Электромагнитное реле

Разновидности электромагнитных реле

Реле — это элемент автоматического устройства, который при воздействии на его вход внешних физических явлений скачко­образно принимает значение выходной величины.

Устройство электромагнитного реле.

Этих значений, чаще всего, у выходной величины бывает 2: например, в электро­магнитном реле 2 устойчивых состояния контактов — замкнутое и разомкнутое.

Электромагнитное реле реагирует на изменение каких-либо определенных параметров замыканием или размыка­нием своих контактов.

Контакты реле включаются в цепь, которая

осуществляет контроль или управление аппаратами, включенными в силовую цепь, для коммутации (например, осуществляет управление контакторами и др).

Принцип действия электромагнитных реле.

Реле могут работать под воздействием самых различных факто­ров: электрического тока, световой энергии, давления жидкости или газа, уровня жидкости и т. п.

По способу присоединения различают первичные, вторичные и промежуточные реле.

Первичные реле включаются непосредственно в цепь управле­ния.

Вторичные реле включаются через измерительные трансфор­маторы тока или напряжения.

Промежуточные реле работают от исполнительных органов других реле и предназначаются для уси­ления и размножения сигнала, т. е. распределения воздействия на несколько цепей.

Основными параметрами реле являются:

  • номинальные данные ток, напряжение, время и другие величины, на которые рассчитаны реле;
  • величина срабатывания, т. е. то значение параметра (ток, напряжение, время и пр.), при котором происходит автоматическое действие реле; реле реагирует на тот параметр, на который оно было изготовлено;
  • уставка реле — значение величины срабатывания, на которую отрегулировано данное реле (реле имеет некоторое количество уставок, фиксирующих величину срабатывания в определенных пределах).

Рисунок 1. Электромагнитное реле.

Электромагнитные реле характеризуются следующими основ­ными параметрами:

  • напряжением (током) втягивания, т. е. наименьшим значе­нием напряжения (или тока) на зажимах катушки реле, при ко­тором якорь втягивается;
  • напряжением (током) отпадения — наибольшим значением напряжения (или тока) на зажимах катушки реле, при котором происходит отпадение якоря;
  • коэффициентом возврата реле — отношением напряжения (тока) отпадения к напряжению (току) втягивания.

Реле состоит обычно из 3-х элементов: 1) воспринимающего, 2) промежуточного и 3) исполнительного.

  1. Воспринимающий (чувствительный) реагирует на вход­ной параметр и преобразует его в физическую величину, необхо­димую для работы реле; чувствительным элеметом является, на­пример, катушка реле.
  2. Промежуточный элемент сравнивает преобразованную величину с эталоном. А по достижении заданного значения передает воздей­ствие воспринимающего элемента исполнительному. Промежуточ­ными составляющими контактных реле являются противодействующие пружины и успокоители. Успокоители применяются для успокоения колебаний подвижных частей, а в реле времени — для получе­ния заданной выдержки времени.
  3. Исполнительный элемент воздействует на управляемую цепь; исполнительными составляющими контактных реле являются контакты.

Рисунок 2. Реле МКУ-48 выполненное в кожухе.

Рассмотрим устройство электрического реле, работающего по электромагнитному принципу (рис. 1). Реле состоит из следую­щих основных частей: якоря 3, являющегося подвижной частью, сердечника 2, который является неподвижной частью катушки реле l, насаженной на сердечник магнитопровода; замыкающих контактов 6, размыкающих контактов 5и пружины 7.

При включении катушки якорь реле притягивается, а соеди­ненный с ним шток 4с металлическими мостиками замыкает или размыкает соответствующие контакты.

Слаботочные электромагнитные реле, применявшиеся раньше только в области связи, находят все боль­шее применение в автоматике. Это объясняется тем, что слаботоч­ные (телефонные) реле имеют число контактов в несколько раз большее, чем в обычных электромагнитных реле; это позволяет уменьшить общее количество реле в схеме. Кроме того, такие реле потребляют малые токи, благодаря чему они могут работать с датчи­ками, которые на большие токи не рассчитаны (например, полупро­водниковые термо- и фотосопротивления).

Рассмотрим 2 типа реле, которые нашли наиболее массовое применение.

Реле типа РПН постоянного тока (реле плоское нормальное) — это электромагнитное однокатушечное реле с плоским сердечником. Оно предназначено для коммутации электрических цепей в раз­личных схемах стационарных устройств. Ток срабатывания этих реле очень мал — порядка нескольких десятков миллиампер. Пакет контактных групп реле состоит из одной или нескольких групп, каждая из которых состоит, в свою очередь, из набора контактов (от 2 до 5); комбинации контактов могут быть самыми различными. Внешние провода подключаются к концам хвостов пружин при помощи пайки.

Для цепей переменного тока выпускаются реле РПП анало­гичного устройства.

Рисунок 3. Схема поляризованного реле.

Реле МКУ-48 представляет собой многоконтактное реле. Кон­структивно выпускаются реле в кожухе и без кожуха. Внешние провода подключаются к реле без кожуха при помощи пайки. Контактные группы реле выполняются с различными комбина­циями контактов. Например, реле для переменного тока напря­жением 220 В изготовляется с числом контактов от 2 до 8; при этом выпускаются реле с 2, 4 и 8 замыкающими контактами; с 2 замы­кающими и 2 размыкающими контактами; с 4 размыкающими кон­тактами и т. д.

Рабочий ток реле мал: для некоторых реле он составляет 0,0045 А. Потребляемая мощность реле > или = 5 Вт. На рис 2 пока­зано устройство реле типа МКУ-48 с кожухом.

Поляризованное реле представляет собой электромагнитное реле, у которого направление переме­щения якоря зависит от направления намагничивающего тока. В отличие от обычного электромагнитного реле, по­ляризованное имеет 2 направления перемещения якоря; оно дополнительно снабжено постоянными магнитами.

Принципиальная схема конструк­ции поляризованного реле представле­на на рис. 3 Основными деталями являются намагничивающая катушка 4, создающая в стальном сердечнике 5 магнитный поток Фэ, и постоянный маг­нит 3, образующий магнитный поток Фп. Магнитный поток Фэ проходит через стальной подвижный якорь 2 и разветвляется на 2 потока Фэ:2, один из ко­торых совпадает, а другой противоположен по направлению маг­нитному потоку постоянного магнита. На конце якоря имеется средний контакт, замыкающийся, в зависимости от полярности управляющего сигнала в намагничивающих катушках, с левым или правым неподвижными контактами 1.

При отсутствии управляющего сигнала и, следовательно, пото­ка Фэ, на якорь, установленный в нейтральное положение, дейст­вуют слева и справа одинаковые силы притяжения.

Если подать в обмотку реле управляющий сигнал в направле­нии, показанном на рисунке, то в правом стержне магнита потоки и Фп будут складываться, так как они будут совпадать, а результирующий поток возрастет:

в левом стержне магнитные потоки будут вычитаться:

и общий поток в правом стержне окажется больше магнитного потока в левом стержне (Ф’>Ф»). В результате якорь реле при­тянется вправо и замкнет правый контакт. Если изменить поляр­ность сигнала, то якорь реле перебросится на левый контакт.

Для тех, кого интересует более полная информация, можете скачать или почитать на сайте «Справочник по слаботочным реле».

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ

Реле — электромеханическое устройство, предназначенное для коммутации электрических цепей, цепей сигнализации и управления. Чаще всего реле используется в системах управления и зачастую являются как коммутационными, так и усиливающими элементами цепи.

Следует помнить, что по характеру включения сеть устройства могут быть первичными и вторичными. Первичные реле включаются непосредственно в управляющие цепи управления, вторичные подключаются через измерительные трансформаторы, лабораторные резисторы, шунтирующие сопротивления.

Также одним из достоинств релейных устройств и элементов является очень высокое сопротивление между открытыми контактами, что выгодно отличает их твердотелых реле, использующих вместо катушки полупроводниковые элементы.

Твердотельные устройства очень чувствительны к качеству управляющего сигнала и имеют высокую вероятность ложного срабатывание в результате внештатного электромагнитного импульса или при увеличении напряжения в управляемой сети сверх оптимальных значений.

Помимо стандартных электромагнитных реле некоторые источники относят к этой группе устройств и герконовые реле, главной отличительной чертой которых является использование, в качестве управляющего сигнала, вместо электрического сигнала магнитное поле вырабатываемое постоянным или электромагнитом.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕЛЕ

Конструктивно электромагнитное реле представляет собой катушку выполняющую роль втягивающего устройства. Она состоит из основания из немагнитного материала, на которое намотан медный провод, который, в зависимости от исполнения, может быть в изоляции из тканевых, синтетических материалов, но в большинстве случаев проводник покрывается диэлектрическим лаком.

При подаче напряжения на катушку происходит втягивание металлического сердечника, связанного с толкателем, который приводит в движение контакты.

В зависимости от назначения контактный блок реле может состоять из нормально открытых (разомкнутых) или нормально закрытых (замкнутых) контактов, в некоторых случаях блок контактов может совмещать в себе оба типа контактов.

Более подробно устройство реле можно понять если разбить его составляющие на блоки:

  • управляющий — служит для преобразования управляющего сигнала (в нашем случае из электрического — в магнитное поле);
  • блок промежуточных элементов — приводит в действие исполнительный механизм;
  • исполнительный блок — воздействует непосредственно на управляемую цепь. В качестве исполнительного блока можно рассматривать контактную группу устройства.

Также, при проектировании управляющих цепей с использованием электромагнитных реле необходимо учитывать, что ввиду того что чувствительным элементом является электромагнитная катушка, то ток в обмотке увеличивается или уменьшается не мгновенно, а в течении некоторого времени.

В связи с этим следует учитывать возможное время задержки срабатывания. Оно достаточно мало, но в некоторых ситуациях может оказывать влияние на работу других элементов схемы.

Электромагнитные реле можно классифицировать по следующим признакам:

для цепей управления, защиты или сигнализации;

малой мощности, управляющий сигнал ?1 Вт, средней мощности, сигнал управления находится в пределах от 1 до 9 Вт, высокой мощности — мощность сигнала ?10 Вт;

времени реакции на сигнал управления:

безынерционные время реакции ? 0,001 сек., быстродействующие — время реакции от 0,001 до 0,05 сек., замедленные время реакции от 0,05 до 1 сек., а также реле времени с регулируемой задержкой срабатывания.

характеру управляющего напряжения:

постоянного тока —нейтральные, поляризованные и переменного тока.

Отдельно стоит остановиться на особенностях реле постоянного тока. Как было выше сказано они подразделяются на нейтральные и поляризационные. Главное отличие этих двух групп заключается в том, что поляризационные устройства чувствительны к полярности приложенного напряжения, то есть подвижный сердечник меняет свое направление с правого на левое или наоборот в зависимости от полярности напряжения.

Электромагнитные реле постоянного тока делятся на:

  • двухпозиционные;
  • двухпозиционные с преобладанием;
  • трехпозиционные или реле с нечувствительной зоной.

Срабатывание же устройств нейтрального типа не зависит от полярности подаваемого напряжения. К недостаткам реле использующих, в качестве управляющего сигнала, постоянный ток можно отнести необходимость установки блоков питания, для подачи постоянного тока и высокая стоимость самого устройства.

Реле переменного тока этого лишены, но и у них есть свои недостатки такие как — необходимость доработки конструкции для устранения вибрации сердечника. Рабочие параметры хуже, чем у устройств использующих линейную форму управляющего сигнала, а именно — хуже чувствительность, гораздо меньшее электрическое усилие. Но в тоже время они могут напрямую подключаться к электрической сети переменного тока.

Пожалуй, наиболее широкое распространение реле, работающие с использованием электромагнитного принципа получили в сфере распределения и производства электрической энергии. Релейная защита высоковольтных линий обеспечивает безаварийный режим работы подстанций и другого подключенного оборудования.

Управляющие элементы, используемые в установках релейной защиты рассчитаны на коммутацию присоединения при рабочих напряжениях, достигающих нескольких сотен тысяч вольт. Широкое распространение релейной защиты высоковольтных линий обусловлено:

  • высокой долговечностью релейных элементов;
  • быстрой реакцией на изменение параметров подключенных линий;
  • способностью работы в условиях высокой напряженности электромагнитных полей и нечувствительностью к появлению паразитных электрических потенциалов.

Также посредством установок релейной защиты осуществляется резервирование линий электропередач и моментальный вывод из работы поврежденных участков электросети, к примеру, при замыкании линии на землю или обрыве токоведущих частей. На сегодняшний день еще не изобретены более надежные средства защиты линий электропередач чем релейная защита.

Кроме того, в настоящее время электромагнитный тип реле широко используется в системах управления производственными, конвейерными линиями. Чаще всего данный вид систем управления используется на производствах с наличием высоких паразитных потенциалов делающих невозможным использование полупроводниковых систем управления.

К примеру, известен случай, когда при модернизации систем управления конвейерными линиями на одном из элеваторов новое оборудование, построенное новейших полупроводниковых элементах, постоянно выходило из строя.

Как позже выяснилось причиной поломки стало статическое электричество, возникающее при движении зерна по конвейерной ленте, а так как система выравнивания потенциалов была не предусмотрена в данных помещениях, то стал вопрос о переносе пульта управления в защищенное помещение.

Это было сопряжено с огромными материальными затратами. В результате было принято решение перейти на релейные блоки управления, нечувствительные к статическому напряжению.

Принципы работы заложенные в основу функционирования электромагнитных реле используются в устройствах дистанционного управления нагрузкой — пускателях или контакторах.

Принцип работы этих устройств во многом напоминает работу реле, с той лишь разницей, что предназначены данные устройства для коммутации силовых цепей сила тока, в которых может достигать 1000 А, а в случае особо мощных установок и выше.

Но самым знаковым применением реле электромагнитного типа является их использование в первых электронно-вычислительных машинах, в качестве логических элементов способных выполнять простейшие логические операции. Не смотря на низкое быстродействие эти первые компьютеры по надежности превосходили следующее поколение ламповых вычислительных комплексов.

Простейшими примерами использования электромагнитного реле в повседневной жизни являются реле управления в различных видах бытовой техники: холодильниках, стиральных машинах и т.п.

© 2012-2017 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Электромагнитные реле

Электромагнитные реле — это электромеханические реле, функционирование которых основано на воздействии магнитного поля неподвижной обмотки с током на подвижный ферромагнитный элемент, называемый якорем. Электромагнитные реле подразделяют на собственно электромагнитные (иногда используется термин «нейтральные электромагнитные»), реагирующие только на значение тока в обмотке, и поляризованные электромагнитные, функционирование которых определяется как значением тока, так и его полярностью.

Электромагнитные реле для промышленных автоматических устройств занимают промежуточное положение между сильноточными коммутационными аппаратами (контакторами, мощной коммутационной электронной техникой) и слаботочной аппаратурой. Наиболее массовым видом этих реле являются реле управления электроприводами (реле управления), а среди них — промежуточные реле. Для реле управления характерны повторно-кратковременный и прерывисто-продолжительный режимы работы с числом коммутаций до 3 600 в час при высокой механической и коммутационной износостойкости (последняя — до 6 • 10+6 циклов коммутаций).

Примером промежуточных реле являются реле серии РПЛ, применяемые для коммутации цепей постоянного тока напряжением до 440 В и переменного тока частотой 50 и 60 Гц напряжением 660 В. Допустимый ток в продолжительном режиме — 10 А. Выпускаются реле двух модификаций: РПЛ-1 с питанием входной цепи переменным током и РПЛ-2 с питанием постоянным током. Конструктивно они отличаются друг от друга только магнитной системой.

Рис. 1. Электромагнитное реле РПЛ-1:

1 — якорь; 2, 5— пружины; 3 — упоры; 4 — неподвижные контакт-детали; 6 — тяга; 7 — направляющая; 8 — контактный мостик; 9 — контакт-детали; 10 — коротко- замкнутый виток; 11 — обмотка

После снятия входного сигнала магнитный поток в магнитопроводе уменьшается до остаточного значения. При некотором значении потока, большем остаточного, сила, развиваемая деформированными при срабатывании пружинами 2 и 5, становится больше электромагнитной силы. Якорь возвращается в исходное положение, контакты размыкаются. Для уменьшения остаточного потока до значения, при котором исключается «залипание» якоря, в рассматриваемой конструкции зазор 5 принимается большим зазора Sj. Поэтому при 8! = 0 зазор 8 > 0.

Электромагнитные реле защиты имеют преимущественно продолжительный режим работы, поэтому предъявляемые к ним требования по механической и коммутационной износостойкости менее жесткие, чем в случае реле управления. Коммутационная износостойкость реле защиты составляет от 10+3 до 2 • 10+4 циклов.

Реле защиты должно иметь высокий коэффициент возврата. Этого можно достичь приближением тяговой характеристики реле к механической. Однако их чрезмерное сближение при конечном положении якоря приводит к недопустимому снижению контактного нажатия на замыкающих контактах.

Реле может работать как на постоянном, так и на переменном токе. Для устранения вибраций якоря, возникающих при работе на переменном токе, применяется гаситель колебаний, в котором энергия колебания переходит в работу трения песчинок.

Наиболее многочисленными являются электромагнитные реле радиоэлектронных устройств. К ним часто предъявляются требования коммутировать как повышенные, так и пониженные токи и напряжения. Многие типы этих реле предназначены для жестких условий эксплуатации, т.е. при воздействии постоянных ускорений, вибраций в широком диапазоне частот, ударов, значительных перепадов температуры окружающей среды, атмосферного давления и других факторов.

Совершенствованию конструкций таких реле, улучшению их технических и эксплуатационных характеристик способствовали общая тенденция миниатюризации аппаратуры, широкое внедрение печатного монтажа и успехи в области бесконтактной коммутации. Существуют конструкции, содержащие в одном корпусе истинно электромагнитное реле и элементы электроники (интегральная схема, микропроцессор), что позволяет расширить функциональные и коммутационные возможности аппарата, осуществлять контроль за состоянием контактов, реализовывать оптимальный режим управления и т.д.

Наиболее характерными конструктивными особенностями большинства современных реле для радиоэлектронных устройств являются их герметичность, наличие уравновешенного якоря, крепление элементов контактного узла непосредственно на металлических выводах, изолированных от цоколя стеклянными «слезками», использование температуростойких проводов и изоляционных материалов. Это обеспечивает надежную работу реле при значительных механических и климатических воздействиях.

Одним из характерных примеров реле для радиоэлектронных устройств является реле РЭС-80 (рис. 2), имеющее два контактных узла.

Рис. 2. Электромагнитное реле РЭС-80:

1 — цоколь; 2, 11, 12 — контактные пружины; 3 — толкатель; 4 — якорь; 5 — сердечник; 6 — обмотка; 7 — полюсный наконечник; 8 — планка; 9 — возвратная пружина; 10 — стойка; 13 — «слезки»

Контактный узел содержит два переключающих контакта, каждый из которых имеет подвижные размыкающую 2 и замыкающую 11 контактные пружины, а также подвижную контактную пружину 12. Контактные пружины не имеют прикрепленных сосредоточенных контактов. Для возможности коммутации низких токов и напряжений контактные пружины покрыты тонким слоем золота. Указанные детали контактного узла прикреплены к выводам, изолированным от цоколя 1 стеклянными «слезками» 13.

Магнитная система реле содержит два полюсных наконечника 7 Ζ,-образной формы, сердечник 5 и якорь 4 с двумя полуосями — цапфами. Полюсные наконечники приварены к стойке 10 и планке 8. Изготовленные из нейзильбера цапфы якоря входят в отверстия в стойке и планке. В исходном положении якорь прижат к ограничительному упору на планке возвратной пружиной 9. После сборки якоря с полюсными наконечниками к свободным концам наконечников приваривают сердечник с предварительно надетой на него обмоткой 6. По окончании регулировки контактных узлов магнитную систему устанавливают на цоколь. При этом имеющиеся на стойке 10 концы (на рис. 7 не показаны) вставляют в пазы на цоколе (также не показаны) и приваривают к нему. Переключение контактов при повороте якоря осуществляется стеклянными шариками на толкателях 3, приваренных к якорю.

Регулировку реле производят изменением хода якоря и изгибом толкателей. После регулировки сборочный узел, содержащий магнитную систему, контактный узел и цоколь, закрывают кожухом и герметически запаивают.

Разновидности электромагнитных реле
Электромагнитное реле реагирует на изменение каких-либо параметров замыканием или размыка­нием своих контактов. По способу присоединения различают пер
http://fazaa.ru/kipia/elektromagnitnye-rele-vidy-ustrojstvo-i-princip-dejstviya.html
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ Реле — электромеханическое устройство, предназначенное для коммутации электрических цепей, цепей сигнализации и управления. Чаще всего реле используется в системах
http://eltechbook.ru/rele_jelektromagnitnoe.html
Электромагнитные реле
электрические сети
http://leg.co.ua/info/rzaia/elektromagnitnye-rele.html

COMMENTS