img59.ru

Устройство и принцип действия электромагнитного реле

data-ad-layout=»in-article»
data-ad-format=»fluid»
data-ad-client=»ca-pub-2167793600289487″
data-ad-slot=»4187947634″>

Сегодняшняя статья будет посвящена в большей степени начинающему радиолюбителю. Мы с Вами рассмотрим устройство и принцип действия электромагнитного реле. Электромагнитные реле получили большое распространение. Они предназначены для коммутации электрических цепей. Очень часто используется в системах автоматики и связи:

По принципу действия реле можно разделить на нейтральные и поляризованные. Главное отличие в том, что в нейтральных реле перемещение якоря не зависит от направления движения тока в обмотке. В поляризованных движение якоря напрямую зависит от полярности напряжения приложенного к обмотке.

Устройство и принцип действия электромагнитного реле

Если конструктивно реле рассмотреть с точки зрения подвижной части, то можно выделить два основных типа. Это так называемый соленоид — реле с втягивающимся якорем (втягивающее стартера автомобиля) и реле с поворотным якорем. Последние разберём поподробнее. Внутреннее устройство и принцип работы рассмотрим на примере автомобильного 5 контактного реле:

Оно состоит из основания, сделанного из диэлектрика. На основании крепятся все части реле. Основной частью является обмотка. Она намотана изолированным медным проводом на каркасе. В центре каркаса расположен металлический сердечник, который в свою очередь крепится к так называемому ярму. Подвижной частью реле является якорь, который при помощи пружины занимает исходное положение. Якорь механически связан с группой контактов, в которую могут входить от одной пары и более нормально замкнутых и разомкнутых.

Принцип работы 5 контактного реле наглядно показан на анимации:

На схеме показаны две электрически несвязанные цепи, состоящие из двух источников тока. Ток, проходящий через обмотку реле создает магнитное поле, под действием которого якорь притягивается к сердечнику и заставляет перемещаться подвижный контакт, переводя его положение из нормально разомкнутого в нормально замкнутое. Происходит замыкание главных контактов и подключение нагрузки, в данном случае лампочки к источнику питания.

Устройство и принцип действия герконовых реле

Отдельно хотелось бы упомянуть о герконовых реле. Хотя они и относятся к классу электромагнитных реле, всё-таки внутренние устройство у них отличается. Герконовое реле состоит из нескольких основных частей. В корпусе расположена катушка, состоящая из одной или нескольких обмоток. Сердечник у такой катушки отсутствует, в место него находится один или несколько герконов. Геркон из себя представляет стеклянную колбу, из которой удалён воздух, вместо него закачан инертный газ азот или водород. Внутри колбы расположены два ферро магнитных контакта:

Под действием магнитного поля, создаваемого обмоткой реле, происходит замыкание этих контактов. Также геркон будет работать, если на него воздействовать магнитным полем постоянного магнита. Благодаря этому герконы получили большое распространение в радиолюбительских самоделках. Герконы также используется в системах сигнализации (датчики открывания дверей или окон). В своё время эти элементы были достаточно дефицитными. Поэтому мне приходилось разбирать герконовые реле и доставать оттуда герконы. Вот так выглядят обмотки:

Из советских самыми распространенными были герконовые реле РЭС-42 и РЭС-4:

data-ad-layout=»in-article»
data-ad-format=»fluid»
data-ad-client=»ca-pub-2167793600289487″
data-ad-slot=»3149603875″>

У герконовых реле есть несколько достоинств. Прежде всего, это надёжная работа в разных климатических условиях и агрессивных средах. Также стоит отметить быстродействие, и гальваническую развязку между цепями. Срок службы реле — не менее 1 млн. срабатываний. Самый главный недостаток этих реле, это относительно малая коммутируемая мощность.

Электромагнитное реле Songle SRD-12VDC-SL-C

Более детально хотелось бы остановиться на пяти контактном электромагнитном реле Songle SRD-12VDC-SL-C:

Оно имеет одну группу контактов способную выдержать ток до 10 ампер. Обмотка реле рассчитана на напряжение в 12 вольт. Схема выводов 5 контактов показана на обратной стороне:

Полные характеристики рассматриваемого экземпляра можно узнать, посмотрев datasheet:

Как видно ток обмотки, при 12 вольтах, должен быть в пределах 30 миллиампер. Сопротивление обмотки должно быть в пределах 400 ом. Так ли это, давайте проверим:

Как видно всё в пределах нормы. Данные реле можно использовать в различных радиолюбительских самоделках. Благодаря тому, что ток обмотки достаточно мал, всего лишь 30 миллиампер, реле Songle SRD-12VDC-SL-C можно коммутировать слаботочными ключами. Для сравнения ток обмотки, в ранее рассматриваемом пяти контактном автомобильном реле достигает 150 миллиампер. Что в 5 раз больше. Я уже рассказывал о терморегуляторе на регулируемом стабилитроне TL431. В этой самоделке я использовал автомобильное пяти контактное реле. Чтобы стабилитрон TL431 не вышел из строя, пришлось использовать усилитель на более мощном транзисторе.

На Али была заказана партия в количестве 10 штук по цене всего $3.48:

Несколько штук я уже использовал в изготовлении дневных ходовых огней (ДХО) для автомобиля. Но это уже другая история, об этом я расскажу как-нибудь в следующий раз.

radiobezdna.ru

Как работает реле

Что такое реле?

Реле — электро-механическое устройство, предназначенное для замыкания и размыкания электроцепи при определенном входящем сигнале или напряжении.

Простыми словами: Подавая определенный ток на электроцепь с реле, оно замыкает (размыкает) другую электроцепь. Схема для наглядности:

Так же рассмотрим анимированный ролик работы реле в качестве включения электро духовки. Когда замыкается цепь 5V, релейный электромагнит притягивает якорь на пружине и замыкает цепь питания духовки.

Как выглядит реле

Обычно реле состоит из электромагнита (катушка с ферромагнитной серцевиной), пары контактов, и якоря, который соединяет контакты. Все это располагается в токо- не проводящем корпусе. На вид это пластиковый коробочек, размерами в основном 5см х 5см х 5см, имеющий минимум четыре выходящих контакта. Размеры могут быть как сильно больше, так и сильно меньше. Материал оболочки реле может быть и прозрачный и не прозрачный. Прозрачный корпус лучше, тем, что вы безошибочно определите какие контакты за что отвечают. Т.е. детально рассмотрите строение реле и какие контакты за что отвечают.

Как обозначается реле

При обозначении на принципиальной схеме, реле имеет несколько обозначений, в зависимости от типа реле. Основные графические обозначения большинства типов реле.

Существует три большие группы релюшек.

1. Нормально разомкнутые. В холостом состоянии такие реле размыкают цепь и при подаче управляющего сигнала (тока) замыкают цепь. Таких реле большинство.
2. Нормально замкнутые. В холостом состоянии цепь замкнута, а при срабатывании, цепь размыкается. И у первой и во второй группы, обычно 4 выходящих контакта: 2 на управляющий сигнал и 2 на цепь, которую нужно замыкать (размыкать)
3. Универсальные. С переключающимися контактами. Такое реле может работать и на замыкание и на размыкание.

Каждое реле, помимо типа, различается ещё и по отдельным параметрам.

1. По входящему (управляющему) току (вольт).
2. По силе тока, которую реле может пропускать в цепи (ампер).

Входящий (управляющий) ток, указывается либо на корпусе либо непосредственно на катушке, если корпус прозрачный. Сила тока указывается на корпусе в амперах.

Как подключить реле

Подключение реле следует проводить в зависимости от его типа. Тип, а так же какие контакты за что отвечают, указано на пластиковом корпусе. Если корпус прозрачный, и схемы подключения нет, первоначально смотрите на расположение катушки, выходящие контакты из катушки будут управляющими контактами. Далее, смотрите какие контакты с какими будут соединяться, если запитать катушку и она притянет к себе якорь. В любом случае, если вы покупаете новое реле в радиомагазине, продавец всегда расскажет и покажет, что к чему подсоединять. Если вы меняете реле, то посмотрите, как было подключено старое реле.

Как проверить реле

Для проверки реле на работоспособность, хорошо бы заиметь мультиметр или тестер с функцией прозвонки.

1. Для начала прозвоните контакты входящего сигнала (катушка). Контакты управляющего сигнала должны звониться между собой с определенным сопротивлением. Примерные величины сопротивления обмотки катушки в оммах указаны в таблице, в зависимости от подаваемого на катушку напряжения:

Если сопротивление больше во много крат от рекомендуемого или вообще контакты катушки звонятся «на коротко», скорее всего катушка и реле в общем — неисправны.

Так же, хорошо подать управляющий ток на катушку реле и замерить мультиметром, замыкается ли цепь. Неисправность в таком случае может проявляться в обугливании замыкающих контактов. В таком случае следует заменить реле, так как оно рано или поздно все равно выйдет из строя.

Зачем нужно реле

Реле в основном примеряется в силовых платах или в исполняющих элементах. Реле само по себе в схему не ставится.

Рассмотрим применение реле управления  работы ТЭНа в кофейном автомате.

Есть две платы: плата процессора, в которой заложены все параметры (температура, рецептура, цены…) и силовая плата, которая на основании указаний от  процессора управляет моторами, ТЭНами, электро-клапанами. Тен нагревает воду в бойлере автомата. Допустим в меню заложена минимальная температура 90 градусов Цельсия. Обычно в бойлере установлено 2 термодатчика: аварийный, для предотвращения перегрева и основной.

Когда процессор кофейного автомата, через основной термодатчик, «видит» снижение температуры ниже заданной, он (процессор) посылает управляющий сигнал на реле управления теном на силовой плате. Реле замыкается и ТЭН нагревает воду в бойлере. Когда вода нагревается до положенных 90°С, процессор «видит» это через термодатчик и отключает реле, цепь размыкается  и ТЭН обесточивается.

Обычно процессор или мозг устройства работает при напряжении 1,5V — 5V. А исполнительные механизмы работают при напряжении 220 и более вольт. Реле используется, как посредник между платой процессора и силовой платой.

silatoka.net

устройство, виды, маркировка, подключение и регулировка

Преобразование электрических сигналов в соответствующую физическую величину — движение, сила, звук и т. д., осуществляется с помощью приводов. Классифицировать привод следует как преобразователь, поскольку это устройство изменяет один тип физической величины в другой.

Привод обычно активируется или управляется командным сигналом низкого напряжения. Классифицируется дополнительно как двоичное или непрерывное устройство исходя из числа стабильных состояний. Так, электромагнитное реле является двоичным приводом, учитывая два имеющихся стабильных состояния: включено — отключено.

Содержание статьи:

Основы исполнения привода

Термин «реле» является характерным для устройств, которыми обеспечивается электрическое соединение между двумя и более точками посредством управляющего сигнала.

Наиболее распространенным и широко используемым типом электромагнитного реле (ЭМР) является электромеханическая конструкция.

Так выглядит одна конструкция из многочисленного ряда изделий, именуемых как электромагнитные реле. Здесь показан закрытый вариант механизма с использованием крышки из прозрачного оргстекла

Схема фундаментального контроля над любым оборудованием всегда предусматривает возможность включения и отключения. Самый простой способ выполнить эти действия — использовать переключатели блокировки подачи питания.

Переключатели ручного действия могут использоваться для управления, но имеют недостатки. Явный их недостаток – установка состояний «включено» или «отключено» физическим путем, то есть вручную.

Устройства ручного переключения, как правило, крупногабаритные, замедленного действия, способные коммутировать небольшие токи.

Ручной механизм переключения – дальний родственник электромагнитных контакторов. Обеспечивает тем же функционалом – коммутацией рабочих линий, но управляется исключительно вручную

Между тем электромагнитные реле представлены в основном переключателями с электрическим управлением. Приборы имеют разные формы, габариты и разделяются по уровню номинальных мощностей. Возможности их применения обширны.

Такие приборы, оснащенные одной или несколькими парами контактов, могут входить в единую конструкцию более крупных силовых исполнительных механизмов — контакторов, что используются для коммутации сетевого напряжения или высоковольтных устройств.

Основополагающие принципы работы ЭМР

Традиционно реле электромагнитного типа используются в составе электрических (электронных) схем управления коммутацией. При этом устанавливаются они либо непосредственно на печатных платах, либо в свободном положении.

Общее строение прибора

Токи нагрузки используемых изделий обычно измеряются от долей ампера до 20 А и более. Релейные цепи широко распространены в электронной практике.

Приборы самой разной конфигурации, рассчитанные под инсталляцию на монтажных электронных платах либо непосредственно в виде отдельно устанавливаемого устройства

Конструкция электромагнитного реле преобразует магнитный поток, создаваемый приложенным напряжением переменного/постоянного тока, в механическое усилие. Благодаря полученному механическому усилию, выполняется управление контактной группой.

Наиболее распространенной конструкцией является форма изделия, включающая следующие компоненты:

• возбуждающую катушку;
• стальной сердечник;
• опорное шасси;
• контактную группу.

Стальной сердечник имеет фиксированную часть, называемую коромысло, и подвижную подпружиненную деталь, именуемую якорем.

По сути, якорь дополняет цепь магнитного поля, закрывая воздушный зазор между неподвижной электрической катушкой и подвижной арматурой.

Детальный расклад конструкции: 1 – пружина отжимающая; 2 – сердечник металлический; 3 – якорь; 4 – контакт нормально закрытый; 5 – контакт нормально открытый; 6 – общий контакт; 7 – катушка медного провода; 8 — коромысло

Арматура движется на шарнирах или поворачивается свободно под действием генерируемого магнитного поля. При этом замыкаются электрические контакты, прикрепленные к арматуре.

Как правило, расположенная между коромыслом и якорем пружина (пружины) обратного хода возвращает контакты в исходное положение, когда катушка реле находится в обесточенном состоянии.

Действие релейной электромагнитной системы

Простая классическая конструкция ЭМР имеет две совокупности электропроводящих контактов. Исходя из этого, реализуются два состояния контактной группы:

1. Нормально разомкнутый контакт.
2. Нормально замкнутый контакт.

Соответственно пара контактов классифицируется нормально открытыми (NO) или, будучи в ином состоянии, нормально закрытыми (NC).

Для реле с нормально разомкнутым положением контактов, состояние «замкнуто» достигается, только когда ток возбуждения проходит через индуктивную катушку.

Один из двух возможных вариантов установки контактной группы по умолчанию. Здесь в обесточенном состоянии катушки по умолчанию установлено нормально закрытое (замкнутое) положение

В другом варианте — нормально закрытое положение контактов остается постоянным, когда ток возбуждения отсутствует в контуре катушки. То есть контакты переключателя возвращаются в их нормальное замкнутое положение.

Поэтому термины «нормально открытый» и «нормально закрытый» следует относить к состоянию электрических контактов, когда катушка реле обесточена, то есть напряжение питания реле отключено.

Электрические контактные группы реле

Релейные контакты представлены обычно электропроводящими металлическими элементами, которые соприкасаются друг с другом, замыкают цепь, действуя аналогично простому выключателю.

Когда контакты разомкнуты, сопротивление между нормально открытыми контактами измеряется высоким значением в мегаомах. Так создается условие разомкнутой цепи, когда прохождение тока в контуре катушки исключается.

Контактная группа любого электромеханического коммутатора в разомкнутом режиме имеет сопротивление в несколько сотен мегаом. Величина этого сопротивления может несколько отличаться у разных моделей

Если же контакты замкнуты, контактное сопротивление теоретически должно равняться нулю — результат короткого замыкания.

Однако подобное состояние отмечается не всегда. Контактная группа каждого отдельного реле обладает определенным контактным сопротивлением в состоянии «замкнуто». Такое сопротивление называется устойчивым.

Особенности прохождения токов нагрузки

Для практики установки нового электромагнитного реле, контактное сопротивление включения отмечается малой величиной, обычно менее 0,2 Ом.

Объясняется это просто: новые наконечники остаются пока что чистыми, но со временем сопротивление наконечника неизбежно будет увеличиваться.

Например, для контактов под током 10 А, падение напряжения составит 0,2х10 = 2 вольта (закон Ома). Отсюда получается — если подводимое на контактную группу напряжение питания составляет 12 вольт, тогда напряжение для нагрузки составит 10 вольт (12-2).

Когда контактные металлические наконечники изнашиваются, будучи не защищенными должным образом от высоких индуктивных или емкостных нагрузок, становится неизбежным появление повреждений от эффекта электрической дуги.

Электрическая дуга на одном из контактов электромеханического прибора коммутации. Это одна из причин повреждения контактной группы при отсутствии надлежащих мер

Электрическая дуга — искрообразование на контактах — приводит к возрастанию контактного сопротивления наконечников и как следствие к физическим повреждениям.

Если продолжать использовать реле в таком состоянии, контактные наконечники могут полностью утратить физическое свойство контакта.

Но есть более серьезный фактор, когда в результате повреждения дугой контакты в конечном итоге свариваются, создавая условия короткого замыкания.

В таких ситуациях не исключается риск повреждения цепи, которую контролирует ЭМР.

Так, если сопротивление контакта увеличилось от влияния электрической дуги на 1 Ом, падение напряжения на контактах для одного и того же тока нагрузки увеличивается до 1×10=10 вольт постоянного тока.

Здесь величина падения напряжения на контактах может быть неприемлема для схемы нагрузки, особенно при работе с напряжениями питания 12-24 В.

Тип материала контактов реле

С целью уменьшения влияния электрической дуги и высоких сопротивлений, контактные наконечники современных электромеханических реле изготавливают или покрывают различными сплавами на основе серебра.

Таким способом удается существенно продлить срок службы контактной группы.

Наконечники контактных пластин электромеханических приборов коммутации. Здесь представлены варианты наконечников, покрытых серебром. Покрытие подобного рода снижает фактор повреждений

На практике отмечается использование следующих материалов, коими обрабатываются наконечники контактных групп электромагнитных (электромеханических) реле:

• Ag — серебро;
• AgCu — серебро-медь;
• AgCdO — серебро-оксид кадмия;
• AgW — серебро-вольфрам;
• AgNi — серебро-никель;
• AgPd — серебро-палладий.

Увеличение срока службы наконечников контактных групп реле за счет уменьшения количества формирований электрической дуги, достигается путем подключения резистивно-конденсаторных фильтров, называемых также RC-демпферы.

Эти электронные цепочки включают параллельно с контактными группами электромеханических реле. Пик напряжения, который отмечается в момент открытия контактов, при таком решении видится безопасно коротким.

Применением RC-демпферов удается подавлять электрическую дугу, что образуется на контактных наконечниках.

Типичное исполнение контактов ЭМР

Помимо классических нормально открытых (NO) и нормально закрытых (NC) контактов, механика релейной коммутации также предполагает классификацию с учетом действия.

Особенности исполнения соединительных элементов

Конструкции реле электромагнитного типа в этом варианте допускают наличие одного или нескольких отдельных контактов переключателя.

Таким выглядит прибор, технологически сконфигурированный под исполнение SPST – однополюсный и однонаправленный. Существуют также другие варианты исполнения

Исполнение контактов характеризуется следующим набором аббревиатуры:

• SPST (Single Pole Single Throw) – однополюсный однонаправленный;
• SPDT (Single Pole Double Throw) – однополюсный двунаправленный;
• DPST (Double Pole Single Throw) – двухполюсный однонаправленный;
• DPDT (Double Pole Double Throw) – двухполюсный двунаправленный.

Каждый такой соединительный элемент обозначается, как «полюс». Любые из них могут подключаться или сбрасываться, одновременно активируя катушку реле.

Тонкости применения приборов

При всей простоте конструкции коммутаторов электромагнитного действия, существуют некоторые тонкости практики использования этих приборов.

Так, специалисты категорически не рекомендуют подключать в параллель все контакты реле, чтобы таким способом коммутировать цепь нагрузки с высоким током.

Например, подключать нагрузку на 10 А путем параллельного соединения двух контактов, каждый из которых рассчитан на ток 5 А.

Эти тонкости монтажа обусловлены тем, что контакты механических реле никогда не замыкаются и не размыкаются в единый момент времени.

В результате один из контактов в любом случае будет перегружен. И даже с учетом кратковременной перегрузки, преждевременный отказ прибора в таком подключении неизбежен.

Неправильная эксплуатация, а также подключение реле вне установленных правил монтажа, обычно заканчивается вот таким исходом. Внутри выгорело практически все содержимое

Электромагнитные изделия допустимо использовать в составе электрических или электронных схем с низким энергопотреблением как переключатели относительно высоких токов и напряжений.

Однако категорически не рекомендуется пропускать разные напряжения нагрузки через соседние контакты одного прибора.

Например, коммутировать напряжение переменного тока 220 В и постоянного тока 24 В. Всегда следует применять отдельные изделия для каждого из вариантов в целях обеспечения безопасности.

Приемы защиты от обратного напряжения

Значимой деталью любого электромеханического реле является катушка. Эта деталь относится к разряду нагрузки с высокой индуктивностью, поскольку имеет проводную намотку.

Любая намотанная проводом катушка обладает некоторым импедансом, состоящим из индуктивности L и сопротивления R, образуя, таким образом, последовательную цепь LR.

По мере протекания тока через катушку, создается внешнее магнитное поле. Когда течение тока в катушке прекращается в режиме «отключено», увеличивается магнитный поток (теория трансформации) и возникает высокое обратное напряжение ЭДС (электродвижущей силы).

Это индуцированное значение обратного напряжения может в несколько раз превосходить по величине коммутационное напряжение.

Соответственно, появляется риск повреждения любых полупроводниковых компонентов, размещенных рядом с реле. Например, биполярный или полевой транзистор, используемый для подачи напряжения на катушку реле.

Схемные варианты, благодаря которым обеспечивается защита полупроводниковых элементов управления – транзисторов биполярных и полевых, микросхем, микроконтроллеров

Одним из способов предотвращения повреждения транзистора или любого переключающего полупроводникового устройства, включая микроконтроллеры, является вариант подключения обратно смещенного диода в цепь катушки реле.

Когда ток, протекающий через катушку сразу после отключения, генерирует индуцированную обратную ЭДС, это обратное напряжение открывает обратно смещенный диод.

Через полупроводник накопленная энергия рассеивается, чем предотвращается повреждение управляющего полупроводника – транзистора, тиристора, микроконтроллера.

Часто включаемый в цепь катушки полупроводник называют также:

• диод-маховик;
• шунтирующий диод;
• обращенный диод.

Однако большой разницы между элементами нет. Все они выполняют одну функцию. Помимо использования диодов с обратным смещением, для защиты полупроводниковых компонентов применяются и другие устройства.

Те же цепочки RC-демпферов, металло-оксидные варисторы (MOV), стабилитроны.

Маркировка электромагнитных релейных приборов

Технические обозначения, несущие частичную информацию о приборах, обычно указываются непосредственно на шасси электромагнитного коммутационного прибора.

Выглядит такое обозначение в виде сокращенной аббревиатуры и числового набора.

Каждое электромеханическое устройство коммутации традиционно маркируется. На корпусе или на шасси наносится примерно такой набор символов и цифр, указывающий определенные параметры

Пример корпусной маркировки электромеханических реле:

РЭС32 РФ4.500.335-01

Эта запись расшифровывается так: реле электромагнитное слаботочное, 32 серии, соответствующее исполнению по паспорту РФ4.500.335-01.

Однако подобные обозначения редкость. Чаще встречаются сокращенные варианты без явного указания ГОСТ:

РЭС32 335-01

Также не шасси (на корпусе) прибора отмечается дата изготовления и номер партии. Подробные сведения содержатся в техническом паспорте на изделие. Паспортом комплектуется каждый прибор или партия.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик популярно рассказывает о том, как действует электромеханическая электроника коммутации. Наглядно отмечаются тонкости конструкций, особенности подключений и прочие детали:

Электромеханические реле уже довольно долгое время применяются в качестве электронных компонентов. Однако этот тип коммутационных приборов можно считать морально устаревшим. На смену механическим устройствам все чаще приходят более современные приборы – чисто электронные. Один из таких примеров – твердотельные реле.

sovet-ingenera.com

Устройство, схема и подключение промежуточного реле

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Промежуточные электромагнитные реле применяются во многих электронных и электрических схемах и предназначены для коммутации электрических цепей. Они используются для усиления и преобразования электрических сигналов; запоминания информации и программирования; распределения электрической энергии и управления работой отдельных элементов, устройств и блоков аппаратуры; сопряжения элементов и устройств радиоэлектронной аппаратуры, работающих на различных уровнях напряжений и принципах действия; в схемах сигнализации, автоматики, защиты и т.п.

Промежуточное электромагнитное реле представляет собой электромеханическое устройство, которое может коммутировать электрические цепи, а также управлять другим электрическим устройством. Электромагнитные реле делятся на реле постоянного и переменного тока.

Работа электромагнитного реле основана на взаимодействии магнитного потока обмотки и подвижного стального якоря, который намагничивается этим потоком. На рисунке показан внешний вид промежуточного реле типа РП-21.

1. Устройство реле.

Реле представляет собой катушку, обмотка которой содержит большое количество витков медного изолированного провода. Внутри катушки находится металлический стержень (сердечник), закрепленный на Г-образной пластине, называемой ярмом. Катушка и сердечник образуют электромагнит, а сердечник, ярмо и якорь образуют магнитопровод реле.

Над сердечником и катушкой расположен якорь, выполненный в виде пластины из металла и удерживаемый при помощи возвратной пружины. На якоре жестко закреплены подвижные контакты, напротив которых расположены соответствующие пары неподвижных контактов. Контакты реле предназначены для замыкания и размыкания электрической цепи.

2. Как работает реле.

В исходном состоянии, пока на обмотку реле не подано напряжение, якорь под воздействием возвратной пружины находится на некотором расстоянии от сердечника.

При подаче напряжения в обмотке реле сразу начинает течь ток и его магнитное поле намагничивает сердечник, который преодолевая усилие возвратной пружины, притягивает якорь. В этот момент контакты, закрепленные на якоре, перемещаясь, замыкаются или размыкаются с неподвижными контактами.

После отключения напряжения ток в обмотке исчезает, сердечник размагничивается, и пружина возвращает якорь и контакты реле в исходное положение.

3. Контакты реле.

В зависимости от конструктивных особенностей контакты промежуточных реле бывают нормально разомкнутые (замыкающие), нормально замкнутые (размыкающие) или перекидные.

3.1. Нормально разомкнутые контакты.

Пока напряжение питания не подано на катушку реле, его нормально разомкнутые контакты всегда разомкнуты. При подаче напряжения реле срабатывает и его контакты замыкаются, замыкая электрическую цепь. На рисунках ниже показана работа нормально разомкнутого контакта.

3.2. Нормально замкнутые контакты.

Нормально замкнутые контакты работают наоборот: пока реле обесточено, они всегда замкнуты. При подаче напряжения реле срабатывает и его контакты размыкаются, размыкая электрическую цепь. На рисунках показана работа нормально разомкнутого контакта.

3.3. Перекидные контакты.

У перекидных контактов при обесточенной катушке средний контакт, закрепленный на якоре, является общим и замкнут с одним из неподвижных контактами. При срабатывании реле средний контакт вместе с якорем перемещается в сторону другого неподвижного контакта и замыкается с ним, одновременно разрывая связь с первым неподвижным контактом. На рисунках ниже показана работа перекидного контакта.

Многие реле имеют не одну, а несколько контактных групп, что позволяет осуществлять управление несколькими электрическими цепями одновременно.

К контактам промежуточных реле предъявляются особые требования. Они должны иметь малое переходное сопротивление, большую износоустойчивость, малую склонность к привариванию, высокую электропроводность и большой срок службы.

В процессе работы контакты своими токоведущими поверхностями прижимаются друг к другу с определенным усилием, создаваемым возвратной пружиной. Токоведущая поверхность контакта, соприкасающаяся с токоведущей поверхностью другого контакта называется контактной поверхностью, а место перехода тока из одной контактной поверхности в другую называется электрическим контактом.

Соприкосновение двух поверхностей происходит не по всей кажущейся площади, а лишь отдельными площадками, так как даже при самой тщательной обработке контактной поверхности на ней все равно будут оставаться микроскопические бугорки и шероховатости. Поэтому общая площадь соприкосновения будет зависеть от материала, качества обработки контактных поверхностей и усилия сжатия. На рисунке показаны контактные поверхности верхнего и нижнего контактов в сильно увеличенном виде.

В месте перехода тока с одного контакта в другой возникает электрическое сопротивление, которое называется переходным сопротивлением контакта. На величину переходного сопротивления существенное влияние оказывает величина контактного нажатия, а также сопротивление окисных и сульфидных пленок, покрывающих контакты, так как они являются плохими проводниками.

В процессе длительной работы поверхности контактов изнашиваются и могут покрываться налетами копоти, окисными пленками, пылью, непроводящими частицами. Также износ контактов может быть вызван механическими, химическими и электрическими факторами.

Механический износ происходит при скольжении и ударах контактных поверхностей. Однако главной причиной разрушения контактов являются электрические разряды, возникающие при размыкании и замыкании цепей в особенности цепей постоянного тока с индуктивной нагрузкой. В момент размыкания и замыкания на контактных поверхностях происходят явления плавления, испарения и размягчения контактного материала, а также перенос металла с одного контакта на другой.

В качестве материалов для контактов реле применяют серебро, сплавы твердых и тугоплавких металлов (вольфрам, рений, молибден) и металлокерамические композиции. Наибольшее применение получило серебро, обладающее малым контактным сопротивлением, высокой электропроводностью, хорошими технологическими свойствами и относительно невысокой стоимостью.

Следует помнить, что абсолютно надежных контактов нет, поэтому для повышения их надежности применяют параллельное и последовательное включение контактов: при последовательном включении контакты могут разорвать большой ток, а параллельное включение повышает надежность замыкания электрической цепи.

4. Электрическая схема реле.

На принципиальных схемах катушка электромагнитного реле изображается прямоугольником и буквой «К» с цифрой порядкового номера реле в схеме. Контакты реле обозначаются этой же буквой, но с двумя цифрами, разделенными точкой: первая цифра указывает на порядковый номер реле, а вторая на порядковый номер контактной группы этого реле. Если же на схеме контакты реле расположены рядом с катушкой, то их соединяют штриховой линией.

Запомните. На схемах контакты реле изображают в состоянии, когда на него напряжение еще не подано.

Электрическую схему и нумерацию выводов реле производитель указывает на крышке, закрывающей рабочую часть реле.

На рисунке видно, что выводы катушки обозначены цифрами 10 и 11, и что реле имеет три группы контактов:
7 — 1 — 4
8 — 2 — 5
9 — 3 — 6

Здесь же под электрической схемой указаны электрические параметры контактов, показывающие, какой максимальный ток они могут пропустить (коммутировать) через себя.

Контакты данного реле коммутируют переменный ток не более 5 А при напряжении 230 В, и постоянный ток не более 5 А при напряжении 24 В. Если же через контакты пропускать ток больше указанного, то они очень скоро выйдут из строя.

На некоторых типах реле производитель дополнительно нумерует выводы со стороны присоединений, что очень удобно.

Для удобства эксплуатации, замены и монтажа реле применяют специальные колодки, которые устанавливаются на стандартную DIN-рейку. В колодках предусмотрены отверстия для контактов реле и винтовые контакты для подключения внешних проводников. Винтовые контакты имеют нумерацию контактов, которая соответствует нумерации контактов реле.

Также на катушках реле указывают род тока и рабочее напряжение обмотки реле.

На этом пока закончим, а во второй части рассмотрим основные параметры и подключение электромагнитных реле, где на примерах простых схем разберем работу реле.

До встречи на страницах сайта.
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.

sesaga.ru