интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Электромагнитное реле. Электромагнитного реле схема


Электромагнитное реле - устройство и принцип действия

 

Управляемые процессы коммутации являются основой автоматики и кибернетики. Электромагнитные реле были первыми устройствами, которые выполняли коммутацию в электрических цепях. И, несмотря на несколько десятилетий своего существования и появление полупроводниковых коммутаторов они продолжают использоваться в различных устройствах.

Наиболее весомыми преимуществами реле являются свойства металлических контактов. Их сопротивление минимально по сравнению с полупроводниковыми коммутаторами и не имеет какой-либо связи с тем, какой ток по ним течёт – постоянный или переменный. Кроме выше упомянутого замкнутые контакты способны к значительно большим токовым перегрузкам, нежели полупроводники. Реле также работоспособны при радиационном облучении, электростатике. И, конечно же, важнейшим преимуществом является полная развязка управляющей и коммутируемой цепей реализуемая самим реле, без каких либо вспомогательных элементов.

Функционирование электромагнитного реле обусловлено необходимостью создания магнитного поля для воздействия на контакты. Обычно для этого применяется электромагнит, к которому притягивается металлический рычаг, называемый якорем. Якорь имеет связь с контактами. Поэтому притяжение якоря к электромагниту вызывает перемещение контактов. В зависимости от конструкции число контактов может быть различным.

Для контактов существует два определения, которые обусловлены их состоянием при отсутствии тока в катушке электромагнита:

  • нормально замкнутые;
  • нормально разомкнутые.

На изображении принципа действия реле левый и средний контакты являются нормально замкнутыми, а средний и правый нормально разомкнутыми. В целом такой контакт называют переключающим.

О герконах

Кроме электромагнитного реле с механическим управлением контактами существует и другая конструкция. В ней используется катушка без металлического сердечника. Внутри неё помещен специальный элемент геркон. Его контакты при внешнем магнитном поле приобретают свойства полюсов магнита противоположных знаков. Такое поле создаёт катушка с током. В результате они притягиваются друг к другу, и замыкают цепь.

Использование герконов делает возможным значительно увеличить скорость срабатывания. Содержащая большое число витков, катушка с сердечником имеет значительную индуктивность. Поэтому ток в ней нарастает тем медленнее, чем больше индуктивность. На скорость срабатывания оказывает влияние и масса якоря. В конструкции с герконами нет сердечника, что существенно уменьшает индуктивность. Нет в них и якоря.

Но герконы чувствительны к внешним магнитным полям. Поэтому для их надёжной работы необходим экран. Не рекомендуется использование этих контактов для отключения мощностей, при которых возможно искрение и подгорание. В таких случаях может потребоваться зачистка или разделение слипшихся контактов. А получить доступ к ним невозможно из-за герметичной стеклянной колбы – корпуса.

Технические особенности электромагнитных реле

В технической литературе встречаются определения для реле в зависимости от того, в какой цепи задействована его катушка:

  • если она включена в цепи управления, то реле именуется первичным;
  • при соединении с выводами обмотки трансформатора – вторичным;
  • при соединении с контактами иного реле – промежуточным.

Для любых контактов существуют номинальные и максимальны величины напряжения и тока. Электромагнитная часть характеризуется величинами срабатывания и отпускания якоря, как по току, так и по напряжению. Ток и напряжение срабатывания всегда больше тока и напряжения отпускания. Частное от деления соответствующей величины срабатывания на соответствующую величину отпускания называется «коэффициент возврата реле».

В технической литературе также используются специальные наименования для отдельных элементов. Катушка именуется воспринимающим, якорь с пружинами – промежуточным, контакты – исполнительным элементом. Существует такая конструкция реле, в которой промежуточный элемент помещён в поле постоянного магнита в разрыве замкнутого магнитопровода. Это реле называется поляризованным.

В нём появляется возможность перемещать промежуточный элемент в зависимости от направления тока в катушке, то есть реагировать на полярность напряжения на её выводах. При отсутствии этого напряжения якорь располагается посередине между крайними точками своего перемещения.

Такая конструкция расширяет возможности реле и позволяет использовать его не только для систем управления. Например, поляризованным реле, можно выпрямлять переменный ток низкой частоты. При работе на постоянном токе можно получать такие коммутационные комбинации, которые невозможно получить никакими иными компонентами.

Электромагнитное реле прочно занимают свою нишу среди прочих элементов автоматики и кибернетики. И скорее всего это продлится ещё долго.

podvi.ru

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ | Техника и Программы

clip_image002

А.ВАЛЕНТИНОВ,

г.Котельников

clip_image004

Условное обозначение peлe: А — обмотка, Б — замы­кающий, В — размыкаю­щий, Г — переключающий контакты.

Итак, вы уже знакомы с электромагнитом, знаете, как работает зуммер и электрический звонок (см, «М-К» № 8 за этот год). Но есть большая группа электромеханических приборов, основ­ной элемент которых — тоже электро­магнит. Это электромагнитные реле. Вот как они устроены.

На стержень из «мягкого» железа — сердечник — насажена катушка, содер­жащая большое число витков изолиро­ванного провода. На Г-образном кор­пусе реле удерживается якорь — по­лоска мягкого железа, согнутая под ту­пым углом. На корпусе укреплены кон­тактные пластины, замыкающие и раз­мыкающие цепь питания исполнитель­ного устройства, например, лампы на­каливания.

Пока ток через обмотку реле не идет, якорь под действием контактных пружин находится на некотором рас­стоянии от сердечника реле. Но как только в обмотке появляется ток, его магнитное поле намагничивает сердеч­ник, который притягивает якорь. В этот момент противоположный конец якоря надавливает на контактные пластины, замыкая исполнительную цепь. Пре­кращается ток в обмотке — исчезает магнитное поле, размагничивается сер­дечник и контактные пластины, выпрямляясь и разрывая цепь исполнения, воз­вращают якорь реле в исходное поло­жение.

В зависимости от конструктивных осо­бенностей различают реле с замыкаю­щими, размыкающими и переключаю­щими контактными пластинами. У пер­вых при отсутствии тока в обмотке кон­тактные пластины разомкнуты, а при токе в обмотке они замыкаются (Б). Реле с размыкающими контактами ра­ботают наоборот: при отсутствии тока в обмотке контактные пластины замкну­ты, а когда по обмотке протекает ток, они размыкаются (В).

Реле третьей группы имеют три кон­тактные пластины (Г). Средняя, связан­ная с якорем и при отсутствии тока замкнутая с одной из крайних контакт­ных пластин, при срабатывании реле перекидывается на другую крайнюю пластину и замыкается с нею.

Большинство реле имеет несколько контактных групп, позволяющих с по­мощью тока управлять на расстоянии несколькими цепями исполнения одно­временно.

Электромагнитное реле — сложный и точный прибор. Его контактные пласти­ны изготавливают из сплавов различных металлов (иногда даже с добавлением серебра и золота), возвратная пластина точно отрегулирована, якорь поворачи­вается в специальных подшипниках, изоляция обмоток испытывается под высоким напряжением.

Если у вас нет готовых реле, сделай­те их сами. В простых конструкциях самодельные электромагнитные прибо­ры с успехом заменят заводские. Реле, о которых мы рассказываем, предло­жили ребята из радиотехнического кружка Дома пионеров города Жда­нова.

На основании из изоляционного ма­териала установлены электромагнит и Дае контактные стойки, между которы­ми движется пластина-якорь. Когда по обмотке протекает ток, она притяги­вается к сердечнику. При этом якорь перебрасывается от одной стойки к другой; происходит переключение кон­тактов.

А теперь приступайте к изготовлению реле. Из фанеры толщиной 4 — 6 мм вы­режьте основание, обработайте наждач­ной бумагой и просверлите в нем 10 отверстий под монтажные скобки (их делают из медного провода 0 1,5 — 2 мм).

Возьмите отрезок провода длиной 250 мм, тщательно выровняйте, очистите мелкой «шкуркой» от окислов и залу­дите — покройте с помощью паяльни­ка тонким слоем припоя, используя в качестве флюса канифоль.

Отрежьте пять стерженьков длиной 32 мм и с помощью плоскогубцев и молотка согните их в виде буквы П. Затем вставьте монтажные скобки в от­верстия в подставке и слегка раскле­пайте перемычки молотком. При раз­ной высоте стоек подровняйте их боко-резами.

Следующая деталь — сердечник. Для его изготовления понадобится пру­ток мягкой стали 0 5 мм. Отрежьте две заготовки по 35 мм. На токарном станке (он есть в школе) проточите на каждом стержне выемку 0 3 мм или сделайте ее с помощью напильника. Конец стержня с выемкой вставьте в отверстие в уголке и расклепайте. Стержни можно закрепить и на резь­бе, главное, чтобы они были параллель­ны взаимно и основанию реле.

clip_image006

Схема звонка:

А — принципиальная, Б — монтажная.

clip_image008

Схема «памяти»: А — принципиальная, Б — монтажная.

clip_image010

Для уголка возьмите пластину мяг­кой стали толщиной 1 — 3 мм (такой металл называется «сталь 3»). Она легко намагничивается и размагничивается, а для реле это очень важно. Уголок кре­пится к основанию-двумя винтами МЗ. Под них в уголке нарежьте резьбу.

Из плотной бумаги или прессшпана сделайте каркас (см. рис) для намотки катушки. Гильзу склейте из тонкой бу­маги на оправке — стержне 0 5 мм. Причем первый виток оставьте сухим: тогда готовую гильзу легко будет снять с оправки.

Склеенную гильзу обмотайте нитка­ми и оставьте сохнуть. А пока займи­тесь изготовлением щечек. Вырезав по контуру круглые заготовки, сделайте в центре острым ножом радиальные про­рези, а затем отогните образовавшиеся лепестки. Теперь приклейте щечки к гильзе.

При намотке провод давит на щечки каркаса, и они могут прогнуться. По­этому клей должен хорошо высохнуть, тогда каркас будет прочным. Не за­будьте сделать сбоку два отверстия для выводов обмотки.

На каркас намотайте 2 тыс. витков провода в эмалевой изоляции (ПЭ, ПЭВ, ПЭЛ) 0 0,23 — 0,27 мм, воспользовав­шись ручной дрелью. Провод старай­тесь укладывать виток к витку с по­стоянным натяжением. Если намотка получается неровной, между слоями проложите полоску тонкой бумаги. На выводы обмотки наденьте изоля­ционные трубочки и закрепите их нит­ками. Готовую катушку оберните лако-тнанью или плотной бумагой, а сверху приклейте табличку с указанием коли­чества витков и марки провода.

clip_image012

Схема пульс-пары. А — принципиальная, Б — монтажная

Якорь вырежьте из жести. Один ко­нец его согните, а на другой наденьте скобочку из луженой медной проволо­ки 0 0,5 — 1 мм. Обожмите ее плоско­губцами и аккуратно припаяйте, чтобы не было наплывов припоя. Эта скобоч­ка будет создавать электрический кон­такт якоря с контактными стойками. Для них заготовьте две пластины из же­сти размером 10X10 мм и две стойки из медной проволоки -0 1,5 — 2 мм. В центре пластин нужно сделать отвер­стия 0 1,5 — 2 мм, а провод согнуть под прямым углом.

Теперь приступайте к сборке реле. Поскольку при изготовлении деталей в размерах возможны отклонения, уста­новочные отверстия сверлите «по ме­сту», то есть соединяемые детали при­кладывают друг к другу так, как они будут работать в конструкции, и по от­верстиям в одной детали размечайте отверстия в другой.

Сначала установите уголок с сердеч­ником, сдвинув его к периметру осно­вания. Затем наденьте на сердечник катушку так, чтобы выводы находились ближе к уголку. Там, где находится лыска на втором стержне, припаяйте якорь. С обеих сторон подвижного кон­ца якоря прибейте две контактные стойки так, чтобы между ним и сер­дечником был зазор 2 — 2,5 мм и одно­временно надежный контакт между од­ной из неподвижных стоек. Расстояние между ними должно составлять 2,5 — 3 мм.

Наконец остается смонтировать элек­трическую часть реле: припаять выводы катушки и контактные пластины соот­ветственно к своей монтажной стойке. Причем порядок соединения должен быть одинаковым у всех реле.

Сборка реле завершена. Подключите к катушке батарею 3666Л. Якорь при­тянется — реле сработало. Отключите питание — якорь должен вернуться в исходное состояние.

Проверьте теперь, надежно ли замы­каются контакты. Подключите лампу с батарейкой к замыкающему контакту, и всякий раз как реле сработает, лам­па будет загораться. Точно так же про­веряют и размыкающий контакт.

Если контактная система работает нечетко, подогните неподвижные стой­ки или слегка их сдвиньте. Якорь при регулировке реле подгибать не следует. А теперь соберите несколько само­делок с применением электромагнитно­го реле. Для изготовления первого устройства — уже знакомого вам зум­мера (см. «М-К», 1979, № 8), кроме ре­ле, нужны батарея 3666Л, звонковая кнопка и полметра изолированного про­вода. Соединения сделайте в соответ­ствии с монтажной схемой. Нажмите на кнопку — контактные пластины реле должны издавать жужжание.

Следующее устройство обладает «па­мятью». Когда нажимают на кнопку S1, загорается лампа HI и реле, срабаты­вая, своим контактом К1.1 блокирует контактные пластины кнопки S1. Но ес­ли ее отпустить, реле «запомнит» по­ступившую команду: лампа будет го­реть до тех пор, пока с помощью дру­гой кнопки S2 мы не отключим питание. Чтобы собрать пульс-пару, вам пона­добится дополнительное реле. Когда нажимают на кнопку S1, срабатывает реле К1 и своим контактом К1.1 вклю­чает реле К2. Оно размыкает цепь пи­тания первого реле, которое, в свою очередь, отключает второе реле. Схема возвращается в исходное состояние, и процесс повторяется снова, сопровож­даемый характерным звучанием.

nauchebe.net

Электромагнитное реле

Электромагнитное релеРеле представляет собой устройство, которое, при воздействии на него определенных факторов, выступает в роли переключателя (скачкообразное изменение) исходящего сигнала. Электромагнитное реле относится к промежуточному элементу, которое производит влияние на одну или несколько управляемых электрических цепей, когда на него воздействуют определенные сигналы управляющей цепи. Если говорить более предметно, реле может находиться в двух стабильных состояниях: с разомкнутыми и замкнутыми контактами.

К факторам, которые воздействуют на размыкание или замыкание контактов, можно отнести электрический ток, энергия света, давление или уровень жидкости и пр. Основным назначением электромагнитного реле является контроль за устройствами, которые присоединены к силовой цепи. К таким устройствам можно отнести, например, контакторы.

Устройство реле достаточно просто. Его основой является катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода. Внутрь катушки устанавливается стержень из мягкого железа. В результате получается электромагнит. Также в конструкции реле присутствует якорь. Он закреплён напружинящем контакте. Сам же пружинящий контакт закреплён на ярме. Вместе со стержнем и якорем ярмо образует магнитопровод.

Электромагнитное реле подразделяются на три основных типа: первичные, вторичные и промежуточные.

  • Первичные устанавливаются конкретно в цепь, которая осуществляет управление.
  • Вторичные реле предназначены для совместной работы с измерительными трансформаторами тока или напряжения.
  • Промежуточные предназначены для распределения сигнала управляющей цепи на несколько управляемых.
Принцип действия электромагнитных реле.

Принцип действия электромагнитных реле.

Основные характеристики реле

Электромагнитное реле характеризуются тремя параметрами:

1.Напряжением (током) втягивания. Иными словами, значение тока или напряжения, поступающего на контакты катушки, является минимальным, чтобы якорь привести в действие втягивания.

2.Напряжением (током) отпадения. Этот параметр описывает максимальный ток или напряжение, при котором якорь должен входить в процесс отпадения.

3.Коэффициент возврата реле. Этот количественный показатель равен отношению между показателями напряжения (тока) отпадения и втягивания.

По времени срабатывания (tср), электромагнитное реле подразделяется на:

  • Безынерционные (tср менее 0,001 секунды)
  • Быстродействующие (tср менее 0,05 секунды)
  • Нормальные (tср=0,05 сек с погрешностью до 0,15)
  • Замедленные (tср=0,05 сек с погрешностью до одной секунды)
  • Реле времени. tср в них более, чем одна секунда и может регулироваться, в зависимости от потребностей.

По строению, электромагнитное реле включает в себя три основных составляющих элемента:

  1. Воспринимающий. Этот элемент принимает входящий сигнал и преобразовывает его в физический показатель, который нужен для срабатывания реле. В качестве такого элемента может выступать катушка.
  2. Промежуточный. Этот элемент проводит анализ входящей величины и при достижении определенного уровня передает сигнал на исполнительный элемент. Этот элемент может состоять из пружин и успокоителей (они необходимы для приведения пружин состояние покоя и без колебаний).
  3. Исполнительный. Этот элемент передает физическую величину, которая непосредственно воздействует на электрическую цепь. В качестве физических частей данного элемента выступают контакты.

Устройство электромагнитного релеУстройство электромагнитного реле.

Как правило, электромагнитное реле состоит из нескольких основных частей: якорь, катушка, сердечник, магнитопровод, замыкающие и размыкающие контакты, пружины.

При срабатывании реле, якорь притягивается к металлическим мостикам при помощи штока, вследствие чего происходит замыкание или размыкание установленных контактов.

Разновидности электромагнитных реле

Реле с маркировкой РПН состоит из плоского сердечника и всего одной катушки. Чаще всего его применяют в стационарных приборах для коммутации электроцепи. Для срабатывания требуется малый размер силы тока, всего несколько миллиампер. В совокупность контактных групп может входить, как одна, так и несколько групп, в которые соответственно входят наборы необходимых контактов (может быть минимум 2 и максимум 5).

Вариации контактов могут быть различными, в зависимости от модели. Монтаж подобных реле в электрическую цепь осуществляется спайкой проводов цепи к пружинам реле.

Реле МКУ 48 относится к категории многоконтактного реле.

Для подключения реле без корпуса к электроцепи производится при помощи спайки. Может производиться, как в корпусе, так и без него. Контактные группы могут иметь различные вариации контактов. Так, например, если в схеме применяется переменный ток с номинальным напряжением 220В, количество контактов может быть от двух до восьми. К тому же, они могут быть с двумя, четырьмя и восемью замыкающими контактами, с двумя замыкающими и размыкающими, а также четырьмя размыкающими и т.п.

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.

Поляризованное реле также относится к группе электромагнитных.

Принцип действия таков: якорь перемещается по направлению распределения магнитного поля. Если сравнивать подобную разновидность с остальными, она имеет существенное отличие – якорь может перемещаться не в одном, а в двух направлениях. Как правило, к подобному модельному ряду поставляются постоянные магниты. Подобное реле состоит из: намагничивающей катушки, создающая в специальном стальном сердечнике определенный магнитный поток; постоянный магнит, который образует совершенно отдельный от сердечника магнитный поток.

В наше время стало довольно популярно использование слаботочных электромагнитных реле, которые ранее применялись только для телефонной связи. Это связано с тем, что они имеют довольно большое количество контактов, и в этом случае можно сократить к минимуму количество реле в электрической цепи. К тому же, они рассчитаны на минимальные токи, что позволяет их применять с различными счетчиками и измерительными приборами, которым большие показатели тока не нужны.

jelektro.ru

Электромагнитные реле, как элемент конструкций

Конечно, выдающийся американский физик Джозеф Генри, помогая худож­нику Самюэлю Морзе в постройке телеграфа, и не думал ни о какой электро­нике, которая потом завоюет мир. Электромагнитное реле он изобрел даже не в рамках фундаментальной науки, которая, как известно, есть способ по­знания мира и чурается практики, а просто, чтобы «помочь товарищу», кото­рый, впрочем, наверняка платил неплохие деньги.

Так это было или иначе — важно, что электромагнитное реле стало одним из самых главных технологических изобретений XIX века. По популярности ему не затмить, конечно, электрического освещения, электрогенератора и электродвигателя, телеграфа, телефона и прочих достижений «века электри­чества», но факт, что именно этот не очень известный широкой публике при­борчик еще недавно был одним из важнейших компонентов любой электри­ческой системы и широко используется до сих пор.

clip_image002

Рис. 7.1. Схематическое устройство (а) и рекомендуемая схема включения (б) электромагнитного реле

Реле стало первым в истории — задолго до ламп и транзисторов — усилите­лем электрических сигналов. С помощью реле напрямую не усилить предвы­борную речь кандидата в президенты, но если ее закодировать нулями­единицами, как мы это будем делать в этой книге позднее, то реле справится с такой задачей ничуть не хуже любого другого устройства— именно на этом свойстве было основано его применение в телеграфе Морзе.

Конечно, быстродействие реле, как ключевого элемента, оставляет желать лучшего — даже о килогерцах здесь речь не идет, обычная скорость сраба­тывания для самых малогабаритных и быстродействующих реле составляет десятки миллисекунд, что соответствует частотам в десятки герц. Но в режи­ме быстрого переключения реле использовать и не надо, для этого сущест­вуют другие электронные компоненты. Реле используют там, где нужно на­дежно коммутировать нагрузку с минимальными потерями в контакте. Огромным преимуществом реле является не только полная гальваническая развязка между входом и выходом, но и низкое сопротивление контактов. По этой причине их использовали до самого последнего времени, например, для коммутации в измерительных схемах, где очень важно, чтобы сопротивление измерительных цепей было минимальным и стабильным. Учтите, что указы­ваемые в справочниках параметры контактов (типа «переходное сопротивле­ние не более 1 Ом») обычно сильно завышены, они рассчитаны на наихуд­ший случай.

На рис. 7.1, а схематически изображено устройство простейшего электромаг­нитного реле. Любое реле — независимо от конструкции — обязательно со­держит три главных компонента: обмотку, якорь и контакты. Исключение составляют т. н. герконовые2 реле, у которых якорем служат сами контакты. Обмотка представляет собой катушку индуктивности (соленоид), около ко­торой (или в которой) при подаче тока перемещается якорь, выполненный из ферромагнитного материала. Теорию этого процесса излагать слишком дол­го, да к тому же она не нужна для практических целей. Важно понимать, что при подаче переменного или постоянного тока якорь перемещается и через тягу из изолирующего материала (на рис. 7.1, а она показана пунктиром) приводит к перемещению подпружиненных контактов, которые замыкаются (если были «нормально разомкнутыми») или размыкаются (если были «нор­мально замкнутыми»).

Также используется и вариант «перекидных» контактов, в которых присутст­вует центральный общий подпружиненный контакт, в нормальном положе­нии замкнутый с одним из соседних, а при подаче тока перекидывающийся к другому. Если ток через обмотку снимается, то все возвращается в исходное состояние. Большинство типов реле содержит не одну, а несколько групп та­ких контактов, управляемых одним якорем. Это можно увидеть на рис. 7.2, где представлены некоторые типы реле.

Разумеется, вокруг этого базового принципа работы за много лет были на­кручены различные «прибамбасы»: так, существуют реле, которые при каж­дой подаче импульса тока перебрасываются в противоположное положение (пускатели), реле, контакт в которых может иметь три положения (трехпози-ционные: замкнуто-нейтраль-замкнуто) и т. п., но мы не будем их рассматри­вать, потому что большинство функций таких специализированных реле дав­но выполняют логические микросхемы. Мало того, вместо электромагнитных реле во многих случаях (но не во всех!) лучше использовать оптоэлектрон-ные (твердотельные) реле — принцип тот же, но нет никаких соленоидов и движущихся частей. Их мы кратко рассмотрим далее, а пока изучим важней­шие характеристики обычных реле — они мало меняются даже с переходом к твердотельной электронике.

Главным и основным свойством, побуждающим инженера-электротехника и электроника использовать обычные реле в век господства транзисторов и микросхем, является полная (более полной и представить себе трудно) галь­ваническая развязка не только обмотки от коммутируемого напряжения, но если пар контактов больше одной, то и различных коммутируемых напряже­ний друг от друга. Коммутация происходит чисто механическим способом, потому коэффициент усиления по мощности у реле очень велик — например, обмотка реле РЭС9 потребляет 30 мА при 27 вольтах, что составляет меньше ватта, но это реле может двумя парами контактов коммутировать нагрузки до 1 А при 220 вольтах переменного тока на каждый контакт в отдельности — то есть в сумме почти полкиловатта!

Мы будем заниматься реле постоянного тока (то есть такими, обмотки кото­рых работают от постоянного тока, хотя коммутировать они могут в принци­пе любой сигнал). В первую очередь нас интересует, сколько энергии надо затратить на переключение. В справочниках приводится либо величина тока через обмотку, либо величина рабочего напряжения, что равнозначно, пото­му что величина сопротивления обмотки тоже всегда приводится. Обычно одинаковые типы реле имеют разновидности с разными сопротивлениями обмоток (это определяется т. н. «паспортом»).

clip_image004

Рис. 7.2. Некоторые разновидности электронных реле

Главный недостаток электромагнитных реле в сравнении с полупроводнико­выми устройствами — энергетический порог, с которого начинается управ­ление обмотками, весьма велик. Все же токи в 30—50 мА при напряжениях 5—30 В, то есть мощности порядка ватта (и это для малогабаритных реле, для реле покрупнее нужна еще большая мощность), — запредельны для со­временной электроники и являются слишком большой роскошью, если тре­буется всего только включить нагрузку в виде лампочки. А вот когда необхо­димо от маломощного сигнала включить, например, мощный нагреватель — тут реле практически незаменимы. В большинстве современных бытовых нагревательных приборов (в отопителях, электродуховках, хлебопечках и пр.), по моим наблюдениям, для включения-отключения мощного нагрева­теля применяют именно электромагнитные реле, а не бесконтактные выклю­чатели— так надежнее, дешевле и, к тому же, они дают ниже уровень электромагнитных помех.

Заметки на полях

Кстати, а как определить напряжение срабатывания незнакомого реле, если справочника нет под рукой? Это несложно, только надо иметь регулируемый источник питания. Найдите с помощью тестера выводы обмотки (она имеет обычно сопротивление от десятков ом до нескольких килоом, а если реле имеет прозрачный корпус, то найти ее можно просто визуально) и подключите обмотку к источнику. Найдите нормально замкнутые контакты (прозвонкой) и подключите к ним тестер. Выведите источник на минимальное напряжение, включите его, а затем постепенно добавляйте напряжение. Вместо подключе­ния тестера можно просто поднести реле к уху, но если оно малогабаритное и тем более герконовое, то щелчок при срабатывании можно и не услышать. Отметьте значение напряжения, когда реле сработает, а затем умножьте его на полтора — это и будет приблизительное значение номинального напряже­ния срабатывания.

Другим недостатком реле, как нагрузки для полупроводниковых приборов, является то, что его обмотка представляет собой индуктивность. Для посто­янного тока это просто сопротивление, но в момент переключения она, как описано в главе 5, может доставить немало неприятностей. В момент разрыва или замыкания управляющей цепи на обмотке реле возникает импульс на­пряжения (по полярности он противоположен направлению изменения тока в обмотке). Если индуктивность обмотки велика, а ее собственное (активное) сопротивление мало, то импульс этот может вывести из строя коммутирую­щий прибор (например, транзистор) и в любом случае создает сильные поме­хи остальным элементам схемы по шине питания. Поэтому при стандартном включении реле всегда рекомендуется включать параллельно его обмотке диод (даже если коммутация происходит не от полупроводниковых источни­ков, а от таких же реле) — в таком направлении, чтобы в статическом режи­ме, когда все успокоилось, диод этот тока не пропускал (см. рис. 7.1, б). То­гда выброс напряжения ограничивается уровнем напряжения на открытом диоде, то есть 0,6 В.

Следует учитывать еще одну особенность электромагнитных реле. Ток (на­пряжение) срабатывания у них намного превышает ток (напряжение) отпус­кания — так, если в характеристиках указано, что номинальное напряжение реле составляет 27 В, то при этом напряжении гарантируется замыкание нормально разомкнутых до этого контактов. Но совершенно необязательно выдерживать это напряжение длительное время — так, 27-вольтовые реле спокойно могут удерживать контакты в замкнутом состоянии вплоть до того момента, пока напряжение на их обмотке не снизится до 8—10 вольт. Такой гистерезис — очень удобное свойство электромагнитных реле, которое по­зволяет избежать дребезга при срабатывании-отключении и далее сэкономить энергию при работе с ними. Так, на рис. 7.3, а приведена схема управления реле, которое в начальный момент времени подает на него нужное номи­нальное напряжение для срабатывания, а затем неограниченное время удер­живает реле в сработавшем состоянии при пониженной величине тока через обмотку.

clip_image006

Рис. 7.3. Некоторые схемы включения реле: а — со снижением напряжения удержания; б — схема самоблокировки с кнопками «Пуск» и «Стоп»; в — схема классического электромеханического звонка

На рис. 7.3 также приведены еще две классические схемы. Схема на рис. 7.3, б называется «схемой самоблокировки» (после нажатия кнопки «Пуск» ее можно отпустить, и реле останется замкнутым — блокируется) и очень часто применяется в управлении различными мощными устройствами, например, электродвигателями станков. Мощные реле-пускатели для таких двигателей имеют даже специальную отдельную пару маломощных контак­тов, предназначенную для осуществления самоблокировки. В этих случаях ток через стандартные кнопки «Пуск» и «Стоп» не превышает тока через об­мотку пускателя (который составляет несколько десятков или сотен милли­ампер), в то время, как мощность разрываемой цепи может составлять мно­гие киловатты, притом это может быть трехфазная цепь со всякими дополнительными неприятностями вроде огромных индуктивностей обмоток мощных двигателей.

Другая схема (рис. 7.3, в) скорее забавна и есть дань прошлому, когда ника­кой электроники не существовало. Это есть схема простейшего электриче­ского звонка, который может быть реализован на любом реле. Оно и само по себе при подключении по этой схеме задребезжит (правда, звук может быть самым разным, в зависимости от быстродействия и размеров реле, потому лучше употребить слово «зазуммерит»), но в обычном звонке якорь еще свя­зывают со специальной тягой, которая в процессе работы стучит по металли­ческой чашке, формируя звуковой сигнал. Есть и более простая конструкция электромеханического звонка, когда на обмотку реле просто подают пере­менное напряжение, от чего якорь вибрирует с его частотой (так устроены, например, звонки старинных телефонов с крутящимся диском), но нас тут интересует именно классическая схема, потому что в ней в чистом виде реа­лизован другой основополагающий принцип электроники, так или иначе присутствующий в любых генераторах колебаний, — принцип положитель­ной обратной связи. Якорь в первый момент притягивается — питание раз­мыкается— якорь отпускает— питание замыкается— якорь притягивается и т. д. Частота генерируемых колебаний зависит исключительно от механи­ческой инерции деталей реле.

nauchebe.net


Каталог товаров
    .