Реле призначення, конструкція, позначення на схемі, способи застосування і типи

Принцип роботи та види електричних реле

Для побутових і промислових електромереж, управління ДВС та ілюмінації використовується спеціальний прилад. Реле – це переривник електромагнітного або електричного типу зі спрацьовуванням при механічному, електронному або електроімпульсів. Розуміння принципів роботи і особливостей конструкції пристрою допоможе самостійно вирішити ряд завдань з електротехніки.

Історія створення

Деякі джерела повідомляють, що реле в якості викличного елемента на телеграф встановив російський вчений П. Шилінг (1830-1832 рр.). Існує інша думка, що приписують авторство регулятора Дж. Генрі. Американський фізик створив пристрій контактного типу з електромагнітним принципом дії в 1835 році.

Якщо розглядати значення слова, «реле» з французької перекладається як передача естафети на змаганнях або заміна поштових коней. Вперше регулятор як самостійний елемент згадав С. Морзе, який створив телеграф.

Теорія пристроїв релейного типу почала розвиватися в 1925-1930 рр., Але після того як в 1936-1938 рр. В. Шестаков, А. Накашіма і К. Шеннон задіяли математичну логіку для вирішення питання реле, теоретична база отримала старт.

На міжнародних симпозіумах неодноразово піднімалися проблеми теоретичного значення релейного комутатора, автоматів кінцевого типу. Перший консиліум провели в 1957 році в США, другий – в СРСР (1962 р).

Специфіка релейних елементів

Під релейним елементом розуміється сукупність вузлів і зв'язків, яка при впливах на вхід змінюється у вигляді стрибків. З цієї причини для характеристики елементів використовуються критерії впливів на вихід і вхід:

  • Спрацьовування – на вході вплив мінімальне, зростає повільно, що призводить до зміни стану елемента і одночасному впливу на вихід.
  • Відпускання – зменшення мінімального дії на вхід так, щоб елемент повернувся в початковий стан.
  • Повернення – параметр, що визначає максимальний вплив впливу в разі зростання, при якому релейний вузол повертається до початкового стану.
  • Швидкодія – залежить від співвідношення часу спрацьовування до часу повернення або відпускання.

Під електричним реле розуміється елемент, тип дії якого залежить від протікання струму або провідності.

Принцип роботи комутатора

Реле – комутаційний прилад, що з'єднує або роз'єднує ланцюг схеми при коливаннях струмових параметрів. Апарат активується, коли досягнута межа значення умов (напруги або струму), замикаючи або розмикаючи лінію.

Для розуміння принципу дії реле потрібно уточнити його складові вузли. Конструкція приладу включає котушку індуктивності, якір і комутаційні канали. При включенні в ланцюг в котушки індуктивності з намагніченим проводом виникає ЕРС самоіндукції, тобто фаза відстає від напруги. У процесі подачі струму на котушку елементом притягується якір з контактами, що замикає ланцюг.

Апарат має ланцюга двох типів:

  • керована – замикається якорем в момент спрацьовування;
  • керуюча – через неї струм надходить на котушку.

Контроль великих струмів в ланцюзі управління здійснюється за допомогою слаботочной керуючої зв'язку.

Релейний апарат електромагнітного типу спрацьовує за принципом гистерезиса – активації через деякий час після надходження токового імпульсу. Струм в котушці наростає петлеобразно, досягаючи необхідного значення. Унаслідок гистерезиса релейні пристрої не застосовуються для бистросрабативающего обладнання.

Керуючі системи й керовані контакти, допустимі параметри напруги і струму вказуються на корпусі.

параметри чутливості

Чутливість – принцип роботи реле, при якому прилад реагує навіть на незначні відхилення показників і швидко повертається до звичайного режиму.

Високочутливі моделі сприймають показники менше 10 мВт, нормальні – від 1 до 5 Вт, низькочутливих – від 10 до 20 Вт.

різновиди реле

Для вирішення практичних завдань застосовуються види реле, що відрізняються за характеристиками дії, включення та наявності захисту.

За принципом роботи

До даним типам реле відносяться:

  • Електромагнітні – моделі електромеханічного типу, що працюють від магнітного поля струму обмотки, що впливає на якір. Електромагнітний комутатор буває нейтральним з реакцією на параметри струму і поляризованим з реакцією на струмовий величину і полярність.
  • Електронні – працюватимуть в умовах великих навантажень. Конструкція представлена ​​напівпровідниковими елементами для подачі і виключення напруги.
  • Герконові – виконуються у вигляді балона з вакуумної або заповненої інертним газом котушки. Геркон розташований по центру магніту або піддається впливу поля. Цей різновид активується при подачі струму на обмотку. Після утворення магнітного потоку і намагнічування пружин закриваються контакти.
  • Електротеплові – функціонують на основі різниці коефіцієнта розширення при нагріванні біметалевих пластин. Тип призначення реле визначається кількістю фаз мережі.

Електротеплові моделі підходять для виробництв або в якості електродвигуна.

За типом включення сприймає елемента

  • Первинні – підключаються в ланцюг елемента. Можуть застосовуватися без трансформаторів вимірювання, кабелів, джерел швидких струмів.
  • Вторинні – приєднуються за допомогою трансформаторів з реакцією на коливання струму і напруги.
  • Проміжні – ставляться як допоміжного пристрою, підсилюють або трансформують сигнали вторинних моделей.

Тип сприймає елемента залежить від пристрою реле. Це може бути електромагніт, магнітоелектрична, індукційна, електродинамічна система.

За способом впливу

Залежно від того, як виконавчий елемент діє на керований показник, бувають прилади:

  • прямої дії – виконавчий елемент впливає безпосередньо на керуючу ланцюг;
  • побічної дії – для впливу на ланцюг застосовуються допоміжні апарати.

Як виконавчий елемент електромеханічних пристроїв застосовується активна система контактів.

пристрої захисту

Автоматика спрацьовує при коливаннях опору, потужності і напруги. Бувають реле таких типів:

  • максимального захисту по струму – МТЗ спрацьовують по досягненню струмом встановленої межі;
  • спрямованого захисту – крім струму здійснюється контроль потужності;
  • диференційного захисту – пристрої реагують, коли різко змінюється напруга обладнання або на несправності в самій мережі;
  • дистанційні прилади – захист здійснюється на стандартній і високій частоті при виявленні зниження опору або коротких замикань;
  • диференційно-фазні апарати – ДФЗ контролюють фази з двох кінців лінії заживлення.

У побутових умовах допускається застосування МТЗ-пристроїв електромагнітного типу.

Позначення на схемах

Міжнародний класифікатор дозволяє полагодити або сконструювати обладнання. Схема відрізняється буквено-графічними маркерами:

  • прямокутник з горизонтальними лініями з боків, відмічені літерами А і А1 – обмотка соленоїда з висновками харчування; іноді позначається літерою К;
  • контакти перемикачів – контакти стабілізатора;
  • прямокутник з жирною крапкою на одному контактному виводі або буква Р всередині фігури – поляризована модифікація;
  • прямокутник з двома похилими лініями – наявність двох обмоток.

На схемах позначення побутового реле також вказується тип контактів, особливо розмикання і наявність самоповороту.

сфери використання

Контактний прилад експлуатується з метою:

  • управління електросистемами – можна поставити стабілізатор постійного, змінного струму або захисту;
  • запобігання впливу перепадів напруги на вузли побутової техніки – комутатор створює стійкий тип зв'язку;
  • безперебійності роботи промислового і виробничого обладнання;
  • автоматизації електроприладів, застосовуваних у побуті;
  • посилення сигналів управління на схемах.

Комутаційний апарат налаштовується виробником так, щоб він міг спрацювати при певних ситуаціях.

Вимоги до стабілізатора

Незалежно від способу впливу, включення і наявності захисту при виборі потрібно враховувати технічні характеристики:

  • час спрацьовування – період з надходження сигналу управління на вхід до моменту впливу на параметри мережі;
  • потужність комутації – допустиму межу потужності для обладнання або мережі;
  • потужність по спрацьовуванню – мінімальний показник, при якому апарат почне працювати;
  • уставку – змінний параметр, що позначає величину струму спрацювання.

Моделі сучасних виробників мають простий тип конструкції або оснащуються мікропроцесорами, системами управління, датчиками.

Дотримуючись вимоги щодо вибору і знаючи сфери застосування реле, легко забезпечити безперебійність функціонування електромережі в умовах коливання напруги і потужності.