Что такое реле: принцип действия, виды и область применения

Критерии для классификации

Классификация реле или «электрических выключателей» связана с типом сигнала и конструктивными особенностями, подключением к однофазным или трёхфазным сетям. Ниже будут рассмотрены основные виды этого устройства.

Твердотельное реле является прибором электронного типа, в котором отсутствуют какие-либо движущиеся (механические) части. Область применения связана с включением и отключением цепей высокой мощности за счёт низкого напряжения. Прибор контроля максимального напряжения сконструирован на противоположном принципе. В связи с его принципом работы оно подключается исключительно к сети с постоянным током.

Под реле задержки времени понимают такие электротехнические устройства, которые используются для замыкания или размыкания цепи не в зависимости от значения поступающего сигнала, а строго спустя установленный промежуток времени. В устройствах присутствует микроконтроллер, регулирующий его работу по времени и управляющий задержкой отключения и включения.

Программируемое реле времени – это и есть прибор с микроконтроллерами, позволяющий пользователю более детально программировать желаемые временные параметры.

Электронное реле времени для создания задержки выключения подразумевает использование разнообразных решений – от цифровых до аналоговых, включая интегральные цепи и таймеры.

Цифровое реле времени делится на несколько типов. Одной из его разновидностей является беспроводное устройство. Блок управления передаёт на него кодированный сигнал. В основном используется в автомобилестроении.

Наиболее ярким примером использования реле времени с задержкой выключения 220 В можно назвать принцип работы старых стиральных машин. Потребителю приходилось поворачивать ручку, после чего внутри были слышны звуки обратного отсчёта.

Электромеханическое реле времени можно эксплуатировать только при подключении к трёхфазной сети постоянного тока. В его состав входит как основная, так и дополнительная обмотка короткозамкнутого типа из медной гильзы.

Достаточно вспомнить, как работают старые стиральные машинки. Для пуска аппарата необходимо было лишь повернуть ручку на несколько делений. При этом машинка начинала работать, а внутри корпуса около ручки что-то начинало тикать. Как только ручка доходила до нулевой отметки, стиральная машина переставала работать. Вот так работало реле времени с задержкой выключения 220 В.

Когда требуется обеспечить защиту электрического двигателя или установки, работающей от трёхфазной сети, используют реле контроля фаз. Значения управляемого сигнала могут контролироваться в зависимости от наличия всех или отсутствия хотя бы одной фазы, перенапряжения, изменения последовательности фаз и т. д.

Во многих бытовых приборах, включая холодильники, телевизоры, стиральные машины и даже котлы, применяются реле контроля напряжения или РКН. Связано это с тем, что такие устройства уязвимы к перепадам напряжения. Они могут выходить из строя как из-за повышения, так и ввиду уменьшения напряжения.

Назначение реле напряжения РН – разъединение и замыкание электрических цепей в случае повышения заданного значение давления. Принцип действия можно сравнить с предохранителями, только с одной разницей – вместо срабатывания от высокого тока оно активируется из-за повышения напряжения.

Для осуществления контроля над станками и целыми комплексами используется промежуточное реле. Один контакт отвечает за активацию станка, в то время как при помощи другого отключается иное устройство.

Импульсное реле характеризуется важным преимуществом над обычным. Речь идёт об отсутствии необходимости в постоянной подаче электроэнергии. Использовать бистальное реле (как ещё его называют) приходится только тогда, когда с заданной мощностью обычное уже не справляется.

Устройство с экзотическим названием герконовое реле размыкает или замыкает управляющую и управляемую сеть за счёт магнитного поля, создаваемого постоянным или внешним магнитом. К примеру, им может быть соленоид.

Основные производители реле

Aleph International — более 30 лет на рынке электроники, электротехнических товаров и средств автоматизации. Продукция считается одной из наиболее надежных.

Axicom — подразделение швейцарской фирмы Alcatel Switzerland Ltd. с  1999 года входит в концерн  Tyco Electronics. Производит чрезвычайно качественные изделия. Все предлагаемые на российском рынке релейные устройства полностью отвечают требованиям отечественных нормативов по электрической надежности и прочности диэлектриков;

CIT RELAY & SWITCH (Чжэцзян, Китай) — компания специализируется на релейных устройствах, используемых в телекоммуникациях, автоиндустрии и безопасности. Имеет широкую номенклатуру продукции, главным достоинством является доступной цена изделий;

Finder — Европейский производитель специализирующееся на выпуске реле и таймеров. Занимает 3 место в Европе по выпуску электромеханических релейных автоматов промышленного и бытового назначения. Вся продукция сертифицирована по стандартам  ISO 9001 и ISO 14001.

NAiS под этой торговой маркой выпускается продукция компании Matsushita Electric Works (Япония). Изделия сертифицированы по стандартам ISO 9001:2000. Номенклатура продукции включает электромеханические и PhotoMOS реле, различные контроллеры и микровыключатели как для промышленного, так и для бытового использования.

Внешний вид электромагнитного реле

Дело как раз в том, что принцип электромагнита используется в очень важном электротехническом изделии: в электромагнитном реле. Возьмем простое электромагнитное  реле

Возьмем простое электромагнитное  реле

Давайте же посмотрим, что на нем написано:

TDM ELECTRIC – видимо производитель. РЭК 78/3 – название реле. Дальше идет самое интересное. Мы видим какие то полоски и цифры.  Контакты с 1 по 9  – это и есть  коммутационные контакты реле, 10 и 11 – это катушка реле.

Теперь обо всем по порядку.  Реле состоит из коммутационных контактов. Что значит словосочетание “коммутационные контакты”? Это контакты, которые осуществляют переключение. Катушка – это медный провод, намотанный на цилиндрическую железку. В результате, соленоид превращается в электромагнит, если на его концы подать напряжение.

Еще чуть ниже мы видим такие надписи, как 5А/230 В~ и 5А 24 В=. Это максимальные параметры, которые могут коммутировать контакты реле. Эти параметры желательно не превышать и брать с большим запасом. Иначе при превышении допустимых параметров контакты реле  могут обгореть, либо полностью выгореть, что в свою очередь приведет к полному выходу из строя электромагнитного реле.

Когда напряжение на катушку мы НЕ подаем, то контакт 1 соединяется с 7, 2 с 8, 3 с 9

Иными словами, если достать мультиметр, то можно прозвонить контакты 1 и 7, 2 и 8, 3 и 9. Мультиметр должен показать 0 Ом.

Если же мы подаем напряжение на катушку, то группа контактов перебрасывается. В результате соединяется 4 с 7, 5 с 8, 6 с 9. 

Какое же напряжение подавать на катушку? На катушке уже есть ответ. Написано 12 VDC. DC – это постоянный ток, АС – переменный. Значит, на катушку  подаем 12 Вольт постоянного тока.

С другой стороны мы видим те самые контакты. Слева-направо и сверху-вниз идет нумерация контактов:

Электромагнитные реле тока

Реле тока и напряжения отличаются, хотя структура у них похожа. Различие состоит в исполнении катушки. Реле тока имеет малое количество витков на катушке, сопротивление которого невелико. При этом намотка производится толстым проводом.

Обмотка реле напряжения образуется большим количеством витков. Ее обычно включают в действующую сеть. Каждое устройство контролирует свой определенный параметр с автоматическим включением или отключением потребителя.

С помощью реле тока контролируют его силу в нагрузке, к которой подключается обмотка. Информация передается в другую цепь посредством подключения к ней сопротивления коммутирующим контактом. Подключение производится в силовую схему напрямую или через измерительные трансформаторы.

Защитные устройства отличаются быстродействием и имеют время срабатывания в несколько десятков миллисекунд.

Как сделать реле времени: два лучших способа

Благодаря реле времени можно серьезно экономить средства. К примеру, его можно установить в кладовке, коридоре или подъезде, одним нажатием вы сможете включать свет, а через определенный промежуток времени он отключится в автоматическом режиме. Этого времени вам будет достаточно, чтобы найти предмет в кладовке или просто пройти участок в коридоре. В данной статье мы расскажем вам, как сделать реле времени своими руками, рассмотрим пошаговую инструкцию и самые простые схемы подключения.

Как сделать реле времени – самый простой вариант

Мы понимаем, что основная часть наших читателей – это любители. Поэтому решили не вдаваться в сложные технические термины, которые могут ввести в ступор. Специально для наших подписчиков мы нашли вот такое видео, посмотрев которое вы сможете понять, как сделать самодельный таймер для отключения электричества.

Хотим обратить ваше внимание, что никаких сложностей у вас возникнуть не должно, ведь инструкция предельно простая для восприятия. Чтобы сделать реле времени нам необходимы следующие материалы:. Чтобы сделать реле времени нам необходимы следующие материалы:

Чтобы сделать реле времени нам необходимы следующие материалы:

Следующим образом выглядит схема подключения реле времени:

Конденсатором здесь выступает С1. Время задержки такого реле составляет 10 минут. Если говорить за другие характеристики КИТ, то он может похвастаться 1000 мкФ/16 Вольт. Регулируется время с помощью стандартного резистора R1. Управляется устройство с помощью контактов, специально под него плату делать не нужно, ее можно собрать, как показано на макете.

Собираем реле времени на базе таймера NE 555

Вторая схема реле времени также элементарна. Но, для ее сборки нам необходим таймер NE 555. Данный таймер предназначен для включения и отключения различных устройств. Его схема выглядит следующим образом.

Главным составляющим этого устройства выступает микросхема, именно он используется в построении самых популярных электрических устройств и таймеров. Микросхема позволяет наладить управление нагрузкой с помощью специального электромеханического реле. Поэтому вы сможете его настроить на выключение и включение света.

Управление таким таймером довольно простое, на корпусе вы найдете две кнопки:

Для запуска времени необходимо нажать кнопку «старт». Если нужно вернуть в первоначально состояние, тогда нажимаем «стоп»

Обратите внимание, что интервал времени управляется резистором R1 и конденсатором С1. Именно от их номинала и зависит время, через которое лампа и другой осветительный прибор будет гаснуть. Настроить время вы сможете от двух секунд до трех минут

Поэтому вы сможете без особых усилий подобрать лучшее время выключения. Данная модель требует постоянное питание от источника в 12 Вольт

Настроить время вы сможете от двух секунд до трех минут. Поэтому вы сможете без особых усилий подобрать лучшее время выключения. Данная модель требует постоянное питание от источника в 12 Вольт.

Более подробно о нем вы сможете узнать, посмотрев вот такое видео.

Рекомендуем прочесть: как установить ленту в фару.

dekormyhome.ru

Виды реле и где применяется

Реле, выпускаемое сегодня, сразу имеет такие настройки, что оно срабатывает на возникновение определенной ситуации. Например, если увеличивается напряжение тока. Рассмотрим, какие есть виды коммутационных устройств и из-за чего происходит срабатывание.

Электромагнитное реле

Принцип работы заключается в том, что вокруг катушки, под воздействием тока, возникает магнитное поле, и оно приводит в действие якорь. Коммутационные устройства данного вида разделяется на нейтральные и поляризованные. Нейтральные реагируют только на величину тока, подаваемую на обмотку катушки. Поляризованные – реагируют не только на размер тока, но и на полярность. Это реле, в основном, применяется в цепях управления.

Реле переменного тока

В этом виде устройства, реле начинает срабатывать, если на обмотку воздействует переменный ток с разной частотой. Коммутационное устройство представляет собой модули на основе трансформаторной развязки. Эти реле используют там, где есть сети с переменным током, у которых максимальное напряжение небольшое. Такое устройство используется в бытовых приборах и станках.

Реле постоянного тока

Эти устройства подразделяются на два вида:

Нейтральные – не зависят от полярности напряжения.

Поляризованные – в зависимости от полярности напряжения, подаваемого на обмотку, якорь меняет свое направление.

Его используют, когда к электросети нет возможности подключить реле переменного тока. Оно используется в разных отраслях производства, для управления автоматикой.

Электронное реле

По принципу работы это реле почти полностью одинаково с электромеханическим устройством, но чтобы выполнить некоторые действия, в нем применяют полупроводниковый диод. Такой вид реле используется в транспортных средствах и установках с увеличенными силовыми нагрузками.

Проверка при первом включении

После монтажа нового устройства или отремонтированного ЭМР (после перемотки его катушек) обязательно проведение проверки оборудования. Полный комплекс работ включает в себя следующие операции.

• Внешний осмотр, внутренняя диагностика и обслуживание (чистка, целостность пломб, состояние уплотнений, выводов).
• Проверка контактной группы, механизма. При обнаружении дефектов выполняется их регулировка.
• Тестирование ЭМР на соответствие фактических технических характеристик номинальным параметрам при срабатывании реле, возврате, удержании.
• Проверка электрической прочности изоляции.
• Проверка времени задержки при срабатывании или возврате.
• Тестирование системы в условиях работы при пониженном напряжении.

Основные технические характеристики реле

Независимо от принципа действия существуют общепринятые параметры, на которые необходимо ориентироваться при выборе устройства:

• Время срабатывания – величина, определяющая временной промежуток с момента поступления на вход управляющего сигнала и до момента воздействия на электрическую цепь;
• Коммутируемая мощность – мощность электрической цепи или установки, которой способно управлять реле;
• Мощность срабатывания – минимальная величина необходимая для срабатывания устройства;
• Уставка – величина тока срабатывания, как правило, это изменяемый показатель;
• Величина тока/напряжения втягивание/отпадания – данные параметры характеризуются минимальным и максимальным значением характеристик электричества, при которых осуществляется втягивание якоря или его отпадание от контактов, то есть прерывание электроцепи.

Промежуточное реле РП-25 УХЛ4220 В и его основные характеристики

Классификация и виды реле

Все реле классифицируются по различным признакам:

• По области применения они разделяются на реле управления, защиты и автоматизации электрических систем.
• По принципу работы они могут быть электромагнитными, магнитоэлектрическими, индукционными, полупроводниковыми и тепловыми.
• В зависимости от поступающего параметра устройства разделяются на реле тока, мощности, частоты и напряжения.
• По своему воздействию на управляющую часть они могут быть контактными и бесконтактными.

В зависимости от контролируемых величин, конструкции реле разделяются на несколько основных видов:

• Электрические. С их помощью выполняется включение и выключение электрических цепей. Они незаменимы при работе c большими силовыми нагрузками.
• Герконовые. В этих устройствах используется катушка с герконом, представляющим собой баллон с вакуумом. Иногда он наполняется определенным видом газа. Геркон размещается внутри электромагнита.
• Электротепловые. В работе этих устройств используется принцип линейного расширения металлов.

Существуют и другие виды реле, например, реле времени, работающее по особым схемам с использованием специальных реактивных компонентов.

Достоинства и недостатки

Реле электромагнитное имеет следующие преимущества над полупроводниковыми конкурентами:

• коммутация больших нагрузок при малых габаритах;
• гальваническая развязка между цепью управления и группой коммутации;
• низкое тепловыделение на контактах и катушке;
• небольшая цена.

Устройству присущи также недостатки:

• медленное срабатывание;
• относительно небольшой ресурс;
• радиопомехи при переключении контактов;
• сложность коммутации на постоянном токе высоковольтных и индуктивных нагрузок.

Рабочие напряжение и ток катушки не должны выходить за заданные пределы. При их низких значениях становится ненадежным контактирование, а при высоких — перегревается обмотка, увеличивается механическая нагрузка на детали и может произойти пробой изоляции.

Долговечность реле зависит от вида нагрузки и тока, частоты и количества коммутаций. Больше всего контакты изнашиваются при размыкании, образующем дугу.

Бесконтактные аппараты имеют преимущество, поскольку у них не появляется дуга. Но есть также масса других недостатков, что не дает возможности заменить реле.

Основные виды ЭМИ

Реле ЭМИ обычно классифицируют по нескольким параметрам. По конструктивным особенностям различают контактные и бесконтактные устройства. В первом случае речь идет об устройствах, которые при срабатывании воздействуют группой контактов на цепь питания, обеспечивая соединение или разрывая его. Во втором аналогичный результат получается при изменении одного из параметров (напряжения, тока, емкости, сопротивления).

В зависимости от способа подключения оборудование делится на следующие типы.

• Вторичный, который предполагает необходимость подключения к сети через измерительный трансформатор тока.
• Промежуточные, функционирующие от исполнительных органов других релейных устройств. Этот принцип работы позволяет умножать или усиливать сигнал.
• Первичный (устройство подключается непосредственно к цепи управления).

В зависимости от типа входного напряжения выпускаются устройства постоянного и переменного тока. Первый вариант, в свою очередь, можно разделить на поляризованный и нейтральный. Его ключевое отличие заключается в чувствительности устройства к полярности источника питания (в зависимости от этого якорь меняет направление движения якоря).

Среди недостатков оборудования постоянного тока – относительно высокая стоимость и необходимость использования его совместно с блоком питания. Таких проблем не возникает при работе ЭМИ переменного тока, но их существенным «недостатком» будет вибрация во время работы и пониженная чувствительность.

Текущее реле

Реле тока предназначено для управления этим параметром в электрических цепях потребителей. Возможно подключение прибора к цепям питания или с помощью измерительного трансформатора. Передача данных в другие схемы осуществляется подключением резистора.

Основное конструктивное отличие реле тока – это конструкция катушки. Для этого используется толстый проводник, имеющий малое сопротивление и намотанный на сердечник с небольшим количеством витков. Предусмотрена автоматизированная система включения / выключения для контроля заданных параметров.

Реле времени

В большинстве случаев реле времени устанавливают при необходимости формирования пусковых каскадов при подключении мощного оборудования. Такой подход позволяет избежать резких скачков нагрузки при включении оборудования, превышающих допустимые значения. Задержка обеспечивается дополнительным короткозамкнутым кольцом, роль которого играет медная втулка, размещенная на сердечнике.

Принцип работы реле времени основан на «демпфировании» напряженности электромагнитного поля за счет наличия тока, направленного в обратном направлении. В результате образуется задержка, значение которой может составлять 0,07-0,15 с. Регулировка осуществляется пружиной якоря ЭМИ. Такой же эффект наблюдается при выключении блока, но задержка может составлять 0,5–2 с.

Какое реле времени лучше купить

Одним из основных критериев выбора подобной техники является допустимая периодичность работы. Различают суточные и недельные реле времени.

Первый тип отличается более простым устройством и поддерживает небольшое количество циклов для использования в течение 24 часов. Недельные таймеры обладают гибкой регулировкой и объемной памятью. Их можно настроить на ежедневную смену программного режима.

На удобство управления влияет тип реле. Цифровые модели оснащаются ЖК-дисплеями и микропроцессорами – их отличает высокая точность хода и скорость переключения.

Механические используют синхронную или кварцевую технологию привода. Они крайне просты в использовании и стоят дешевле электронных аналогов.

Также следует определить будущие условия эксплуатации и список оборудования в сети. Это поможет вычислить максимальную мощность переменного тока подключаемых приборов. Показатель не должен превышать допустимое для реле значение.

Советуем обратить внимание на указанный класс защиты прибора

Для выбора оптимальной модели важно знать, какие факторы внешней среды будут влиять на устройство, спрогнозировать уровень влажности и температурный режим

При использовании реле в помещении не потребуется класса защиты выше IP20.

Не все реле времени совместимы с бытовыми электроприборами. Рекомендуем ознакомиться с величиной напряжения устройства перед покупкой. Многие представленные в продаже модели предназначены для работы в цепях, рассчитанных на 12, 42, 127 В и т.д.

Рекомендации: 12 лучших производителей розеток и выключателей

14 лучших выключателей

15 лучших стабилизаторов напряжения

Общее устройство реле

Простейшая схема реле включает в свой состав якорь, магниты и соединяющие элементы. Когда на электромагнит подается ток, происходит замыкание якоря с контактом и дальнейшее замыкание всей цепи.

При уменьшении тока до определенной величины, давящая сила пружины возвращает якорь в исходное положение, в результате, наступает размыкание цепи. Более точная работа устройства обеспечивается использованием резисторов. Для защиты от искрения и перепадов напряжения применяются конденсаторы.

В большинстве электромагнитных реле устанавливается не одна пара контактов, а несколько. Это дает возможность управления сразу многими электрическими цепями.

Основные параметры выбора реле

Контактная группа

Одним из ключевых параметров выбора ЭМР является конфигурация его контактов: механизм чаще всего срабатывает на размыкание, замыкание или переключение. При выборе необходимо учитывать следующие параметры:

• падение напряжения;
• номинальная нагрузка, при которой переключение выполняется с высокой надёжностью;
• предельно допустимые коммутируемые мощность, напряжение и ток;
• механическая и электрическая стойкость к износу;
• импульсный ток;
• минимальная нагрузка;
• материал изготовления контактов.

Технические характеристики

За основу при выборе электромагнитного реле 220 В принимают:

• рабочее напряжение и ток;
• чувствительность (минимальное значение подаваемой на обмотку мощности, при которой устройство способно переключаться);
• время срабатывания, отпускания, вибрации контактов;
• коэффициент возврата, составляющий для ЭМР разных типов от 0.1 до 0.98;
• ток срабатывания (его минимальное значение, при котором происходит переключение, замыкание или размыкание контактов);
• коэффициент запаса (от 1.4 до 2);
• частота коммутации реле.