Що таке електромагнітне реле, їх види та принцип роботи

Комутаційні процеси є основними у всіх автоматизованих системах управління. Найпоширенішими комутаційними елементами є проміжні електромагнітні реле.

Незважаючи на велику кількість різних напівпровідникових пристроїв, електромагнітні реле досі використовуються у всілякому промисловому обладнанні та побутовій техніці. Популярність реле обумовлена їх надійністю та високими експлуатаційними характеристиками, які безпосередньо залежать від характеристик металевих контактів.

Що таке реле і де їх застосовують?

Електромагнітне реле – високоточний та надійний комутаційний пристрій, принцип дії якого заснований на дії електромагнітного поля. Має просту конструкцію, представлену такими елементами:

  • котушка;
  • якір;
  • нерухомі контакти.

Електромагнітна котушка закріплюється нерухомо на підставі, всередині неї знаходиться феромагнітний сердечник, підпружинений якорь прикріплений до ярму, щоб повертатися в нормальне положення при знеструмленні реле.

Говорячи простіше, реле забезпечує розмикання та замикання електричного ланцюга відповідно до вхідних команд.

Електромагнітні реле відрізняються надійністю в роботі, через що вони використовуються в різних промислових та побутових електроприладах та техніці.

Основні види та технічні характеристики електромагнітних реле

Розрізняють такі типи:

  • Реле струму за своїм принципом дії практично не відрізняється від реле напруги. Принципова різниця полягає лише у конструкції електромагнітної котушки. Для реле струму котушка намотується проводом великого перерізу і містить невелику кількість витків, через що має мінімальний опір.
  • Реле струму можна підключити через трансформатор або безпосередньо до контактної мережі. У будь-якому випадку воно коректно контролює силу струму в керованій мережі, на підставі чого здійснюються всі комутаційні процеси.
  • Реле часу (таймери) – забезпечує затримку часу в мережах управління, необхідну в деяких випадках для увімкнення пристроїв відповідно до певного алгоритму. Такі реле мають розширений діапазон налаштувань, необхідний забезпечення високої точності їх роботи. До будь-якого таймера часу висуваються окремі вимоги. Наприклад, низьке споживання електричної енергії, невеликі габарити, висока точність роботи, наявність потужних контактів і т. д. Варто зазначити, що для реле часу, які включають конструкцію електроприводу, додаткові підвищені вимоги не пред'являються. Головне, щоб вони мали міцну конструкцію і мали підвищену надійність, оскільки їм доводиться постійно функціонувати в умовах підвищених навантажень.

Кожен з типів електромагнітних реле має певні параметри. Під час вибору необхідних елементів варто приділити увагу складу та властивостям контактних пар, визначитися з особливістю живлення. Далі слід вивчити їх основні характеристики:

  • Напруга чи струм спрацювання – мінімальна величина сили струму чи напруги, коли він здійснюється перемикання контактних пар електромагнітного реле.
  • Напруга чи струм отпускания – максимальна величина, управляюча ходом якоря.
  • Чутливість – мінімальна величина потужності, необхідна спрацювання реле.
  • Опір обмотки.
  • Робоча напруга та сила струму – величини цих параметрів, необхідних оптимальної роботи електромагнітного реле.
  • Час спрацьовування – період від початку подачі живлення на контакти реле до його включення в роботу.
  • Час відпускання – період, під час якого якір електромагнітного реле займе своє початкове становище.
  • Частота комутації – кількість разів спрацювання електромагнітного реле за відведений часовий інтервал.

Контактні та безконтактні

Відповідно до конструкційних особливостей виконавчих елементів, всі електромагнітні реле діляться на два типи:

  • Контактні – мають групу електричних контактів, які забезпечують роботу елемента електричної мережі. Комутація здійснюється з допомогою їх замикання чи розмикання. Є універсальними реле, що використовуються практично у всіх типах автоматизованих електричних мереж.
  • Безконтактні – їхня головна особливість у відсутності виконавчих контактних елементів. Процес комутації здійснюється за рахунок регулювання параметрів напруги, опору, ємності та індуктивності.

За сферою застосування

Класифікація електромагнітних реле згідно з сферою їх використання:

  • ланцюги керування;
  • сигналізація;
  • автоматичні системи протиаварійного захисту (ПАЗ, ESD)

За потужністю керуючого сигналу

Всі типи електромагнітних реле мають певний поріг чутливості, у зв'язку з цим вони поділяються на три групи:

  • малопотужні (менше 1 Вт);
  • середньопотужні (до 9 Вт);
  • високопотужні (понад 10 Вт).

За швидкодією управління

Будь-яке електромагнітне реле відрізняється швидкодією сигналу, що управляє, у зв'язку з чим вони діляться на:

  • регульовані;
  • уповільнені;
  • швидкодіючі;
  • безінерційні.

За типом керуючого напруження

Реле поділяють на наступні категорії:

  • постійного струму (DC);
  • змінного струму (AC).

Зверніть увагу! Котушка реле може бути розрахована на робочу напругу 24 В, але при цьому контакти реле можуть працювати з напругою до 220В. Ця інформація вказана на корпусі реле.

На фото нижче видно, що на котушці вказано робочу напругу 24 VDC, тобто 24 постійного струму.

За рівнем захисту від зовнішніх факторів

Усі електромагнітні реле мають такі типи конструкції:

  • відкриті;
  • зачохлі;
  • герметичні.

Види контактних груп

Електромагнітні реле мають різні конфігурації та конструктивні особливості контактних груп. Перерахуємо поширені типи елементів:

  • Нормально розімкнені (Нормально Відкриті - АЛЕ або Normally Open - NO) - їх головна особливість полягає в тому, що контактні пари постійно знаходяться в розімкнутому стані, і спрацьовують тільки після подачі напруги на електромагнітну котушку. Внаслідок цього електричний ланцюг замикається, провідники починають функціонувати відповідно до заданих алгоритмів.
  • Нормально замкнуті (Нормально Закриті – НЗ або Normally Closed – NC) – контакти знаходяться у постійно замкнутому стані та при запитанні електромагнітного реле (подачі на котушку напруги), розмикаються.
  • Перекидні – це поєднання нормально замкнутого та розімкнутого контактів. Є три контакти, загальний, зазвичай позначається COM, замкнутий із загальним і розімкнений із загальним. При подачі напруги на котушку – НЗ контакт розмикається, а АЛЕ замикається.

Моделі електромагнітних реле, конструкції яких є кілька контактних груп, забезпечують комутаційні процеси в кількох автоматизованих мережах.

Зверніть увагу! Деякі види реле мають ручний перемикач контактів. Він може бути корисним при налагодженні схеми. А також індикацію запиту котушки реле.

Електрична схема підключення реле

На кришці будь-якого пристрою виробник наносить принципову схему підключення електромагнітного реле до мережі. На електричній схемі котушку реле зображують прямокутником і позначають літерою К з цифровим індексом, наприклад, К3. При цьому контактні пари, які не перебувають під навантаженням, маркуються літерою «К» з двома, розділеними точкою, цифрами. наприклад, К3.2 - контакт номер 2, реле К3. Розшифровується позначення так: перша цифра – це порядковий номер електромагнітного реле на схемі, друга означає індекс контактних пар даного реле.

Нижче наведено приклад електричної схеми, де відбувається управління соленоїдом пневматичного клапана з допомогою АЛЕ контакту реле К1. Після замикання S1 реле запитується і контакт А 13, 14 замикається, при цьому на соленоїді Y1 з'являється напруга.

Контактні пари, які розташовані поблизу електромагнітної котушки, позначаються штриховою лінією. У схемі підключення реле обов'язково відображаються всі параметри контактних пар, вказується максимально допустиме значення комутаційного струму контактів. На котушці реле виробник вказує тип струму та робочу напругу.

Варто зазначити, що схема підключення електромагнітного реле складається для кожного типу елемента суто індивідуально відповідно до особливостей його роботи в автоматизованій мережі. При цьому для коректної роботи деяких типів реле необхідне налаштування, в ході якої встановлюються оптимальні параметри для роботи реле: затримка активації, струм спрацьовування, перезавантаження і т.д.

СХОЖІ СТАТТІ:

Ви не маєте права надсилати коментарі