах, таких как автомобилестроение, телекоммуникации, системы энергоснабжения и системы управления. Давайте посмотрим на разницу между реле и коммутатором и их использование.

Что может быть проще переключателя? У нас они есть в домах на стенах, в автомобилях, и они довольно недорогие по стоимости. Выключатели более старые и имеют меньшую пропускную способность по току.Доступны различные типы переключателей в зависимости от требований электронного проекта. Некоторые из них – тумблер, ползунковый переключатель, кнопочный переключатель, кулисный переключатель и т. Д. Есть и другие переключатели, такие как ртутный переключатель (переключатели движения), используемые в охранной сигнализации и автоматизации.

Реле

– это специальные электрические переключатели, которые можно включать и выключать дистанционно из удаленной точки. В зависимости от количества полюсов существуют разные типы реле. Это SPST (однополюсный одинарный бросок), SPDT (однополюсный двойной бросок), DPST (двухполюсный одинарный бросок), DPDT (двухполюсный двойной бросок).Они имеют стандартные рабочие напряжения (5 В, 6 В, 12 В, 18 В, 24 В и 48 В).

Электрические символы

Вот некоторые из схемных обозначений реле и переключателей, которые обычно используются в электронных схемах.

1. Переключатели без короткого замыкания

Примечание: стрелкой показано подключение к электрическим цепям.

2. Обозначения цепей реле

Практический пример

Как управлять лампой (лампочкой) с помощью переключателя?

В этом примере показано управление лампой с помощью SPST (однополюсного переключателя на одно направление). Аккумулятор 12В подключается к лампе 12В. При нажатии переключателя (S1) через батарею будет протекать ток, и лампа будет гореть. При отпускании переключателя лампа будет выключена. Эта схема управления с использованием переключателя полезна для управления нагрузками переменного и постоянного тока.

Управление лампой с помощью реле

На схеме ниже показано управление лампой с помощью реле. Эта схема реле управляет двумя лампочками (Bulb 1 и Bulb 2).

Когда реле находится под напряжением (переключатель находится в состоянии ВКЛ), лампа 2 светится, а лампа 1 находится в выключенном состоянии.В этом состоянии реле включено, когда управляющее напряжение превышает рабочее. Если напряжение ниже рабочего напряжения, реле обесточивается (переключатель находится в выключенном состоянии). Теперь лампочка 2 не будет светиться, а лампочка 1 находится в состоянии ВКЛ.

Разница между реле и переключателем

Вот сравнение переключателя и реле.

	Переключатель	Реле
1	Переключатель – это электромеханическое устройство, используемое для замыкания или размыкания цепей	Реле – это электромеханическое устройство, используемое для замыкания или размыкания цепей
2	Переключатели могут управляться механически	Реле могут управляться электронно
3	Управляет потоком тока путем размыкания или замыкания цепей	Управляет цепями высокой мощности с сигналами низкой мощности путем размыкания или замыкания контактов
4	Они управляются вручную с помощью рычага или нажатия кнопок	Он может посылать электромагнитный или оптический сигнал для включения цепи нагрузки
5	Используется для размыкания или замыкания контактов	Используется для защиты системы от повреждений
6	Он работает медленнее по сравнению с реле, потому что для внесения изменений требуется физический объект	Он работает быстрее
7	Выключатель обеспечивает прямой контакт или соединение. Больше новостей Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт