Что такое реле: разновидности, сфера применения, ключевые характеристики

На чтение: 5 минут Не хватает времени?

Данный прибор управления электропитанием — одно из самых популярных устройств автоматизации процессов в электротехнике. Практически, это автоматичный выключатель аппаратуры, который соединяет или разъединяет электрические цепи при достижении пороговых значений конкретных условий и/или влияния внешней среды. Современные реле имеют значительные конструкционные различия, характерности срабатывания и большой диапазон самых разных рабочих свойств. В рамках сегодняшнего обзора мы намного детальнее рассмотрим Что такое реле, каких видов они могут быть, где применяются и какими параметрами обладают.

Читайте в публикации

Зачем необходимо реле: сфера использования

Реле получило повсеместное использование в промышленности. Его применяют для автоматизации процессов производства, а еще в целях защиты электрических установок. В настоящее время активно применяются как электронные устройства под управлением процессоров, так и аналоговые, рабочая схема которых состоит из резисторов, транзисторов, диодов и др. Сфера использования зависит от принципа действия реле и типа контролируемой величины:

• Электрические (электромагнитные) – применяется для включения/выключения электробытовых приборов, блокировки подачи электрической энергии, размножения контактов и т.п. Могут управляться большим количеством внешних факторов, например как напряжение в электрической сети, мощность, величина нагрузки, кол-во обращений (коммутации). Данные устройства очень часто применяются при подсоединении больших силовых установок, где они функционируют в ручном режиме. Для процессов автоматизации и управления логистическими операциями эти приборы применяются нечасто.
• Электротепловые – состоят из системы биметаллических пластин, которые выступают в качестве контактов. Рабочий принцип построен на способности металлов к линейному расширению во время нагрева. Применяются сплавы из металла с самыми разными коэффициентами увеличения. Используются в качестве температурных детекторов, приспособлений для защиты (контакты разъединяются во время перегрева), датчиков времени.
• Временные – активно используются при управлении и производственной аппаратурой. Благодаря использованию разных схем замедления в электро-магнитных, электродвигательных, герконовых и прочих типах они имеют большой диапазон не постоянных интервалов, которые можно настраивать.

Коммутационный шкаф, где есть выносные реле

Короткая историческая справка создания реле

Большинство исторических документов указывают, что первые действующие экземпляры электроустройств подобных современным реле, которые применяли принцип электромагнитного действия, были получены американским физиком Джозефом Генри в 1835 году. Они стали результатом работы над усовершенствованием телеграфного аппарата, который был изобретён Дж. Генри в первой половине 30-ых годов XIX века. Уже в 1837 г. устройство поступило в массовое изготовление и получило повсеместное использование в телеграфии. Впрочем нужно сказать, что первые полученные устройства являлись некоммутационными, другими словами не делали важные функции, возложенные теперь на релейные механизмы управления.

В согласии с другими источниками первые релейные устройства были сделаны в период с 1830 по 1932 гг. русским ученым изобретателем Шиллингом П.Л. Они применялись в вызывном устройстве электромагнитного телеграфного аппарата, разработанного одновременно с механиком И. А. Швейкиным, который был показан 21 октября 1832 года. Впрочем огромное количество электрических кабелей, нужных для работы данного устройства, выполнили его последующую эксплуатацию нецелесообразной и релейные детали в его схеме не приобрели известности.

Интересно! Наименование «реле» появилось от английского слова RELAY, которое означало процедуру замены лошадей на почтовых станциях того времени.

В качестве самостоятельного устройства, известного под собственным наименованием, реле упоминаются в патентных заявках на телеграфный аппарат Самюэля Морзе во второй половине 30-ых годов XIX века.

Схема устройства электромагнитного реле и рабочий принцип

Очень простое реле состоит из якоря, электромагнита (сердечник и обмотка), возвратной пружины и объединяющих конструкционных компонентов: основания, каркаса, ярма. При поступлении тока срабатывает электромагнит и соединяет якорь с контактом, благодаря этому действию электроцепь оказывается замкнутой. Если подача тока заканчивается или его параметры уменьшаются ниже конкретной величины, пружина возвращает якорь в первое положение, размыкая цепь. В состав современных электро-магнитных реле, вместе с необходимыми элементами, входят резисторы, обеспечивающие более точную работу и конденсаторы в целях защиты от перепадов напряжения.

Важные элементы электромагнитного реле

Электрические цепи, контролируемые при помощи реле, называют управляемыми, а линию, по которой поступает сигнал — управляющей. Во многих случаях релейные соединения выступают в качестве усилителя, так как замыкают мощные питающие электроцепи с помощью подачи несущественного напряжения. То, как работает реле, зависит также от его типа: постоянного или электрического тока. Для приборов электрического тока отличительно срабатывание в зависимости от частоты входящего сигнала. Устройства постоянного тока переходят в рабочее положение в обоих случаях:

• Поляризованные – показывают чувствительность к полярности тока, в зависимости от того подается на управляющий контакт + или – якорь отклоняется по сторонам;
• Нейтральные – во время движения тока в двоих направлениях якорь отклоняется в одну сторону.

Более детально про то, как работает реле, схема устройства, назначение всех компонентов и сфера использования можно выяснить из видео:

Ключевые характеристики в техническом плане реле

независимо от принципа действия есть общепринятые параметры, на которые следует смотреть при подборе устройства:

• Время срабатывания – величина, определяющая промежуток времени с момента поступления на вход управляющего сигнала и до момента влияния на электрическую цепь;
• Коммутируемая мощность – мощность электрической цепи или установки, которой способно управлять реле;
• Мощность срабатывания – самая маленькая величина которая нужна для срабатывания устройства;
• Уставка – величина электрического тока срабатывания, в основном, это изменяемый критерий;
• Величина электрического тока/напряжения втягивание/отпадания – эти параметры отличаются очень маленьким и самым большим значением параметров электричества, при которых выполняется втягивание якоря или его отпадание от контактов, другими словами прекращение электроцепи.

Главные виды реле и их назначение

В процессе усовершенствование были разработаны много разновидностей реле. Их ассортимент имеет очень непростую классификацию:

• Сфера использования:

1. Управление работающими от электричества цепями.
2. Защита электрических установок.
3. Автоматизация процессов.

• Принцип срабатывания:

1. Электромагнитный.
2. Тепловой.
3. Полупроводниковый.
4. Индукционный.

• Характеристики управляющих показателей поступающего тока:

1. Сила тока.
2. Напряжение.
3. Частота.
4. Мощность.
5. Полярность.

• Принцип влияния на электрическую цепь:

1. Контактный – замыкание/отключение питания.
2. Бесконтактный – изменение показателей тока.

Реле постоянного тока

Реле постоянного тока могут быть электромагнитными, у которых якорь притягивается к сердечнику вследствие проявления магнитного поля в обмотке катушки, и индукционными, функционирующими под влиянием магнитного поля переменного типа, которые индуцируется конкретно в подвижном элементе. Реле постоянного тока могут быть: нейтральными, поляризованными или комбинированными.

Преимуществом данных устройств можно считать стойкость к помехам разного типа, изменениям напряжения и пульсации. Из плохих качеств имеет смысл отметить необходимость в специализированном блоке питания, и как последствие очень большая цена и сложность при подсоединении.

Реле постоянного тока применяются для управления автоматикой в разных производственных отраслях, транспорта (в особенности ЖД) и т.п.

Нейтральное электромагнитное реле постоянного тока

Реле электрического тока

Реле электрического тока не нуждаются в специализированном блоке питания и могут подключаться конкретно в контролируемую электрическая сеть переменного напряжения. Но, они тоже не лишены некоторых минусов, к наиболее значимым относятся:

• появление вибрации при функционировании и необходимость ее устранения;
• чувствительность гораздо хуже, чем устройство постоянного тока.

Поэтому эта аппаратура управления применяется, очень часто, для контроля приборов которые используются в домашних условиях и маленьких промышленных установок и станков.

Электромагнитные

Самая популярная разновидность релейных устройств. Стала широко известна из-за существенных положительных качеств перед полупроводниковыми подобиями:

1. Коммутация электрических сетей совокупной мощности до 4 кВт при несущественных размерах самого устройства (в среднем до 10 см?).
2. Стойкость к внешним помехам и перенапряжению, возникающему в середине коммутируемых сетей из-за работы высоковольтного оборудования.
3. Большая надежность и безопасность. Между электромагнитной катушкой и группой коммутируемых контактов есть изоляция выдерживающая, в согласии с последними требованиями, до 5 кВ.
4. Невысокий уровень тепловыделения.

Пример! При коммутации 10 А тока в электромагнитной катушки рассеивается не больше 0,5 Вт. Чтобы сравнить, в симисторных устройствах сопоставимой коммутационной мощности на нагрев уходит до 15 Вт, что просит решать проблематику охлаждения коммутационных шкафов.

Рабочий принцип и подключение 4 контактного реле на видео:

Впрочем электромагнитные релейные устройства имеют ряд некоторых минусов:

• невысокая скорость работы;
• ограниченный электромеханический ресурс функционирования;
• появление электро-магнитных помех при срабатывании контактов;
• существенные недостатки при коммутации высоковольтных токов с индуктивными нагрузками.

Релейная счётная машина РВМ-1 конструкции Н. И. Бессонова созданная во второй половине 50-ых годов двадцатого века

Электронные релейные устройства

Сейчас на замену аналоговым реле приходят электронные релейные устройства. Они имеют существенные преимущества точно определения начального напряжения, видов подаваемых нагрузок, мощности и в иных эксплуатационных параметрах. Получили повсеместное использование для подсоединения установок с большими силовыми нагрузками. Но их большая цена и невысокая надежность не дают им полностью выдавить аналоговые устройства.

Электронное релейное устройство управление насосным оборудованием

Реле времени

Принцип функционирования построен на механическом замедлении. Реализовывается с использованием маятников, электрических двигателей или электромагнитного эффекта. При этом выдержка замедления для абсолютно всех трех типов составляет: 1?15 сек, до 24 часов, до 5 сек исходя из этого. Применяется как для автоматизации процессов производства, так и в быту для задержки выключения освещения и т.п.

Двухканальное реле времени РЭВ-201

Тепловые/температурные релейные устройства

Рабочий принцип тепловых релейных приборов построен на влиянии температуры на биметаллическую пару контактных пластин, которые имеют разный показатель теплового расширения. Влияние температуры может выполняться как от тока нагрузки, так и от именно нагревателя. Тепловые релейные приборы применяются, по большей части, в целях защиты электрического оборудования от перегревания.

Цифровое температурное реле TР-100

Обозначение реле на схеме

Обозначение релейных устройств разного типа на электрических схемах выполняется в согласии с нормами ГОСТ 21.614-88 и частично ГОСТ 2.755-87.

Самые популярные определения релейных устройств на принципиальных электрических схемах

Ключевые производственники реле

Aleph International — больше тридцати лет на рынке электроники, электротехнических товаров и средств автоматизации. Продукция является одной из самых надежных.

Axicom — подразделение швейцарской фирмы Alcatel Switzerland ЛТД. с 1999 года входит в концерн Tyco Electronics. Создает чрезвычайно надежные изделия. Все предлагаемые на рынке России релейные устройства полностью отвечают требованиям отечественных норм по электрической прочности и долговечности диэлектриков;

Finder — Изготовитель из Европы специализирующееся на выпуске реле и таймеров. Занимает 3 место в странах Европы по выпуску электромеханических релейных автоматов промышленного и домашнего применения. Вся продукция сертифицирована по нормам ISO 9001 и ISO 14001.

NAiS под этой торговой маркой выпускается продукция компании Matsushita Electric Works (Япония). Изделия сертифицированы по нормам ISO 9001:2000. Ассортимент продукции включает индукционные и PhotoMOS реле, разные контроллеры и микровыключатели как для промышленного, так же и для домашнего применения.

Электромагнитное и электронное реле – где приобрести, цены

Расценки на электромагнитные релейные приспособления для домашнего применения меняются в диапазоне 150?450 руб. для коммутации тока с параметрами в границах 8?12 А напряжение 12?48 В. Стоимость устройств электроники намного больше и может меняться в границах от 1,5 до 5?6 тыс. руб. в зависимости от их практичности.

Покупать рекомендуется либо в специальных магазинах бытовой техники, либо в онлайн-магазинах, где предполагается возврат. Приобретать устройства на рынках настойчиво не рекомендуется, так как даже для новых приборов там нарушаются условия хранения.

Мы будем искренне рады получить ваши отзывы или вопросы о возможности применения релейной автоматики и опыту использования тех либо других средств.