Схема работы реле: принцип работы, характеристики, схема подключения

принцип работы, характеристики, схема подключения

электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)

По принципу действия реле можно подразделить на несколько типов, например:

• электромагнитные,
• тепловые,
• времени и др.

Наиболее распространенными являются электромагнитные реле, устройство, принцип работы и основные технические характеристики которых будут рассмотрены ниже.

Электромагнитное реле (рисунок 1) представляет собой парамагнитный сердечник С (стальной, например) поверх которого намотана катушка L.

Электрические контакты K реле механически связаны с ярмом Я. При подаче на катушку напряжения Uуп ярмо воздействует на контакты, изменяя их состояние.

Контакты реле могут быть трех основных типов (рисунок 2):

1. Замыкающие (нормально разомкнутые). При отсутствии на реле напряжения они разомкнуты, при подаче напряжения контакты замыкаются.
2. Размыкающие (нормально замкнутые). По сравнению с предыдущими контактами здесь все происходит наоборот.
3. Переключающие. Из схемы видно, что они являются комбинацией первых двух типов контактов реле.

Кроме того, реле может иметь несколько независимых (электрически изолированных) друг от друга контактов, иначе называемых направлениями. Так, для варианта 1 на рисунке 2 количество направлений равно двум.

Хочу заметить, что существует тип реле, действующий по электромагнитному принципу, однако, не имеющий сердечника. Это герконовые реле (рисунок 3).

Магнитное поле катушки действует непосредственно на электрические контакты, расположенные в герметичном корпусе. Собственно, название “геркон” происхождение имеет от двух слов: ГЕРметичный КОНтакт.

Таким образом, принцип работы реле заключается в преобразовании управляющего напряжения Uуп в электромагнитное поле, управляющее работой механических контактов, которые, в свою очередь, могут коммутировать другие напряжения Uком и токи Iком.

Вполне резонно может возникнуть вопрос: зачем нужно такое преобразование?

Основных причин две:

1. Можно достаточно небольшими значениями Uуп управлять гораздо большими величинами напряжений и токов.
2. Реле позволяет при необходимости осуществить гальваническую развязку цепей, то есть осуществлять связь между ними без электрического контакта. Кстати, это иллюстрирует правая часть рис.1.

Изложенный принцип работы электромагнитного реле определяет его основные электрические характеристики.

• напряжение и ток срабатывания (отпускания),
• номинальные (максимальные) коммутируемые токи и напряжение,
• электрическое сопротивление обмотки.

Стоит отметить, что помимо этих характеристик реле обладают рядом других, определяющих надежность, быстродействие, различные варианты исполнения, но, поскольку, приведенный материал является ознакомительным, подробное их описание представляется нецелесообразным.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

принцип работы прибора, особенности подсоединения к электроцепи

Реле нашли широкое применение не только в промышленности, но и в быту. Эти устройства предназначены для коммутирования электрических сетей и управления различными электроприборами. Если разобраться в их конструктивных особенностях, принципе работы, а также в схеме реле, то появится возможность самостоятельно решать различные практические задачи.

Принцип действия

Реле классифицируются по различным признакам. В соответствии с принципом работы, приборы могут быть электромагнитными, электронными, тепловыми и т. д. Так как в быту чаще всего используются устройства первых двух типов, то их и стоит рассмотреть подробнее.

Магнитное устройство

Реле этого типа имеют довольно простую конструкцию и привлекательную стоимость. При подаче тока на катушку в ее обмотке создается ЭДС. Это приводит к появлению в сердечнике магнитного поля, притягивающего якорь. Этот элемент конструкции соединен с подвижными контактами, которые и замыкают неподвижные. Если сила тока падает до определенной величины, пружина возвращает якорь в начальное положение и цепь размыкается.

Для обеспечения более высокой точности работы в конструкцию электромагнитного прибора часто вводятся резисторы. Также эти устройства оснащаются средствами защиты от перепадов напряжения и искрения.

Решить поставленные задачи можно с помощью конденсаторов. Среди преимуществ электромагнитных реле можно отметить невысокую стоимость, устойчивость к помехам, а также возможность коммутировать электроцепи с большими нагрузками, имея при этом компактные габариты.

Однако есть у прибора и некоторые недостатки:

• Сравнительно невысокая скорость срабатывания.
  Это существенно ограничивает область применения реле в роли защитного устройства.
• Поверхности контактов подвержены окислению и деформации под воздействием искр. В результате срок эксплуатации прибора сокращается.
• Во время работы возникают помехи. Для защиты электронных блоков реле приходится экранировать.

Электронный прибор

Использование полупроводников при изготовлении реле позволяет избавиться от многих недостатков, свойственных электромагнитным моделям. Транзистор является тем элементом, который способен отлично справляться с ролью коммутатора. При подаче на переход база-эмиттер напряжения с определенными характеристиками через цепь коллектор-эмиттер начнет проходить электроток.

Его номинальное значение будет значительно выше в сравнении с цепью базы. Именно это свойство транзисторов используется для усиления сигналов. Если сравнивать электромагнитные и электронные реле, то вторые обладают следующими преимуществами:

• Полупроводниковые переходы не теряют работоспособность с течением времени.
• Обладают небольшими габаритами и весом.
• Высокая скорость срабатывания.
• Даже при сотнях тысяч переключений в секунду электронные приборы не выходят из строя.

К сожалению, здесь также не обошлось без недостатков. Среди них основным является неустойчивость к электромагнитным помехам. Некоторые устройства могут быть выведены из строя статическим зарядом.

Кроме этого, во время работы прибора выделяется большое количество тепловой энергии, которую необходимо отводить.

Особенности подключения

Существует много видов реле. Изучить схему подключения реле можно на примере промежуточного устройства. Оно нашло широкое применение в различных системах автоматики и управления. Подсоединить прибор к электроцепи можно параллельно либо последовательно. Чаще всего устройства оснащены несколькими парами контактов.

Следует помнить, что они могут быть двух типов:

• Нормально открытые. Обозначаются литерами NO.
• Нормально закрытые. Маркируются буквами NC.

За нормальное состояние прибора принимается отсутствие сигнала на обмотке. Так как у катушек нет определенной полярности, то контакты можно подсоединять в произвольном порядке. Прибор устанавливается между исполнительным механизмом либо устройством и источником задачи. Однако он может использоваться и в качестве контактора.

Это устройство оснащено четырьмя группами контактов. Три из них используются для управления нагрузкой, а одна необходима для удержания электротока на обмотке. Также можно подключить реле к датчику движения для автоматического управления системой освещения помещения. Схема такого подсоединения довольно проста:

• Катушка прибора соединяется с датчиком.
• Силовой контакт подключается к системе источников света.

Следует помнить, что универсальной рекомендации по подключению приборов нет.

Схемы подсоединения подбираются в соответствии с решаемыми задачами. Они во многом похожи, и если разобраться с одной из них, проблем при использовании других возникнуть не должно.

Что такое реле, устройство, принцип действия, виды, производители

Реле – коммутационное устройство (КУ), соединяющее или разъединяющее цепь электронной или электрической схемы при изменении входных величин тока. Прежде чем мы перейдем к детальному рассмотрению того, что такое реле, как устроено, по какому принципу работает и где применяется, пожалуй, нужно узнать, когда это устройство впервые появилось и кто его изобретатель.

Вот таких типоразмеров может быть это устройство

Содержание статьи

История создания

Первенство создания реле спорно. Некоторые утверждают, что впервые это устройство было сконструировано в 1830—1832 гг. русским ученым Шиллингом П.Л. и являлось основным элементом вызывающего механизма в разработанном им же варианте телеграфа.

Другие научные историки приписывают первенство изобретения известному физику Дж. Генри, который в 1835 г. разработал контактное реле во время усовершенствования созданного им в 1831 году телеграфного аппарата. Первый соленоид работал по принципу электромагнитной индукции и был некоммутационным устройством.

Первое реле Дж. Генри

Реле, в качестве самостоятельного устройства, впервые упоминается в патенте на телеграф, выданном Самуэлю Морозе.

Первое реле Морзе

Как видим, первой сферой применения этого коммутационного устройства был телеграф и только позднее с развитием техники он стал применяться в электрическом и электронном оборудовании.

Устройство и принцип работы реле

Реле представляет собой катушку, состоящую из немагнитного основания, на которое намотан провод из меди с тканевой или синтетической изоляцией, но чаще всего с диэлектрическим лаковым покрытием. Внутри катушки установленной на нетокопроводящее основание, размещается металлический сердечник. Также в устройстве имеются пружины, якорь, соединительные элементы и пары контактов.

При подаче тока на обмотку электромагнита (соленоида) сердечник притягивает якорь, который соединяется с контактом и электрическая или электронная цепь замыкается. При снижении силы тока до определенного значения, якорь, под действием пружины, возвращается на исходную позицию, вследствие чего происходит размыкание цепи.

Более плавная и точная работа достигается благодаря использованию резисторов, а защиту от скачков напряжения и искрения обеспечивает установка конденсаторов.

У большинства электромагнитных реле имеется не одна, а несколько пар контактов, что позволяет управлять несколькими цепями одновременно.

Простейшая схема устройства электромагнитного соленоида

Если в двух словах, то этот вид коммутационного устройства работает по принципу электромагнитной индукции. Благодаря довольно простому принципу действия реле имеют высокую надежность в эксплуатации.

В видеоролике ниже разъясняется принцип действия электромагнитного КУ:

Основные характеристики КУ

К основным характеристикам, на которые следует обратить внимание при выборе данного вида коммутационного устройства, относят:

• чувствительность – срабатывание от подаваемого на обмотку тока определенной силы, достаточной для включения устройства;
• сопротивление обмотки электромагнита;
• напряжение (ток) срабатывания – минимально допустимое значение, достаточное для переключения контактов;
• напряжение (ток) отпускания – значение параметра, при котором происходит отключение КУ;
• время притягивания и отпускания якоря;
• частота срабатывания с рабочей нагрузкой на контактах.

Классификация и для чего нужно реле

Поскольку реле являются высоконадежными коммутационными устройствами, то не удивительно, что они нашли широкое применение в самых различных областях человеческой деятельности. Они используются в промышленности для автоматизации рабочих процессов, а также в быту в самой различной технике, например в привычных всех холодильниках и стиральных машинах.

Разнообразие видов реле очень велико и каждый предназначен для выполнения определенной задачи

Реле имеют сложную классификацию и делятся на несколько групп:

По сфере применения:

• управление электрическими и электронными системами;
• защита систем;
• автоматизация систем.

По принципу действия:

• тепловые;
• электромагнитные;
• магнитолектические;
• полупроводниковые;
• индукционные.

По поступающему параметру, вызывающему срабатывание КУ:

• от тока;
• от напряжения;
• от мощности;
• от частоты.

По принципу воздействия на управляющую часть устройства:

• контактные;
• бесконтактные.

На фото (обведено красным) показано, где находится одно из реле в стиральной машине

В зависимости от вида и классификации реле применяются в бытовой технике, автомобилях, поездах, станках, вычислительной технике и т.д. Однако, чаще всего этот вид коммутирующего устройства используется для управления токами большой величины.

Основные виды реле и их назначение

Производители настраивают современные коммутационные устройства таким образом, чтобы срабатывание происходило только при определенных условиях, например, при увеличении силы тока, поступающего на входные клеммы КУ. Ниже мы вкратце рассмотрим основные виды соленоидов и их назначение.

Электромагнитные реле

Электромагнитное реле – это электромеханическое коммутационное устройство, принцип действия которого основан на воздействии магнитного поля, созданного током в статичной обмотке, на якорь. Этот вид КУ разделяется собственно на электромагнитные (нейтральные) устройства, которые реагируют лишь на значение тока, подаваемого на обмотку, и поляризованные, работа которых зависит как от токовой величины, так и от полярности.

Принцип работы электромагнитного соленоида

Используемые в промышленном оборудовании электромагнитные реле находятся на промежуточной позиции между сильноточными устройствами (магнитными пускателями, контакторами и т.д.) и слаботочным оборудованием. Наиболее часто данный вид реле применяется в цепях управления.

Реле переменного тока

Срабатывание этого вида реле, как видно из названия, происходит при подаче на обмотку переменного тока определенной частоты. Данное коммутирующее устройство для переменного тока с контролем перехода фазы через ноль или без такового, представляет собой блок из тиристоров, выпрямительных диодов и управляющих схем. Реле переменного тока могут быть выполнены в виде модулей на основе трансформаторной или оптической развязки. Данные КУ применяются в сетях переменного тока с максимальным напряжением 1,6 кВ и средним током нагрузки до 320 A.

Промежуточное реле 220 В

Иногда работа электросети и приборов не возможна без использования промежуточного реле на 220 В. Обычно КУ данного типа применяется, если необходимо разомкнуть или разомкнуть разнонаправленные контакты цепи. К примеру, если используется осветительный прибор с датчиком движения, то один проводник присоединяется к сенсору, а другой подводит электроэнергию к светильнику.

Реле переменного тока широко применяются в промышленном оборудовании и бытовой технике

Работает это таким образом:

1. подача тока на первое коммутационное устройство;
2. от контактов первого КУ ток поступает на следующее реле, которое имеет более высокие характеристики, чем у предыдущего и способно выдерживать токи с высокими значениями.

С каждым годом реле становятся эффективней и компактней

Функции малогабаритного реле переменного тока с напряжением 220 В весьма разнообразны и широко используются в качестве вспомогательного устройства в самых различных областях. Данный вид КУ применяется в тех случаях, когда основное реле не справляется со своей задачей или же при большом количестве управляемых сетей которые уже не в состоянии обслужить головное устройство.

Промежуточное коммутационное устройство применяется в промышленном и медицинском оборудовании, транспорте, холодильном оборудовании, телевизорах и прочей бытовой технике.

Реле постоянного тока

Реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Отличие между ними состоит в том, что поляризованные КУ постоянного тока чувствительны к полярности подаваемого напряжения. Якорь коммутационного устройства меняет направление движения в зависимости от полюсов питания. Нейтральные электромагнитные реле постоянного тока не зависят от полярности напряжения.

Электромагнитные КУ постоянного тока в основном используют, когда нет возможности подключения к электрической сети переменного тока.

Четырехконтактное автомобильное реле

К недостаткам соленоидов постоянного тока относят необходимость использования блока питания и более высокую стоимость в сравнении с КУ переменного тока.

Данное видео демонстрирует схему подключения и объясняет принцип работы 4 контактного реле:

Электронное реле

Электронное реле управления в схеме прибора

Разобравшись с тем, что такое токовое реле, рассмотрим электронный тип этого устройства. Конструкция и принцип действия электронных реле практически те же, что и в электромеханических КУ. Однако, для выполнения необходимых функций в электронном устройстве используется полупроводниковый диод. В современных транспортных средствах большинство функций реле и переключателей выполняют электронные релейные блоки управления и на данный момент невозможно полностью от них отказаться. Так, например, блок электронных реле позволяет контролировать расход энергии, величину напряжения на клеммах аккумуляторных батарей, управлять системой освещения и т.д.

Обозначение реле на схеме

Чтобы отремонтировать или создать новое электрооборудование, мало знать как работает реле, нужно знать как оно выглядит на схемах. В приведенной ниже таблице показаны самые основные буквенно-графические обозначения КУ принятые в международном классификаторе.

Основные обозначения

Подробнее, с символическим обозначением реле и других элементов электронных и электрических схем, можно ознакомиться, заглянув в специальные справочники, которых в интернете довольно много.

Ведущие производители реле

Где приобрести реле и их стоимость

Реле в зависимости от типа КУ, производителя, сферы применения и продавца могут стоить от 15$ до нескольких сотен. Приобрести необходимое коммутационное устройство можно непосредственно у производителя в традиционных специализированных магазинах или интернете. В настоящее время купить нужное реле любого типа и назначения не составит труда. Существуют специальные каталоги, в которых указывается маркировка, компания-производитель, параметры и стоимость изделия.

Заключение

Как следует из этого обзора, реле является неотъемлемой частью практически любой электрической и электронной схемы промышленного оборудования и бытовой техники. Полную информацию об этом виде коммутационного устройства сложно втиснуть в рамки одной статьи. Если у вас возникнут какие-либо вопросы по этой теме, то задавайте и будем вместе разбираться.

 

Предыдущая

ИнженерияНасосная станция для частного дома: критерии выбора и особенности эксплуатации

Следующая

ИнженерияПодбираем с умом сифон для раковины на кухню

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:

ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

контактное, 12В, промежуточное, принцип работы и управление

На чтение 7 мин Просмотров 6.1к. Опубликовано 07.08.2019 Обновлено 21.07.2019

Реле является системой выключателей, необходимых для переключения, разъединения и соединения электроцепей. Цель эксплуатации коммутационного устройства – создание конкретных условий работы техники. Подключить реле означает создать нагрузку на выключатель, управляющий прибором.

Механизмы реле

Основные элементы электромагнитного реле

Релейный прибор выполняется в виде катушки, обвитой большим количеством медной проволоки. Внутри нее расположен сердечник-стержень из металла, зафиксированный на ярме – Г-образной пластине. Поверх сердечника и катушки находится якорь – металлическая пластина, которая удерживается возвратная пружина. К якорю прикреплены подвижные контакты, а напротив них – неподвижные.

Узел из катушки и сердечника – электромагнит, а узел из сердечника, якоря и ярка – магнитопровод. Контакты обеспечивают управление электроцепью, размыкая и замыкая ее.

Принцип работы

Принцип действия электромагнитных реле

Принцип работы реле 4 контактного или 12-вольтной модели схож. Без подачи напряжения на устройство якорь при помощи возвратной пружины отдален от сердечника.

В момент, когда подается напряжение, по обмотке начинает двигаться ток, магнитное поле которого воздействует на сердечник. Намагниченный элемент посредством преодоления усилий возвратной пружины, притягивает якорь. Его активные контакты перемещаются, размыкаясь или замыкаясь с неподвижными.

После прекращения подачи напряжения ток обмотки пропадает, происходит размагничивание сердечника. Возвратная пружина приводит якорь и контакты в исходное состояние.

Разновидности реле

Реле контроля напряжения однофазное цифровое на DIN-рейку

Релейные устройства классифицируются по нескольким параметрам.

Количество фаз

Подразделяются на:

• однофазные – предназначены для подачи напряжения в жилых помещениях;
• трехфазные – подходят для применения в промышленных условиях.

Трехфазники отключают питание всего оборудования при скачках вольтажа на одной из линий.

Тип переключения

Можно приобрести модели:

• максимальные – повышают параметр напряжения до определенной величины;
• минимальные – понижают показатель до заданного значения.

Порог напряжения пользователем не устанавливается.

Тип активации воспринимающего элемента

Реле промежуточное РП-18-54 220В DC

Воспринимающий элемент, по включению которого будет работать прибор, – это электромагнит, магнитоэлектрический узел, индукционная или электродинамическая система. В зависимости от его вида существуют реле:

• первичные с прямым подключением контактов в сеть;
• вторичные – могут подключаться через измерительные индуктивные или емкостные трансформаторы;
• промежуточные – усиливают или преобразуют сигналы первичных/вторичных моделей.

Функции воспринимающего элемента – преобразование напряжения в процесс движения якоря относительно ярма.

Тип управления нагрузкой

Для управления напряжением применяются модели:

• прямого действия – нагрузка переключается контактами;
• косвенного действия – нагрузку подключаются вторичные элементы.

Нагрузка подается и приостанавливается с определенными промежутками.

Тип поступления сигнала

Герконовое реле

В продаже можно найти следующие коммутационные устройства:

• электронные – обеспечивают контроль напряжения в условиях высокой нагрузки. Управляют освещением и узлами автомобиля;
• герконовые – небольшие модели в виде катушки. Предназначены для замыкания, переключения, размыкания сети. Чувствительны к механическим воздействиям и ультразвуку;
• электротепловые – отключают и включают электрический ток по нагреву биметаллической пластины. Используются для электродвигателей на производстве, обустройства однофазной или трехфазной электросети;
• временной выдержки – для создания кратковременных пауз применяются схемы замедления. Приборы работают в автомобилях, светофорах, елочных гирляндах;
• таймеры света – позволяют программировать освещение теплиц, аквариумов, животноводческих комплексов. К ним подключаются нагреватели, вентиляторы;
• электромагнитные – ток статистической обмотки активируется по воздействию магнитного поля. Приборы со средней нагрузкой до 320 А и напряжение до 1,6 кВт могут работать только в сети с постоянным током.

Конструктивно стандартный регулятор имеет вид пакетника для крепления на дин-рейку. Некоторые модели исполняются в виде переходников и удлинителей.

Особенности контактов

Распространенные конфигурации контактных групп реле

По конструкции контактное промежуточное реле состоит из трех типов элементов.

Нормально разомкнутые

Находятся в разомкнутом состоянии до момента подачи питания на катушку. Реле активируется после подачи напряжения, и контакты приходят в замкнутое состояние. Электросеть замыкается.

Нормально замкнутые

Функционируют по обратному принципу, находясь в замкнутом состоянии на момент обесточивания реле. После появления напряжения происходит срабатывание реле, размыкание контактов и цепи.

Перекидные

При обесточивании катушки средний общий контакт якоря замкнут с неподвижным. После того как реле срабатывает, средний элемент вместе с якорем двигается в направлении стационарного контакта и замыкается с ним. Связь с первым стационарным контактом разрывается.

Модели с несколькими контактными группами обеспечивают управление несколькими цепями.

Электрическая схема реле

Принципиальная электросхема реле

Принципиальная схема реле наносится на крышку производителем. Само устройство имеет вид прямоугольника, помечается маркером К с цифрой. Для обозначения контактов без подачи нагрузки применяется буква К с двумя цифрами, разделенными точкой. Первая – это порядковый номер прибора, вторая – порядковый номер контактов.

Контактные группы рядом с катушкой маркируются штриховой линией. Под электросхемой также указывают параметры контактов, величину максимального коммутационного тока. Разновидность токов и напряжение в рабочих условиях наносятся на релейную катушку.

Схемы подключения

Модуль подключается к потребителям в зависимости от конструктивного исполнения и количества контактов.

С несколькими контактами

Схема подключения 4-х контактного реле

Схема активации и работы светового реле, состоящая из 4 контактов позволяет подключить противотуманки через предохранитель:

1. Поиск дополнительного вольтажа посредством разрезания красного провода на предохранительном блоке и пайки дополнительного.
2. Установка навесного предохранителя.
3. Подключение силового реле по нумерации контактов. 30 – кабель после предохранителя, 87 – кабель к ПТФ напрямую, 86 – провод с зацепкой на болт около реле.
4. Создание системы управления. Вытаскивается кнопка ПТФ без снятия колодки.
5. Прозвонка провода мультиметром и присоединение его к кузову.
6. Проверка фар и габаритов.
7. Повторная прозвнока мультиметром и поиск цифры 12+.

Контакт 85 подкидывается только на провод, при касании к которому появилось 12+.

Схема подсоединения пятиконтактного реле

Схема подсоединения пятиконтактного реле подходит для создания сигнализации. Подключение выполняется так:

1. Определение контактов. 85 и 86 отвечают за катушку, 30 – общий, 87-а – нормально-замкнутый, 87 – нормально разомкнутый.
2. Питающий контакт 85 соединяется с сигнализационным проводом.
3. На катушечный контакт 86 при включенном зажигании подается 12+ Вольт.
4. Контакты 87-а и 30 подкидываются в разрыв заблокированной цепи.
5. Инвертируется полярность. На катушечный контакт 85 и контакт 87 подается минус, на контакт 86 с концевиков – плюс. На 30-м остается плюс.

В качестве блокиратора может использоваться бензонасос, стартер, запитка форсунок, зажигание.

Для реле напряжения

Принципиальная схема домашней сети с использованием реле напряжения, УЗО и защитных автоматов

Схема подключения реле напряжения предусматривает монтаж прибора на дин-рейку в распредщитке. Для трехфазной сети выполняется следующее:

1. Определяется кабель подключения – медный, с сечением 1,5-2,5 мм2.
2. Подсоединяются контакты ввода через пускатель или контактор.
3. Находится фаза по маркерам А, В, С и клемма нуля N.
4. Проводники трех фаз подкидываются на соответствующие верхние клеммы устройства.
5. Проводник клеммы № 1 подключается на выход катушки.
6. Клемма № 3 подсоединяется на фазу в обход реле напряжения.
7. Выход № 2 контакторной катушки нужно подключать к нулевому проводнику сети.
8. Проводники нагрузки соединяются с клеммами пускателя на выходе.
9. Нулевые проводники в распредкоробе подкидываются на общую нейтраль.

Для простоты соединения узлов руководствуйтесь схемой на корпусе реле.

Настройки реле

Схема для включения любого реле будет работать только в условиях правильной настройки. Пользователь может установить порог срабатывания по максимальному и минимальному значению, выбрать задержку активации и повторного включения после перезагрузки.

Определившись с типом реле переключения и разобравшись в его схеме, можно самостоятельно создать электроцепь. При работе следует учитывать тип контактов, разновидность устройства и принцип его функционирования.

Устройство и принцип действия электромагнитных реле. Их преимущества и недостатки | RuAut

Реле – называется электрическое устройство, которое предназначается для осуществления коммутации различных участков электрических схем  при изменении электрических или неэлектрических входных воздействий. Впервые, термин «реле» фигурирует в тексте патента на изобретение телеграфа за авторством С. Морзе в 1837 году. А само устройство электромагнитного реле было изобретено Джозефом Генри за два года до этого в 1835 году. Интересно также, что термин «реле» произошел от английского слова «relay», которое в те времена означало действие при передаче эстафеты спортсменами или же подмену почтовых лошадей на станциях, когда они начинают уставать.

Наиболее широкое применение в схемах автоматики и системах защиты электроустановок получили электромагнитные реле, благодаря своей высокой надежности и простоте принципа действия. Электромагнитные реле подразделяются на реле переменного и постоянного тока. Последние, в свою очередь, подразделяются на поляризованные (реагируют на полярность управляющего сигнала) и нейтральные (в одинаковой степени реагируют на протекающий по его обмотке постоянный ток любой полярности).

Принцип работы электромагнитных реле основан на применении электромагнитных сил, которые возникают в металлическом сердечнике во время прохождения электрического тока по виткам его катушки. Все детали будущего реле необходимо смонтировать на основание и закрыть крышкой, после чего над сердечником электромагнита устанавливается пластина (подвижный якорь), к которой крепятся от одного до нескольких контактов. Напротив закрепленных контактов устанавливают парные им неподвижные контакты.

Поддерживать якорь в исходном положении помогает закрепленная пружина. Во время подачи напряжения на электромагнит якорь начинает притягиваться, преодолевая сопротивление пружины, при этом, в зависимости от конструкции имеющегося реле, происходит размыкание или замыкание контактов. Если отключить напряжение – благодаря пружине якорь вернется в исходное положение. Иные модели реле могут содержать в себе электронные элементы. Примерами таких реле могут послужить резистор, который подключается к обмотке катушки, чтобы реле более четко срабатывало, и конденсатор, расположенный параллельно контактам, дабы снизить вероятность появления искр и помех.

У электромагнитного реле имеется ряд преимуществ, недоступных полупроводниковым конкурентам:

• Возможность коммутации нагрузок общей мощностью не более 4 кВт в то время когда объем реле не превышает 10см3;
• Проявление устойчивости к импульсам перенапряжения и способным оказать разрушительное воздействие помехам, возникающим во время разряда молнии или по причине протекания коммутационных процессов в высоковольтном оборудовании;
• Наличие исключительной электрической изоляции, проложенной между катушкой (управляющей цепью) и группой контактов (требования последнего стандарта – 5 кВ) – недоступная мечта для большей части полупроводниковых ключей;
• Малый уровень выделения тепла замкнутых контактов вследствие малого падения напряжения: во время коммутации тока 10 А малогабаритным реле суммарно рассеивается по катушке и контактам не более 0,5 Вт, при учете что симисторным реле отдается в атмосферу не менее 15 Вт, в результате чего приходится решать вопрос по интенсивному охлаждению, а попутно усугубляется проблема парникового эффекта на нашей планете;
• В сравнении с полупроводниковыми ключами электромагнитные реле имеют более низкую стоимость.
• Кроме достоинств электромагнитные электромеханические реле имеют и свои недостатки: не высокая скорость работы, ограниченность электрического и механического ресурса, возникновение радиопомех во время замыкания и размыкания контактов, и последнее, но наиболее неприятное свойство – возникновение серьезных проблем во время коммутации высоковольтных и индуктивных нагрузок на постоянном токе.

Как правило, электромагнитные реле применяются при коммутации нагрузок при переменном токе с напряжением 220В или при постоянном токе в диапазоне напряжений 5 – 24В и токами коммутации 10 – 16 А. Стандартными нагрузками для мощных реле являются – лампы накаливания, нагреватели, обогреватели, электромагниты, маломощные электродвигатели (к примеру, сервоприводы и вентиляторы), иные активные, индуктивные и емкостные потребители электрической энергии с диапазоном мощностей 1 Вт – 3 кВт.

Рабочее напряжение и сила тока в катушке реле не должны превышать предельно допустимых значений, поскольку уменьшение этих значений значительно снизит надежность контактирования, а их увеличение приведет к перегреву катушки, тем самым снизив надежность реле при предельно допустимых значения положительной температуры. Крайне нежелательно даже кратковременное воздействие повышенного напряжения, поскольку при этом возникают в деталях магнитопровода и в контактных группах механические перенапряжения, а электрическое перенапряжение обмотки катушки может привести к пробою изоляции во время размыкания цепи.

Во время выбора режима работы реле стоит учитывать характер воздействующих нагрузок, род и значение коммутируемого тока, частоту коммутации.

Во время коммутации индуктивных и активных нагрузок самым тяжелым является процесс размыкания цепи, поскольку образовывающийся дуговой разряд становится причиной основного износа контактов.

Принцип работы реле

Принцип работы реле – соединение/разъединение контактов посредством электропривода. Ток протекающий через обмотку катушки реле создаёт магнитное поле, которое притягивает якорь к сердечнику катушки. Этот якорь механически соединён с подвижным (общим) контактом, который отсоединяется от одного контакта (нормально замкнутого) и соединяется с другим (нормально разомкнутым). Ток в катушке реле может течь, а может не течь. Этим определяется два состояния реле. Если тока нет, то замкнуты общий и нормально замкнутый контакты, а общий и нормально разомкнутый – разомкнуты. Если ток течёт, то замкнуты общий и нормально разомкнутый и разомкнуты общий и нормально замкнутый. Схему обесточенного реле можно видеть на рисунке.

Реле позволяет одной схеме коммутировать другую, которая абсолютно отделена от первой. Например, низковольтная схема на батарейке может коммутировать напряжение промышленной сети 220 В. И нет никакой электрической связи в реле между этими двумя схемами. Только магнитная и механическая. Это и есть описание принципа работы реле.

Катушка реле пропускает через себя относительно большой ток. К примеру для 12-вольтового реле это может быть около 30 мА. Но может быть ток и 100 мА для реле, предназначенных для работы от низковольтного напряжения. Но при работе реле от микросхемы, последняя может не потянуть необходимое напряжение или ток. Для этого между микросхемой и катушкой реле ставят транзистор, который просто является усилительным элементом. Он усиливает маломощный выход микросхемы до уровня, необходимого для срабатывания реле. Но принцип работы реле при этом не нарушается – коммутация в одной схеме посредством другой без какой бы-то ни было электрической связи между ними.

Реле различаются по системе контактов, которыми они управляют. По сути, реле это электрический переключатель. Подробнее об этом можно узнать в статье Типы переключателей: SPDT, DPDT, SPST и DPST

виды, принцип работы, устройство реле

Реле – одно из наиболее распространенных устройств, применяемых для автоматизации процессов в электротехнике. По факту, это автоматический выключатель, который соединяет или разъединяет электроцепи при достижении установленных значений или под внешним воздействием. Реле применяются в промышленности для автоматизации технологических процессов, в бытовой технике, которая есть в каждом доме, например в холодильниках и стиральных машинках, для защиты сети от слишком высоких или слишком низких параметров тока. Выбор нужного устройства упрощает классификация реле по различным признакам. Содержание статьи Общее описание конструкции Понятие «реле» объединяет целое семейство устройств разной конструкции. Но в общем случае реле состоит из трех основных функциональных элементов: Воспринимающий. Это первичный элемент, который воспринимает контролируемую величину и преобразует ее в другую физическую величину. Промежуточный. Сравнивает полученное значение с заданным параметром. Если это значение выше или ниже заданного параметра, то на исполнительный элемент передается первичное воздействие. Исполнительный. Этот элемент передает воздействие в цепи, управляемые реле. В результате такого воздействия может произойти: размыкание или соединение управляемой цепи, переключение параметров тока. Исполнение и принцип действия первичного элемента зависят от того, какое назначение имеет реле и на какую физическую величину (сила тока, напряжение, свет, тепло и т.п.) оно настроено. Основные характеристики реле Независимо от вида и принципа действия реле, выделяют несколько параметров, на которые обращают внимание при выборе этого прибора: Время срабатывания – промежуток времени между поступлением управляющего сигнала и воздействием на управляемые цепи. Коммутируемая мощность – допустимая мощность электроцепи или электроустановки, которой будет управлять реле. Уставка – обычно это регулируемый параметр, который определяет величину поступающего параметра (тока, напряжения, частоты, давления, температуры), при которой происходит срабатывание реле. Виды реле: контактные и бесконтактные По устройству исполнительного компонента реле делят на контактные и бесконтактные. Контактные Воздействуют на управляемую цепь с помощью электрических контактов. Их размыкание или замыкание полностью разъединяет или замыкает электроцепь. Для изготовления контактов используются: медь, серебро, вольфрам. Количество контактов – до 10 штук. Четырех- и пятиконтактные реле используются в электрических схемах автомобилей для включения и переключения цепей. Бесконтактные Такие реле воздействуют на управляемую цепь способом изменения электрических параметров выходных электроцепей – емкости, сопротивления, индуктивности, величины тока или напряжения. Классификация реле по способу включения Первичные Эти устройства включаются непосредственно в цепь элемента, для защиты которого они предназначены. Их преимущества – не требуются измерительные трансформаторы, источники оперативного тока, контрольные кабели. Вторичные Подключаются в цепь с использованием вторичных трансформаторов. Это наиболее распространенный вид реле. Их преимущества – изоляция от высокого напряжения, возможность расположить устройство в месте, удобном для обслуживания. Вторичные реле выпускаются стандартными. Они рассчитаны на ток 5 (1) А и напряжение 100 В и могут устанавливаться в любые электроцепи, независимо от их тока и напряжения. Виды реле по назначению По назначению эти устройства бывают трех типов – управления, защиты, сигнализации. Реле управления Эти реле являются первичными. Монтируются непосредственно в электроцепь. Их роль – включение и выключение отдельных элементов схемы. Могут использоваться самостоятельно или в качестве комплектующих низковольтных комплектных устройств – ящиков, панелей, шкафов. Реле защиты Выполняют функции включения, отключения и защиты устройств, имеющих термические контакты – электродвигателей, вентиляторов. При превышении температуры термические контакты размыкаются. Оборудование может восстановить работу только после остывания термоконтактов до установленной температуры. Сигнализации Такие реле устанавливают в охранных системах автотранспорта, предприятий, придомовых территорий. Служат для формирования сигнала при достижении установленной величины параметра, который находится под контролем (ток, напряжение, частота, давление, температура, акустические параметры и другие). Разновидности электромеханических реле Наиболее распространенный вид электрических реле – электромеханические. К ним относятся: электромагнитные, индукционные, электротепловые устройства. Электромагнитные Один из видов электрических реле электромагнитное. В конструкции этого устройства имеются: обмотка со стальным сердечником, группа подвижных контактов, замыкающих и размыкающих управляемую электроцепь. Рассмотрим принцип их действия: На катушку сердечника подается управляющий ток. В сердечнике под воздействием электрического тока создается магнитное поле, притягивающее контактную группу. В зависимости от типа реле, контакты замыкают или размыкают электрическую цепь. Разновидность электромагнитных реле – поляризованные, которые отличаются от нейтральных способностью реагировать на полярность управляющего сигнала. Размыкание или замыкание контактов зависит от полярности подключения электромагнита. Обладают более высокой чувствительностью, по сравнению с нейтральными реле. Такие устройства могут использоваться только в цепях постоянного тока. Электротепловые (термические) Тепловые реле представляют собой комплекс биметаллических пластин, для изготовления которых используются металлы с разным коэффициентом расширения при нагреве. Такие реле могут использоваться в качестве защитных устройств: при превышении температуры, установленной регулятором, контакты разъединяются, и поступление тока на потребителя прекращается. Обычно тепловые реле используются в бытовых одно- и трехфазных сетях при подключении электрических двигателей. При увеличении нагрузки на двигатель выше установленной величины происходит нагрев биметаллического реле, которое при достижении определенной температуры размыкает электрическую цепь. Двигатель прекращает работу. После остывания биметаллических пластин цепь замыкается и двигатель возобновляет работу. Термические устройства могут оснащаться колесиком, с помощью которого регулируется температура отключения двигателя, и кнопкой принудительного запуска. Существует разновидность термических реле, в которых биметаллические пластины заменены легкоплавящимся сплавом. Они срабатывают практически мгновенно – при достижении определенной температуры металл расплавляется и цепь размыкается. Принцип действия таких устройств похож на принцип действия предохранителей. После срабатывания такое реле, установленное непосредственно на оборудовании в качестве последней защиты от перегорания, подлежит замене. Индукционные Принцип действия этих устройств основан на взаимодействии между переменными магнитными потоками и токами, которые формируют переменные магнитные потоки. Индукционные приборы рассчитаны только на использование в цепях переменного тока. Существуют три типа индукционных реле – с рамкой, диском, цилиндрическим ротором («стаканом»). Эти устройства широко востребованы в системах релейной защиты и автоматики. Другие виды электрических реле Твердотельные Эти электронные устройства компактны и долговечны, благодаря отсутствию трущихся механических частей. Работу механики здесь выполняют полупроводниковые элементы – биполярные и МОП-транзисторы, тиристоры, симисторы. По сравнению с твердотельными, они имеют следующие преимущества: Низкий уровень шума при работе. Очень высокая наработка на отказ, которая в 100 раз и более превышает ресурс электромагнитных устройств. Быстродействие, составляющее доли миллисекунд, у электромагнитных 50 мс – 1с. Электропотребление ниже на 95 %. Однако твердотельные реле имеют не только достоинства, но и недостатки. Одним из них является слабая устойчивость к импульсным перенапряжениям, которые электромагнитным реле практически не страшны. При использовании твердотельных реле необходимо предусмотреть схемотехническое решение, которое ограничивает эти импульсы. Есть и еще минусы – нагрев при работе, наличие токов утечки, приводящих к наличию напряжения на фазном проводе даже при отключенном реле. Твердотельные реле применяют в системах регулирования температуры, в которых в качестве нагревателей используются ТЭНы, в промышленной автоматике, телеметрии, механизмах оборудования, используемого в металлургической и химической индустрии, в медоборудовании, военной электронике. Герконовые Реле этого типа представляют собой герконовую катушку. Это баллон, заполненный инертным газом, или внутри которого создан вакуум. Внутри баллона располагают соединительные элементы из пермаллоя – прецизионного сплава (сплава с точно заданным химическим составом), включающего железо и никель. Эти соединительные элементы имеют вид проволоки с контактами. Их покрывают серебряным или золотым напылением. Геркон размещают в середине электрического магнита или в пределах действия его поля. При подаче тока на обмотку электромагнита образуется магнитный поток, который запирает контакты. Герконовые реле могут выполнять функции: замыкающие, переключающие, размыкающие. Преимущества этих устройств – компактные габариты, доступная цена, отсутствие трущихся частей, что продлевает срок службы. Тот факт, что контактная группа располагается в инертном газе или вакууме и надежно защищена от влаги, повышает надежность реле. При использовании герконовых реле следует избегать: близкого присутствия источника ультразвука, который будет негативно влиять на работоспособность; воздействия постороннего магнитного поля; механических повреждений. Колба изготавливается обычно из стекла, поэтому ее нужно всячески оберегать от механических воздействий. При разбитой колбе контактная группа срабатывать не будет. Герконовые реле можно использовать только в системах, в которых параметры электропитания находятся в пределах, установленных в технической документации. При подаче слишком высоких токов произойдет размыкание контактов. Нарушения в работе герконовых реле наблюдаются и в случаях подачи тока слишком низкой частоты. Фотоэлектронные (фотореле) Основой фотоэлектронного реле является полупроводниковый элемент – фоторезистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от изменения освещенности. Фотореле – прибор, широко применяемый коммунальными службами. Он надежен в работе и обеспечивает существенную экономию электроэнергии и безопасность на улицах. При повышении освещенности все осветительное оборудование отключается, а при наступлении темноты – включается. Большинство таких приборов оснащено регулятором порога срабатывания и механическим выключателем. Виды реле по типу поступающего параметра По этому параметру разделяют реле: тока, мощности, частоты, напряжения, давления, акустических величин, количества газа. Устройства могут быть максимальными и минимальными. Реле, которые срабатывают при превышении заданной величины, называют «максимальными», а при ее падении ниже заданного уровня – «минимальными». Реле тока Реле тока реагируют на резкие перепады тока и при необходимости отключают отдельную нагрузку или всю систему электроснабжения. Величина максимального тока, при которой необходимо отключить потребителей, устанавливается регулятором. Реле напряжения Реле напряжения реагируют на величину напряжения и включаются через трансформаторы напряжения. Используются для контроля фаз напряжения в электросетях и защиты электроприборов. Основой такого реле является контроллер быстрого реагирования, отслеживающий отклонения напряжения за установленные пределы. Общепринятый стандарт срабатывания таких реле – ниже 170 В и выше 250 В. Реле частоты Служат для контроля частоты переменного тока, которая должна быть равна 50 или 60 Гц в одно- и трехфазных сетях. Обычно имеют фиксированные задержки срабатывания. Пороги размыкания цепи, которая находится под контролем, можно регулировать. Режим работы этого устройства может предусматривать наличие «памяти» аварии. Реле мощности Устройство, ограничивающее мощность, действует аналогично ограничителю тока нагрузки. При превышении установленного порога мощности происходит отключение потребителя. Реле ограничения мощности часто оснащаются функцией автоматического повторного включения. То есть, после снижения нагрузки работа оборудования возобновляется автоматически. Реле давления Реле давления – важнейший прибор, используемый в насосном оборудовании для контроля перепадов давления воды, масла, нефти, воздуха. Различают два основных типа таких приборов – электромеханические и электронные. Электромеханические реле имеют в конструкции особый элемент, реагирующий на изменение давления в системе, – гибкую мембрану, которая изгибается под напором жидкости (воздуха) в системе. Она соединяется с двумя пружинами, одна из которых настраивается на минимально допустимый напор, а вторая – на разницу между верхней и нижней границами давления в системе. При снижении давления в системе ниже минимального порога реле включает насосное оборудование, при превышении верхнего порога – отключает. Это простые и надежные устройства, но не очень удобные в эксплуатации. Оператору приходится регулярно проверять настройки и при необходимости их корректировать. Электронные устройства имеют более сложную конструкцию. Пределы можно устанавливать очень точно и при эксплуатации контролировать их не требуется. Электронные приборы чувствительны к гидроударам, поэтому их оснащают небольшими гидробаками (объем – примерно 400 мл). Электронное реле давления устанавливается между насосным оборудованием и первой точкой водоразбора. Реле акустические Акустические реле реагируют на изменение акустических величин – частоты звуковой волны, ее давления или акустических характеристик материалов – коэффициентов поглощения и отражения. Принцип действия может быть механическим или электрическим. В акустических приборах механического действия предусмотрена мембрана, которая прогибается под давлением звуковых волн, и при достижении определенной величины давления происходит замыкание контакта. В состав электрических акустических приборов входят: воспринимающий орган (микрофон, фильтр), усилитель, выходное электрическое реле. Устройства, срабатывающие на любой шум, часто используются совместно с системой освещения. Они реагируют на любой возникающий шум в помещении и дают сигнал на включение света. Обычно их устанавливают в коридорах и на лестничных площадках. Также акустические реле широко используются в охранных системах, «интеллектуальных» игрушках. Газовые реле Эти приборы применяются для обеспечения газовой защиты. Они представляют собой металлический корпус, врезанный в маслопровод. Реле в нормальном состоянии заполнено маслом, а его контакты находятся в разомкнутом состоянии. При повышении содержания газов они заполняют верхнюю часть реле с одновременным вытеснением масла. Поплавок, имеющийся в конструкции, с понижением уровня масла опускается, поворачивается вокруг своей оси и вызывает замыкание контактов в сигнальной цепи. Сформированный сигнал предупреждает о высокой загазованности среды. Промежуточные реле «Промежуточным» называют реле, которое играет в цепи не главную, а вспомогательную роль. Рассчитано на установку в автоматических схемах и цепях управления. Его функции – увеличение числа контактов основного реле, когда необходимо замкнуть или разомкнуть несколько цепей, замкнуть одну и одновременно разомкнуть другую цепь, выполнить другие задачи. Они используются в схемах усиления и преобразования электрических сигналов, запоминания информации и программирования, распределения электрической энергии с управлением работой отдельных элементов, сопряжения элементов радиоэлектронной аппаратуры с разными принципами действия. Часто функции промежуточных выполняют электромагнитные реле, в которых в зависимости от конструкции и области применения имеются контакты следующих типов: Нормально разомкнутые (замыкающие). При отсутствии электропитания находятся в разомкнутом состоянии. При подаче напряжения происходит их замыкание. Нормально замкнутые (размыкающие). В нормальном состоянии такие контакты находятся в замкнутом состоянии, а при поступлении электропитания контакты размыкаются. Перекидные. В таких реле при отсутствии напряжения имеется средний контакт, замкнутый с одним из неподвижных контактов. При подаче тока средний контакт разрывает связь с первым неподвижным контактом и замыкается со вторым неподвижным контактом. Обозначение реле на схеме Обозначение реле на принципиальной схеме На электрических схемах реле обозначается прямоугольником, от наибольших сторон которого показаны выводы питания. Функциональное назначение реле указывается на схеме буквами: KA – тока; KV – напряжения; KB – блокировки; KBS – блокировки от многократного включения; KH – указательное; KL – промежуточное; KQ – фиксации положения выключателя; KSV – контроля цепи напряжения; KSP – контроля давления; KSH – контроля напора; KSL – контроля уровня жидкости; KSR – скорости; KSQ – состава вещества; KW – мощности; KZ – сопротивления. Была ли статья полезна? Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось? Другие материалы по теме Анатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Что такое реле? – Основы схемотехники

Реле – это электромагнитный переключатель, который размыкает и замыкает цепи электромеханическим или электронным способом. Относительно небольшой электрический ток, который может включать или выключать гораздо больший электрический ток, приводит в действие реле. Реле работают так же, как некоторые электрические изделия, поскольку они получают электрический сигнал и отправляют сигнал другому оборудованию, включая и выключая переключатель. Даже если контакт реле нормально замкнутый или нормально разомкнутый, они не находятся под напряжением.Его состояние изменится, только если на контакты подать электрический ток.

Реле

используются во многих приложениях. Электромагнитные реле защищают различное оборудование переменного и постоянного тока. Он также используется в качестве вспомогательных реле в контактных системах схем защитных реле, для дифференциальной защиты и защиты от максимального или минимального тока различного оборудования переменного и постоянного тока. Текущая схема ретрансляции пилот-сигнала несущей защищает линии передачи.

Как работают реле

Конструкция реле

На рисунке выше показана схема внутренних секций реле.Катушка управления окружает железный сердечник. Электромагнит начинает подавать питание, когда ток проходит через катушку управления, а затем усиливает магнитное поле. Электромагнит подключается к источнику питания через контакты нагрузки и управляющего переключателя. Верхний контактный рычаг притягивается к нижнему фиксированному рычагу и затем замыкает контакты, что приводит к короткому замыканию. Затем контакт перемещается в противоположном направлении и создает разрыв цепи после обесточивания реле.

Подвижный якорь вернется в исходное положение при отключении тока катушки. Сила, вызывающая его движение, будет почти такой же, как половина силы магнитного поля. Пружина и гравитация обеспечивают эту силу.

Реле

могут работать двумя способами. Первый – в приложении низкого напряжения, а другой – в приложении высокого напряжения. Он используется для снижения шума всей цепи в системах с низким напряжением. С другой стороны, реле уменьшают искрение в высоковольтных приложениях.

Что такое обратный ход индуктора?

Обратный ход индуктора – это скачок напряжения, создаваемый катушкой индуктивности при отключении или понижении подачи питания. Скачок напряжения происходит, когда ток, протекающий через катушку индуктивности, постоянный. Постоянная времени индуктора ограничивает скорость изменения тока точно так же, как постоянная времени конденсатора ограничивает скорость изменения напряжения на его выводах.

Всплеск напряжения обратного хода

Обратное напряжение, создаваемое индуктивными нагрузками, повредит компонент, используемый для размыкания и замыкания цепи.Катушка индуктивности найдет способ привести ток в соответствие с кривой рассеяния. Как показано на рисунке выше, падение напряжения на резисторе путем переключения его полярности будет поддерживать ток, протекающий в катушке индуктивности. Для этого используется энергия магнитного поля. Ток по-прежнему не будет течь с идеальной скоростью катушки индуктивности, даже если на зазоре резистора уже есть падение напряжения. Перед размыканием переключателя индуктор хочет, чтобы ток составлял 99%. Однако умножение небольшого тока на такое большое сопротивление приведет к огромному напряжению.Как показано на рисунке, индуктор использовал избыток накопленной энергии для создания огромного отрицательного потенциала на одной стороне резистора зазора для достижения большого падения напряжения. Следовательно, ток течет согласно кривой диссипации.

Зачем реле нужен ограничитель переходных процессов?

Реле

нуждается в ограничителе переходных процессов, чтобы предотвратить возможность выхода из строя коммутационного устройства в цепи из-за индуктивного обратного хода. Он обеспечивает протекание тока после отключения индуктора.

Замкнутый контур с обратным диодом

На рисунке выше полярность источника питания и диода противоположна друг другу. Таким образом, диод находится в обратном смещении всякий раз, когда переключатель замкнут. Поскольку это обратное смещение, это не повлияет на схему, потому что диод не пропускает ток.

Обрыв цепи с обратным диодом

На рисунке выше показана разомкнутая цепь, в которой катушка индуктивности поменяла полярность, а диод находится в прямом смещении.В этой установке диод позволяет течь и рассеивать ток с той скоростью, которую требует индуктор. Добавление диода дает возможность протеканию тока. Таким образом, катушка индуктивности должна создавать лишь небольшое падение напряжения для развития идеального протекания тока, поскольку диоды имеют почти нулевое сопротивление при прямом смещении. При такой настройке коммутационное устройство не будет повреждено. Следовательно, когда переключатель разомкнут, обратная полярность индуктора будет соответствовать полярности диода и предотвратит скачок напряжения обратного хода.

Нормально открытый, нормально закрытый и общий зажим

• Нормально открытый (NO) терминал – подключите ваше устройство (например, светодиод или любую нагрузку) к этому терминалу, если вы хотите, чтобы устройство было выключено, когда реле не запитано, и включено, когда реле запитано.

• Нормально замкнутый (NC) терминал – подключите к этому терминалу, если вы хотите, чтобы ваше устройство было выключено, когда реле включено, и нормально включалось, когда реле не запитано.

• Общий терминал – это терминал реле, к которому вы подключаете первую часть вашей цепи.Когда реле находится под напряжением, а переключатель замкнут, общая клемма и нормально разомкнутая клемма имеют целостность. С другой стороны, когда реле не запитано, а переключатель разомкнут, общая клемма и нормально закрытая клемма имеют целостность.

• COIL – клеммы, на которые подается напряжение для подачи питания на катушки, которые в конечном итоге замыкают переключатель. Здесь полярность не важна. Любая из сторон может быть отрицательной или положительной. Однако при использовании диода полярность имеет значение.

Контакты в реле 5 В SRD-05VDC-SL-C

Пример схемы с использованием реле 5 В SRD-05VDC-SL-C

S-контактный разъем является входом. Контакт + подключается к источнику питания +5 В постоянного тока, а контакт – подключается к заземлению источника питания. Реле и светодиод будут работать при наличии высокого сигнала на входе S. Диод на катушке реле предназначен для предотвращения ЭДС от катушки. Транзистор обеспечивает усиление по току, а небольшой входной ток может переключать относительно большой ток, необходимый для работы катушки реле.Вы можете подключить вход S платы реле к любому из цифровых выходов Arduino Uno. В данном случае он подключен к выводу 13, который можно включать и выключать. Лампочка и аккумулятор 12 В подключены последовательно к общей клемме и нормально разомкнутым штыревым контактам на модуле реле. Реле сработает и включит лампочку, когда на выходе Arduino высокий уровень. Если добавить еще одну лампочку к нормально замкнутому штыревому контакту реле, будут попеременно мигать лампочки.

Что такое реле, его функции, типы и схема подключения реле

Все мы знаем о пультах телевизора, на которых мы можем нажать одну кнопку, чтобы включить функцию, реле работают аналогично этому. Реле используются, чтобы исключить прямую связь пользователей с электронным оборудованием, чтобы защитить их от ожидаемого высокого напряжения. Если сосредоточены огромные отрасли промышленности, они используют реле большей мощности для оптимизации работы двигателей и насосов.

Общее назначение реле можно понять, проанализировав включение фар.Кнопку переключения фар можно найти на приборной панели автомобиля, и при перемещении они подают небольшой ток на катушку, что приводит к включению контактора. Затем срабатывает реле, управляя нагрузкой большой мощности (фары). Есть много других распространенных примеров реле из нашей повседневной жизни.

У каждого дома есть холодильник и реле, управляющие оборудованием, отвечающим за работу и производство холода. Светофоры – еще одно применение реле, где они используются в качестве переключающего компонента.Движение и направление автоматических гаражных ворот также используют реле для оптимального переключения контактов.

Можно с уверенностью сказать, что реле отвечают за подачу питания на электронное оборудование и работают над их функционированием для обеспечения оптимальной работы. Они облегчили нам жизнь, добавив факторы автоматизации наряду с безопасной и бесперебойной работой электронного оборудования. Это означает, что нет никаких угроз, связанных с высоким напряжением, поскольку во время поломки электроники не будет контакта.

На диаграмме основное внимание уделяется внутреннему участку реле в цепи. Контрольная монета ограничена железным сердечником. Источник питания соединяется с электромагнитом через контакты нагрузки и переключатель управления. Когда энергия подводится к цепи через управляющую катушку, магнитные поля усиливаются при включении питания. Таким образом, верхние контактные рычаги притягиваются к нижнему фиксированному рычагу, который замыкает контакты, приводящие к короткому замыканию. Однако, если реле было обесточено, возникает разрыв цепи с противоположным движением контакта.

Когда ток в катушке прекращается, подвижный якорь возвращается в исходное положение с силой, равной половине магнитной силы и электрической силы. Основными причинами этой силы являются сила тяжести и пружина.

Реле выполняют две основные функции, такие как приложение высокого напряжения и приложение низкого напряжения. В случае высокого напряжения искрение уменьшается, в то время как в приложениях с низким напряжением общий шум цепи снижается до минимума.

Теперь отпустите кнопку START, и ток начнет течь по разомкнутому переключателю START.Чтобы выключить свет, нажимаем на кнопку СТОП, и это обесточит катушку. Как только кнопка СТОП отпущена, кнопка СТАРТ будет нажата, и в этом вся суть цепи реле!

Если вам нужно реле Omron, вы можете связаться с нами в Electgo, чтобы купить реле Omron по относительно низким ценам. Если вы войдете на наш сайт, вам будет предоставлена ​​скидка. Мы – лучший выбор, потому что у нас есть собственная команда инженеров, которые лучше всех предоставляют техническую поддержку нашим клиентам.После того, как вы купите реле у нас, мы также предоставим техническое описание реле для предоставления информации.

Тема, которая может вас заинтересовать:

Релейные схемы

»Примечания по электронике

При использовании реле, электромеханических реле или герконов необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности для обеспечения максимальной надежности цепей и работы.

---

Технология реле включает:
Основы реле Герконовое реле Характеристики герконового реле Цепи реле Твердотельное реле

---

Реле, в том числе герконовые реле, очень просты в использовании, однако при их использовании можно принять несколько простых мер предосторожности, чтобы обеспечить наилучшую производительность и максимальную надежность.

Понимание некоторых схемотехник, необходимых для реле, может иметь большое значение, особенно при сопряжении реле с другими электронными схемами.

Рассмотрение схем реле можно разделить на две основные области: схемы драйверов и коммутируемые схемы.

Применение правильных компонентов и защиты для обоих может существенно повлиять на работу схемы, а также на надежность реле.

Цепи управления реле

В релейных схемах, используемых для управления реле, часто используются полупроводниковые устройства.Хотя в простейших релейных схемах просто включается переключатель, замыкающий цепь, для применения реле часто требуется слабый сигнал, возможно, от какой-либо схемы микроконтроллера или другого устройства для приведения в действие реле.

При такой работе необходим полупроводниковый драйвер. Самый простой – биполярный транзистор, хотя полевые транзисторы работают одинаково хорошо.

Цепь реле с общим эмиттером NPN
Реле приводится в действие катушкой. Это создает магнитное поле, которое используется для приведения в действие реле, будь то герконовое реле или электромеханическое реле.Может означает, что когда полупроводниковый переключатель находится во включенном состоянии, ток начнет течь. Оно будет постепенно расти из-за индуктивности, и это будет означать, что до срабатывания реле пройдет определенное время. Однако, когда переключатель внезапно открывается, возникает большая обратная ЭДС. Он может быть достаточно большим, чтобы повредить драйвер.

Уровень генерируемой обратной ЭДС будет равен -L di / dt – другими словами, чем выше скорость изменения, тем больше генерируемое напряжение обратной ЭДС.Даже при низких значениях питающей шины генерируемые противо-ЭДС могут возрасти до нескольких сотен вольт, если переключение происходит достаточно быстро. Этого более чем достаточно, чтобы разрушить полупроводниковый прибор.

Схема управления реле простого транзистора с общим эмиттером

Для подавления этой обратной ЭДС поперек катушки обычно устанавливается диод. Поскольку обратная ЭДС будет иметь полярность, противоположную нормальному напряжению на катушке, диод, который смещен в обратном направлении при нормальной работе, перейдет в прямую проводимость, и весь ток, вызванный, кроме обратной ЭДС, рассеется, тем самым подавляя обратную ЭДС. .Используя схему диодной защиты для драйвера реле, он будет подвергаться воздействию только максимального напряжения питания плюс напряжение прямой проводимости диода, которое составляет 0,6 или 0,7 вольт.

В идеале ограничивающий диод должен располагаться как можно ближе к катушке реле. В случае схем герконового реле код можно даже поместить внутри мю-металлического экрана – это помогает снизить уровень генерируемых радиочастотных помех и может улучшить характеристики ЭМС.

Когда эта схема используется в типичной схеме драйвера с общим эмиттером, которая, вероятно, является наиболее обычной формой, можно видеть, что диод подключается непосредственно к катушке реле.

Когда на вход подается высокое напряжение, это приводит к тому, что ток течет в цепи базы, включая транзистор, заставляя ток течь через катушку реле и приводя в действие переключатель.

В этой конкретной схеме резистор последовательной базы выбран равным 2 кОм. Это обеспечивает достаточный базовый ток для включения транзистора реле. В схеме требуется ограничить базовый ток. Резистор от базы до 0В выбран равным 22 кОм. Это должно быть примерно в десять раз больше, чем у последовательного резистора, и это необходимо для обеспечения возврата базы к нулевому напряжению, если база разомкнута или напряжение возбуждения снято.

Значения следует выбирать для конкретных условий схемы, коэффициента усиления транзистора, рабочего тока реле и т. Д.

Также возможно использовать транзисторы PNP вместо показанной версии NPN. При этом, очевидно, необходимо поменять местами источники питания, но также необходимо поменять полярность диодов.

Релейная схема эмиттерного повторителя NPN
Хотя схема реле с общим эмиттером будет самой популярной, иногда полезно использовать конфигурацию с общим коллектором или эмиттерным повторителем для схемы реле.

Эта схема реле просто заменяет резистор эмиттера катушкой реле. И снова диод включен в цепь реле, чтобы предотвратить повреждение от обратной ЭДС, индуцированной при выключении.

Базовый резистор помещается в схему для ограничения тока базы, хотя во многих случаях это может не требоваться.

Простая схема управления реле с эмиттерным повторителем

Как и в схеме с общим эмиттером, эта схема также может использовать PNP-транзистор, но с обратной полярностью диода и питанием.

В некоторых случаях может потребоваться более высокий уровень усиления по току. Эту проблему можно решить с помощью транзистора Дарлингтона. Однако имейте в виду, что падение напряжения на базе эмиттера в два раза больше, чем у одиночного транзистора, то есть 1,2 В вместо 0,6 В для кремниевого транзистора и Дарлингтона.

Реле коммутируемых цепей

Несмотря на то, что важно правильно спроектировать цепи для управления реле, есть также моменты, которые следует отметить в отношении цепей, которые также переключаются реле.Это особенно важно для герконовых реле, контакты которых более подвержены повреждению.

Одной из ключевых областей важности является текущее состояние после закрытия контактов. Даже при управлении цепями, которые могут считаться слаботочными, пусковой ток, вызванный конденсаторами, используемыми для развязки, и т. Д. Может привести к сильным всплескам тока при переключении. Это может значительно сократить срок службы герконового реле, поскольку пусковой ток может во много раз превышать номинальный максимальный ток.

Даже относительно небольшие конденсаторы могут использовать пики тока на многих ампер, и это может значительно сократить срок службы контактов реле, особенно герконов.

Этот факт можно уменьшить, сбалансировав степень развязки и выбрав минимальное значение, совместимое с применением хорошей развязки на шинах напряжения или линиях, которые переключаются. Также можно использовать резисторы малой серии для уменьшения перенапряжения. Здесь необходимо рассчитать падение напряжения на последовательном резисторе, и если какой-либо ток проходит, его необходимо удерживать в допустимых пределах.

Есть много разных схем, которые можно использовать с реле. Фактическая схема реле, которая лучше всего, будет зависеть от многих факторов и часто возникает из-за окружающих цепей, которые добавляют общие требования.

Другие электронные компоненты: Резисторы
Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Что такое реле? | Схема контактов релейного переключателя

Реле управляют цепями путем размыкания и замыкания контактов в другой цепи. Для работы катушки требуется относительно небольшое количество энергии, но она сама может использоваться для управления двигателями, нагревателями, лампами или цепями переменного тока, которые сами могут потреблять намного больше электроэнергии.

Эти переключатели используются для электромеханического или электронного размыкания и замыкания цепей. Когда контакт разомкнут, он не запитан.Когда он замкнут, есть замкнутый контакт, когда он не запитан. В любом случае подача электрического тока на контакты изменит их состояние.

Обычно они используются для переключения меньших токов в цепи управления и обычно не управляют устройствами, потребляющими мощность, за исключением небольших двигателей и соленоидов, потребляющих малый ток. Тем не менее, он может «контролировать» большие напряжения и амперы, оказывая усиливающий эффект, потому что небольшое напряжение, приложенное к катушке, может привести к коммутации большого напряжения контактами.

Схема выводов

Релейный переключатель DPDT Релейный переключатель DPDT

Защитные реле могут предотвратить повреждение оборудования путем обнаружения электрических аномалий, включая перегрузки по току, минимальный ток, перегрузки и обратные токи. Кроме того, они также широко используются для включения пусковых катушек, нагревательных элементов, контрольных ламп и звуковой сигнализации.

Типы:

В электромеханических реле (ЭМИ) контакты размыкаются или замыкаются с помощью магнитов. Твердотельные реле (SSR) не имеют контактов, а переключение полностью электронное.Функции, выполняемые тяжелым оборудованием, часто требуют коммутационных возможностей электромеханических реле. SSR переключает ток с помощью неподвижных электронных устройств, таких как кремниевые выпрямители.

SSR не должен возбуждать катушку или размыкать контакты. Им требуется меньшее напряжение для переключения, они включаются и выключаются быстрее, потому что в них нет движущихся физических частей.

Хотя отсутствие контактов и движущихся частей означает, что SSR не подвержены искрению и не изнашиваются.Контакты на электромеханических реле могут быть заменены, тогда как весь SSR должен быть заменен, когда какая-либо часть выходит из строя. Из-за конструкции SSR существует остаточное электрическое сопротивление и / или утечка тока независимо от того, разомкнуты или замкнуты переключатели.

Существует много типов релейных переключателей, но часто транзисторы и полевые МОП-транзисторы используются в качестве основного переключающего устройства. Транзисторы обеспечивают быстрое переключение катушки от различных источников.

Типичная схема релейного переключателя имеет катушку, управляемую транзисторным переключателем NPN, TR1, как показано, в зависимости от уровня входного напряжения.Когда базовое напряжение транзистора равно нулю (или отрицательно), транзистор отключен и действует как разомкнутый переключатель. В этом состоянии ток коллектора не течет и он обесточивается, потому что, будучи токовыми устройствами, если ток не течет в базу, то ток не будет проходить через катушку.

Цепи релейного переключателя

Цепь релейного переключателя NPN

Когда базовое напряжение транзистора равно нулю (или отрицательно), транзистор отключен и действует как разомкнутый переключатель. В этом состоянии ток коллектора не течет и он обесточивается, потому что, будучи устройствами тока, если ток не течет в базу, то ток не будет течь через катушку.

Цепь релейного переключателя NPN

Цепь релейного переключателя NPN Дарлингтона

Два NPN-транзистора соединены так, что ток коллектора первого транзистора TR1 становится током базы второго транзистора TR2. Приложение положительного базового тока к TR1 автоматически включает переключающий транзистор TR2.

Цепь переключателя реле Дарлингтона

Цепь переключателя реле повторителя эмиттера

Конфигурация

с общим коллектором или эмиттерным повторителем очень полезна для приложений согласования импеданса из-за очень высокого входного импеданса (~ сотни тысяч Ом) при относительно низком выходном сопротивлении для переключения катушки.

Цепь переключателя реле повторителя эмиттера

Цепь переключателя реле Дарлингтона эмиттера

Очень небольшой положительный базовый ток, приложенный к TR1, вызывает намного больший ток коллектора, протекающий через TR2 из-за умножения двух значений Beta.

Реле Дарлингтона эмиттера с цепью

Цепь переключателя реле PNP

Эта схема требует разной полярности рабочего напряжения. Ток нагрузки течет от эмиттера к коллектору, когда база смещена в прямом направлении с напряжением, более отрицательным, чем на эмиттере.Чтобы ток нагрузки реле протекал через эмиттер к коллектору, и база, и коллектор должны быть отрицательными по отношению к эмиттеру.

Цепь релейного переключателя PNP

Цепь релейного переключателя коллектора PNP

Релейная нагрузка подключена к коллектору транзисторов PNP. Переключающее действие транзистора и катушки происходит, когда Vin имеет низкий уровень, транзистор «включен», а когда Vin имеет высокий уровень, транзистор «выключен».

Цепь переключателя реле коллектора PNP

Цепь переключателя реле N-канального полевого МОП-транзистора

Схема релейного переключателя MOSFET подключена в конфигурации с общим источником.При нулевом входном напряжении, состоянии LOW, значении V _GS , привода затвора недостаточно для открытия канала, и транзистор находится в состоянии «ВЫКЛ».

Схема переключателя реле N-канального полевого МОП-транзистора

Схема переключателя реле P-канального полевого МОП-транзистора

Когда на затвор подается ВЫСОКИЙ уровень напряжения, P-канальный MOSFET будет выключен. Выключенный E-MOSFET имеет очень высокое сопротивление канала и действует почти как разомкнутая цепь. Когда на затвор подается НИЗКИЙ уровень напряжения, P-канальный MOSFET будет включен.

Схема переключателя реле с P-каналом MOSFET

Схема переключателя с логическим управлением

Относительно небольшое положительное напряжение, превышающее пороговое напряжение V _T , на его высокоимпедансном затворе заставляет его начать проводить ток от своего вывода стока к выводу истока. В отличие от биполярного переходного транзистора, который требует тока базы для его включения, e-MOSFET требует только напряжения на затворе, поскольку из-за его изолированной конструкции затвора нулевой ток течет в затвор.

Схема релейного переключателя с логическим управлением

BJT – это хорошие и дешевые схемы переключения реле, но они являются устройствами, управляемыми током. Они преобразуют небольшой ток базы в больший ток нагрузки, чтобы запитать катушку. Однако переключатель MOSFET работает лучше как электрический переключатель, поскольку для его включения практически не требуется ток затвора, преобразуя напряжение затвора в ток нагрузки. Следовательно, полевой МОП-транзистор может работать как переключатель, управляемый напряжением.

Цепь переключателя реле микроконтроллера

---

Дополнительные базовые статьи доступны в учебном уголке.

Эта статья была впервые опубликована 5 июня 2017 г. и обновлена ​​до 18 августа 2020 г.

реле | Electronics Club

Реле | Клуб электроники

Выбор | Защитные диоды | Герконовые реле | Преимущества и недостатки

См. Также: Переключатели | Диоды

Реле – это переключатель с электрическим управлением . Ток, протекающий через катушку реле создает магнитное поле, которое притягивает рычаг и меняет контакты переключателя.Ток катушки может быть включен или выключен, поэтому реле имеют два положения переключателя, и большинство из них двойной ход ( переключающий ) переключайте контакты, как показано на схеме.

Обозначение цепи

Реле

позволяют одной цепи переключать вторую цепь, которая может быть полностью отделена от первой. Например, цепь батареи низкого напряжения может использовать реле для переключения цепи сети 230 В переменного тока. Внутри реле нет электрического соединения между двумя цепями, связь магнитная и механическая.

Катушка реле пропускает относительно большой ток, обычно 30 мА для реле 12 В, но для реле, рассчитанных на работу от более низких напряжений, он может достигать 100 мА. Большинство микросхем не могут обеспечить этот ток и транзистор обычно используется для усиления небольшого тока ИС до большего значения, необходимого для катушки реле. Максимальный выходной ток популярной микросхемы таймера 555 составляет 200 мА, этого достаточно для непосредственного питания катушки реле.

Реле

обычно бывают SPDT или DPDT, но они могут иметь гораздо больше наборов переключающих контактов, например, легко доступны реле с 4 наборами переключающих контактов.Для получения дополнительной информации о переключающих контактах и ​​терминах, используемых для их описания см. страницу о переключателях.

На анимированной картинке показано работающее реле с катушкой и переключающими контактами. Вы можете увидеть рычаг слева, притягиваемый магнетизмом, когда катушка включен. Этот рычаг перемещает контакты переключателя. Есть один набор контактов (SPDT) на переднем плане и еще один позади них, что делает реле DPDT.

Реле с контактами катушки и переключателя

В каталоге или на веб-сайте поставщика должны быть указаны соединения реле.Катушка обычно видна и может быть подключена любым способом. Катушки реле при выключении производят короткие всплески высокого напряжения, и это может разрушить транзисторы и микросхемы в цепи. Чтобы предотвратить повреждение, необходимо подключить защитный диод на катушке реле.

Большинство реле предназначены для монтажа на печатной плате, но вы можете припаять провода прямо к контактам. при условии, что вы позаботитесь о том, чтобы пластиковый корпус реле не плавился.

Подключения переключателя реле обычно помечены как COM, NC и NO:

• COM = Общий, всегда подключайтесь к нему, это подвижная часть переключателя.
• NC = нормально замкнутый, COM подключен к нему, когда катушка реле отключена от .
• NO = нормально открытый, COM подключен к этому, когда катушка реле на .

Подключитесь к COM и NO , если вы хотите, чтобы коммутируемая цепь была включена, когда катушка реле находится на .

Подключитесь к COM и NC , если вы хотите, чтобы коммутируемая цепь была включена, когда катушка реле выключена .

---

---

Выбор реле

При выборе реле необходимо учитывать несколько особенностей:

1. Физический размер и расположение штифтов
   Если вы выбираете реле для существующей печатной платы, вам необходимо убедиться, что его размеры и расположение штифтов подходят. Вы должны найти эту информацию в каталог поставщика или на его сайте.
2. Напряжение катушки
   Номинальное напряжение и сопротивление катушки реле должны соответствовать цепи питания катушка реле.Многие реле имеют катушку, рассчитанную на питание 12 В, но реле 5 В и 24 В также легко доступны. Некоторые реле отлично работают с напряжением питания. что немного ниже их номинального значения.
3. Сопротивление катушки
   Цепь должна обеспечивать ток, необходимый для катушки реле. Вы можете использовать закон Ома для расчета силы тока:

Ток катушки реле =	напряжение питания
	сопротивление катушки

Например: реле питания 12 В с сопротивлением катушки 400 пропускает ток 30 мА.Это нормально для микросхемы таймера 555 (максимальный выходной ток 200 мА), но это слишком много для большинства микросхем, и они потребуют транзистор для усиления тока.

4. Номиналы переключателей (напряжение и ток)
   Переключающие контакты реле должны соответствовать цепи, которой они должны управлять. Вам нужно будет проверить номинальные значения напряжения и тока. Обратите внимание, что номинальное напряжение обычно выше для переменного тока, например: «5 А при 24 В постоянного тока или 125 В переменного тока».
5. Расположение переключающих контактов (SPDT, DPDT и т. Д.)
   Большинство реле являются SPDT или DPDT, которые часто описываются как «однополюсное переключение» (SPCO). или «двухполюсное переключение» (DPCO).Для получения дополнительной информации см. Страницу переключатели.

Rapid Electronics: реле

---

Защитные диоды для реле

Транзисторы и ИС должны быть защищены от кратковременного образования высокого напряжения. когда катушка реле выключена. На схеме показано, как сигнальный диод (например, 1N4148) подключается «назад» через катушку реле для обеспечения этой защиты.

Ток, протекающий через катушку реле, создает магнитное поле, которое внезапно схлопывается. при отключении тока.Внезапный коллапс магнитного поля вызывает кратковременное высокое напряжение на катушке реле, которое может повредить транзисторы и микросхемы. Защитный диод позволяет индуцированному напряжению пропускать кратковременный ток через катушку. (и диод), поэтому магнитное поле исчезает быстро, а не мгновенно. Это предотвращает индуцированное напряжение становится достаточно высоким, чтобы вызвать повреждение транзисторов и микросхем.

---

---

Герконовые реле

Герконовые реле состоят из катушки, окружающей геркон.Герконовые переключатели обычно управляются с помощью магнита, но в герконовом реле течет ток. через катушку, чтобы создать магнитное поле и замкнуть геркон.

Реле

обычно имеют более высокое сопротивление катушки, чем стандартные реле. (Например, 1000) и широкий диапазон питающих напряжений (например, 9-20В). Они способны переключать намного быстрее стандартных реле, до нескольких сотен раз в секунду; но они может переключать только малые токи (например, максимум 500 мА).

Показанное герконовое реле подключается к стандартному 14-контактному разъему DIL («держатель IC»).

Rapid Electronics: герконовые реле

Фотография © Rapid Electronics

---

Сравнение реле и транзисторов

Подобно реле, транзисторы могут использоваться в качестве переключателя с электрическим управлением. Для коммутации небольших токов постоянного тока (<1 А) при низком напряжении они обычно лучше выбор чем реле. Однако транзисторы не могут переключать переменный ток (например, электросеть). а в простых схемах они обычно не подходят для коммутации больших токов (> 5 А).В этих случаях потребуется реле, но учтите, что для переключения все же может потребоваться маломощный транзистор. ток для катушки реле.

Основные преимущества и недостатки реле перечислены ниже:

Преимущества реле:

• Реле могут переключать переменного тока и постоянного тока, транзисторы могут переключать только постоянный ток.
Реле
• могут переключать на более высокие напряжения , чем на стандартные транзисторы.
Реле
• часто являются лучшим выбором для коммутации больших токов (> 5A).
• Реле могут переключать множество контактов одновременно.

Недостатки реле:

• Реле на более громоздкие, чем на транзисторы, для коммутации малых токов.
• Реле не может переключаться быстро (кроме герконовых реле), транзисторы могут переключаться много раз в секунду.
• Реле потребляют больше энергии из-за тока, протекающего через их катушку.
• Реле требуют большего тока, чем могут обеспечить многие ИС. , поэтому низкое энергопотребление. Транзистор может понадобиться для переключения тока катушки реле.

---

Rapid Electronics любезно разрешили мне использовать их изображения на этом веб-сайте, и я очень благодарен за их поддержку. У них есть широкий ассортимент реле и других компонентов для электроники, и я рад рекомендую их как поставщика.

---

Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому.На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации. Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google.Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

Цепь электронного релейного переключателя

– канал NPN, PNP, N&P

Схема цепи электронного релейного переключателя

и ее работа

Существует множество электрических и электронных устройств, которые классифицируются как выходы Устройства , такие устройства используются для управления или управлять некоторым внешним физическим процессом машины или устройства.Эти устройства вывода обычно называются исполнительными механизмами.

Эти исполнительные механизмы преобразуют электрическую энергию в физические единицы, называемые силой, скоростью и т. Д. Реле в основном представляет собой двоичный исполнительный механизм с двумя стабильными состояниями. В этой статье мы подробно обсудим схему релейного переключателя , ее конструкцию и особенности.

Что такое электрические реле?

Это переключатели с электрическим управлением, которые бывают различных форм, размеров и номинальной мощности. Электрические реле подходят практически для всех типов приложений.Реле могут иметь один или несколько контактов в одном корпусе. Реле питания большего размера в основном используются для коммутации сетевого напряжения или высокого тока, называемых «контакторами». Давайте посмотрим на классификации реле.

Электрические реле в основном делятся на две подкатегории, а именно:

Электромеханические реле:

Как следует из названия, электромеханические реле являются электромагнитными устройствами . По сути, он преобразует магнитный поток, генерируемый приложением электрического управляющего сигнала, в тянущую механическую силу, которая приводит в действие электрические контакты внутри релейного переключателя.Самая простая и наиболее распространенная форма электрохимических реле состоит из катушки возбуждения, намотанной на проницаемый железный сердечник. Эта возбуждающая катушка также называется первичной цепью.

Электрохимические реле используются в основном электрическое и электронное управление или цепи переключения . Они либо монтируются непосредственно на печатные платы, либо подключаются отдельно. В автономной конфигурации токи нагрузки обычно равны амперам.

Конструкция электромеханического реле

Реле настраиваются в двух режимах, а именно «нормально разомкнутый» или «нормально замкнутый».Одна пара контактов называется нормально разомкнутыми (NO) или замыкающими контактами, а другая группа – нормально замкнутыми (NC) или размыкающими контактами.

Теперь в нормально «открытом» положении контакты замыкаются только тогда, когда ток возбуждения «ВКЛ». В нормальном положении «ВКЛ.» Контакты переключателя подтянуты к индуктивной катушке. Одна из наиболее важных частей любого электрического реле – это катушка. Эта катушка преобразует электрический ток в электромагнитный поток. Эти магнитные потоки используются для механического управления контактами реле.Самая большая проблема с катушками реле заключается в том, что они представляют собой «высокоиндуктивные нагрузки». Катушка реле обычно изготавливается из катушек проволоки.

Когда ток течет через катушку, вокруг нее создается самоиндуцированное магнитное поле. Когда ток в катушке выключен, создается большое напряжение обратной ЭДС. Это происходит из-за столкновения магнитного потока с катушкой. Значение индуцированного обратного напряжения очень велико по сравнению с напряжением переключения. Этого напряжения достаточно, чтобы повредить любое полупроводниковое устройство, такое как транзистор, полевой транзистор или микроконтроллер, используемый для управления реле.

Примечание: Эти термины « нормально разомкнутый» и «нормально замкнутый » или замыкающие и размыкающие контакты относятся к состоянию электрических контактов, когда катушка реле «обесточена», т. Е. Отсутствует напряжение питания. подключен к катушке реле.

При использовании электрических реле следует помнить один важный момент: «Не рекомендуется подключать контакты реле параллельно, чтобы выдерживать более высокие токи нагрузки». Пример: Никогда не пытайтесь запитать нагрузку 10 А с двумя параллельно включенными контактами реле, каждый из которых имеет номинальный ток 5 А.

Контакты реле состоят из токопроводящих деталей, которые позволяют току проходить через них при контакте. Они сконструированы так же, как выключатель. Как только контакты размыкаются, сопротивление между контактами становится очень высоким. Это приводит к разомкнутой цепи, и ток цепи не течет через реле.

Через некоторое время движущиеся части электрохимического реле изнашиваются и выходят из строя, или постоянное искрение и эрозия могут сделать реле непригодным для использования.Кроме того, они создают электрические помехи, поскольку контакты страдают от дребезга контактов, что может повлиять на электрическую цепь, к которой они подключены. Чтобы преодолеть сложность этого реле, был разработан другой тип реле, названный твердотельным реле.

Твердотельное реле:

Твердотельное реле не имеет движущихся частей. Это чисто электронное устройство. В этом типе реле нет движущихся частей, поскольку механические контакты заменены силовыми транзисторами, тиристорами или симисторами.

Отсутствие подвижных частей делает реле высоконадежным, долговечным и снижает электромагнитные помехи. Это делает твердотельное реле намного более быстрым и точным по сравнению с обычным электромеханическим реле. Требования к входной мощности твердотельного реле для управления обычно достаточно низки, чтобы сделать их совместимыми с большинством семейств ИС.

Поскольку выходное переключающее устройство твердотельного реле представляет собой полупроводниковое устройство, падение напряжения на выходных клеммах твердотельного реле при включенном состоянии намного выше, чем у электромеханического реле.Обычно оно находится в пределах 1,5–2,0 вольт. Для коммутации больших токов в течение длительного периода времени потребуется дополнительный радиатор.

Вы можете использовать их без необходимости добавления драйверов или усилителей. Однако они должны быть установлены на подходящую пластину радиатора или материал, чтобы предотвратить перегрев полупроводникового устройства переключения выхода, поскольку это полупроводниковое устройство. Конструкция и тип схемы переключения реле довольно огромны. Говорят, что реле переключает один или несколько полюсов так же, как простая схема переключателя.Каждый полюс реле имеет контакты, которые можно переключить тремя разными способами:

Различные способы переключения реле:

• Нормально открытый контакт (NO): Это также называется замыкающим контактом. Этот контакт замыкает цепь при срабатывании реле. Он отключает цепь, когда реле находится в неактивном состоянии.
• Нормально замкнутый контакт (NC): это называется размыкающим контактом. Функция противоположна замыкающему контакту. Когда реле срабатывает, цепь размыкается.Когда реле деактивировано, цепь начинает подключаться.
• Переключающие (CO) / двухходовые (DT) контакты: они используются для управления нормально разомкнутым контактом и нормально замкнутым контактом с общей клеммой. Это означает, что они используются для управления двумя типами цепей. По своему типу они называются именами контактов «размыкание перед замыканием» и «замыкание перед размыканием».

Важно:

Реле предназначены для двух основных операций. Один предназначен для применения с низким напряжением, а другой – для высокого напряжения.В приложениях с низким напряжением реле предназначено для снижения шума всей цепи. Для приложений с высоким напряжением они в основном предназначены для уменьшения возникновения дуги.

Некоторые из распространенных способов переключения реле:

Реле модуля интерфейса ввода-вывода: Модули ввода-вывода) – это еще один тип твердотельных реле, разработанных специально для сопрягать устройства, такие как компьютеры, микроконтроллеры или PIC, с нагрузками и переключателями. В основном на рынке доступны четыре типа модулей ввода / вывода.

Это входное напряжение переменного или постоянного тока для выхода логического уровня TTL или CMOS, а также логический вход TTL или CMOS для выходного напряжения переменного или постоянного тока. Каждый из модулей содержит все необходимые схемы для обеспечения полного интерфейса и изоляции в одном устройстве. Они доступны как отдельные твердотельные модули или интегрированы в 4-, 8- или 16-канальные устройства на рынке.

Цепь релейного переключателя NPN:

Типичная схема релейного переключателя NPN имеет катушку, управляемую транзисторным переключателем NPN.Когда базовое напряжение транзистора равно нулю, транзистор будет в области отсечки и действует как разомкнутый переключатель. В этой ситуации ток коллектора не течет, и катушка реле обесточена.

Если ток не течет в базу, то через катушку реле также не будет протекать ток. Если теперь в базу подается большой положительный ток для насыщения области NPN-транзистора, ток начинает течь от базы к эмиттеру.

Цепь релейного переключателя PNP:

Цепь релейного переключателя PNP требует разной полярности рабочего напряжения.Это похоже на схему переключения реле NPN с точки зрения ее способности управлять катушкой реле. Например, для типа PNP напряжение коллектор-эмиттер должно быть отрицательным, чтобы ток протекал от эмиттера к коллектору.

N-канальные релейные переключатели Схема:

Релейные переключатели MOSFET очень похожи на переключатели с биполярными переходными транзисторами (BJT). Основное различие между операциями заключается в том, что полевые МОП-транзисторы – это устройства, работающие от напряжения. Однако затвор электрически изолирован от канала сток-исток.N-канальные полевые МОП-транзисторы являются наиболее часто используемым типом полевых МОП-транзисторов. Положительное напряжение на выводе затвора включает полевой МОП-транзистор, а отрицательное напряжение на затворе делает его «выключенным». Это делает его идеальным для релейного переключателя MOSFET.

Р-канальные переключатели реле Схема:

В отличие от N-канального расширенного MOSFET, он работает только с отрицательными напряжениями затвора. В этой конфигурации клемма источника P-канала подключена к + Vdd, а клемма слива подключена к земле.Оба соединены через катушку реле. Когда на клемму затвора подается ВЫСОКИЙ уровень напряжения, то полевой МОП-транзистор с P-каналом будет соответственно отключен.

О чем следует помнить при выборе подходящего реле:

• Убедитесь, что они имеют хорошую защиту катушки и защиту от прикосновения
• Ищите стандартные реле с нормативными разрешениями
• Выбирайте высокоскоростные переключающие реле
• Разумно выберите тип контактов.
• Убедитесь, что между цепью катушки и контактами в вашем реле есть изоляция

Давайте разберемся с работой цепи реле на примере:

Предположим, вам нужно включить лампочку CFL с помощью релейного переключателя.В этой релейной схеме мы используем кнопку для включения реле 5 В, которое, в свою очередь, замыкает вторую цепь и включает лампу.

Соберите следующие компоненты для разработки схемы:

• Реле 5 В
• Держатель лампы
• CFL
• Кнопка включения / выключения
• Perf-Board
• Батарея 9 В
• Источник питания переменного тока

Типичное включение / выключение Переключатель ВЫКЛ добавлен с целью переключения релейного устройства. В приведенной выше схеме реле 5 В питается от батареи 9 В.Первоначально, когда переключатель разомкнут, через катушку не будет протекать ток. В результате общий порт реле подключается к нормально разомкнутому контакту. Следовательно, ЛАМПА останется выключенной.

Когда переключатель замкнут, ток начинает течь через катушку. Здесь в катушке создается магнитное поле, которое притягивает подвижный якорь из-за электромагнитной индукции, и Com-порт подключается к нормально замкнутому контакту реле. В результате CFL включится.

Основным недостатком твердотельных реле по сравнению с электромеханическим реле эквивалентной мощности является их более высокая стоимость. Доступны только однополюсные однопроходные типы, токи утечки в состоянии «ВЫКЛ.» Протекают через переключающее устройство, а высокое падение напряжения в состоянии «ВКЛ» и рассеиваемая мощность приводят к дополнительным требованиям к отводу тепла. Кроме того, стандартные реле состояния не могут переключать очень малые токи нагрузки или высокочастотные сигналы, такие как аудио или видеосигналы.Однако для этого типа приложений доступны специальные твердотельные переключатели.

И электрохимическое реле, и твердотельное реле имеют большое значение в повседневной жизни. Вы можете выбрать любой из них в зависимости от ваших требований к устройству. Твердотельные реле имеют довольно большую и, возможно, устрашающую начальную цену по сравнению с электромеханическими реле.

Однако движение этого контакта твердотельного реле создается за счет электромагнитных сил от входного сигнала малой мощности.Это позволяет завершить цепь, содержащую сигнал большой мощности. Следовательно, твердотельные реле лучше электромеханических. Электромеханические реле относятся к относительно старой технологии, в которой используется простой подход механической конструкции.

Приложения:

Существует широкий спектр приложений для реле. Вот некоторые из наиболее распространенных приложений:

• Релейная цепь может использоваться для реализации логических функций
• Они также обеспечивают критически важную логику безопасности
• Реле могут использоваться для обеспечения функций временной задержки
• Они используются для управления сильноточными цепями с помощью помощь слаботочных сигналов

В этой статье мы обсудили различные типы реле, их работу и области применения.Теперь вы хорошо знаете реле и их функции. Прочитав эту статью, вы сможете без каких-либо неудобств самостоятельно спроектировать реле.

Связанные электронные проекты Цепи:

Что такое реле и почему они так важны для приложений?

Преобразование небольшого электрического входа в сильноточный выход – непростая задача, но эта задача необходима для эффективного управления широким спектром стандартных приборов и транспортных средств.Во многих схемах такое преобразование достигается за счет использования реле, без которого не обойтись во всех видах электронного оборудования.

Что такое реле?

Реле

– это электрические переключатели, которые используют электромагнетизм для преобразования небольших электрических импульсов в большие токи.

Эти преобразования происходят, когда электрические входы активируют электромагниты для формирования или разрыва существующих цепей.

Используя слабые входы для питания более сильных токов, реле эффективно действуют как переключатель или усилитель для электрической цепи, в зависимости от желаемого применения.

Зачем использовать реле?

Реле

– это универсальные компоненты, которые столь же эффективны в сложных цепях, как и в простых.

Их можно использовать вместо переключателей других типов, или они могут быть специально спроектированы с учетом таких факторов, как требуемая сила тока.

Уровень тока переключения

Одна из наиболее распространенных ситуаций, когда требуется использование реле, возникает, когда приложению необходимо переключиться с высокого на низкий ток (или наоборот) в одной и той же цепи.

Например, датчики температуры, питающие блоки HVAC, требуют уровней силы тока, которые значительно превышают допустимую мощность их проводки.

Реле

обеспечивают необходимое усиление для преобразования небольшого тока в больший.

Комплексные приложения

Реле

не ограничиваются преобразованием одиночных входов в одиночные выходы в отдельных точках цепи. В других приложениях одно реле может активировать несколько цепей, позволяя одному входу инициировать множество других эффектов.

Аналогичным образом, реле могут использоваться в комбинации друг с другом для выполнения функций логической логики, которые, хотя и могут быть реализованы с использованием других компонентов, могут быть более рентабельными при реализации с использованием реле.

Более того, определенные реле могут выполнять более сложные функции, чем другие электронные компоненты. Реле с выдержкой времени, если назвать только одну категорию, позволяют системам работать только в течение заданного периода времени или запускаться только через заданный период времени.

Это вводит более сложные возможности для построения электронных систем.

Преимущества

Даже если приложение не требует специального реле, его использование может оказаться полезным.

Реле

могут снизить потребность в силовой проводке и переключателях, которые дороги и занимают место.

Таким образом, переключение на реле в ваших электронных системах может уменьшить размер или вес корпуса, например, или позволить производителям разместить больше функций в пространстве того же размера.

Как работает реле?

Реле

различаются по размеру, мощности и назначению.Однако, хотя они могут различаться в этом отношении, все реле работают по существу одинаково: одна цепь используется для питания другой.

Конкретный способ, которым это происходит, зависит от того, является ли реле нормально разомкнутым (NO) или нормально замкнутым (NC).

Нормально разомкнутые реле

Большинство реле нормально разомкнуты; то есть вторая, более крупная цепь по умолчанию выключена.

В нормально разомкнутом реле мощность протекает через входную цепь, активируя электромагнит.Это создает магнитное поле, которое притягивает контакт для соединения со второй, большей цепью, позволяя току течь через него. Когда источник питания удаляется, пружина отводит контакт от второй цепи, останавливая поток электричества и выключая оконечное устройство.

Нормально замкнутые реле

Основы реле NC такие же, как реле NO: есть две цепи, вторая из которых больше, и электромагнит перемещает физический контакт между двумя положениями.

Но в случае реле NC состояния по умолчанию меняются местами. Когда срабатывает первая цепь, электромагнит отводит контакт от второй цепи. Таким образом, реле с нормально замкнутым контактом по умолчанию удерживают большую цепь в в положении .

Как определить неисправное реле

Хотя в целом реле надежны, они могут выйти из строя, как любой механический компонент. К счастью, с помощью мультиметра относительно легко определить неисправное реле.

Для этого вы должны сначала определить, где цепи входят и выходят из реле, область, обычно отмеченную контактами.Определив это место, вы можете использовать мультиметр для измерения напряжения в каждой точке.

Используйте следующие шаги по устранению неполадок:

1. Проверьте напряжение в точке включения реле. Если его нет, проверьте предохранитель или выключатель на предмет дефектов.
2. Если в точке подключения есть напряжение, используйте функцию проверки целостности цепи на мультиметре, чтобы обеспечить хорошее заземление на противоположной стороне реле.
3. Если шаги 1 и 2 не выявили источник проблемы, проверьте напряжение в точке, где реле подключается к батарее или другому источнику питания.Если здесь нет напряжения, возможно, проблема с предохранителем или автоматическим выключателем.
4. Наконец, убедитесь, что существует надлежащее соединение между реле и компонентом, используя функцию непрерывности мультиметра. Если соединение существует, и если предыдущие шаги не указали на другую неисправность, возможно, пришло время заменить реле.

Типы реле

Существует множество типов реле, каждое из которых обеспечивает уникальные функции для множества приложений.Некоторые из более широких категорий включают:

Реле с выдержкой времени Реле с выдержкой времени

полезны в любой ситуации, когда требуется, чтобы компоненты были запитаны в течение установленного периода времени, или когда компонент должен включаться или выключаться после определенной задержки. Эти реле имеют встроенную функцию задержки времени, что делает их желательными для ряда приложений, основанных на времени.

В эту категорию входят несколько типов реле с выдержкой времени, каждое из которых имеет свое применение.

Большинство реле с задержкой можно разделить на две большие категории:

• Таймеры задержки включения начинают отсчет времени, когда подается вход, запитывая вторую цепь после установленного времени ожидания.Это можно использовать для переключения питания нескольких компонентов, предотвращения скачков напряжения или для таких приложений, как системы сигнализации и предупреждения.
• Таймеры задержки выключения ждут срабатывания триггера после подачи питания на вход. После снятия триггера на выход подается питание, а затем он отключается по истечении времени задержки. Повторное применение триггера сбрасывает задержку. Эти реле можно использовать для питания устройств в течение заданных интервалов времени, например, в циклах стирки и сушки или в аттракционах.

Другие шаблоны пуска и задержки возможны с помощью мигалок, однократных таймеров или циклов повторения, каждый из которых позволяет включать компонент с разными повторяющимися интервалами.Это делает возможным мигание индикаторов или сигнальных ламп, а также позволяет выполнять определенные типы временных циклов.

Последовательные реле

Последовательные реле могут использоваться для питания нескольких компонентов по очереди, обычно в установленном порядке. Обычное применение этого типа реле включает в себя питание нескольких систем или наборов огней один за другим, например, в огнях взлетно-посадочной полосы или в последовательности подачи питания.

Автомобильные реле Реле

находят практически неограниченное применение в автомобильных приложениях, и эти приложения охватывают многие из рассмотренных типов реле.Многие автомобильные реле позволяют производителям реализовывать передовые функции безопасности и современные электрические удобства.

Вот лишь несколько примеров реле для питания следующих систем в стандартных легковых и грузовых автомобилях:

• Газовые клапаны
• Фары
• Дворники
• Внутреннее освещение
• Системы охранной сигнализации
• Системы предупреждения, используемые для ограничения веса, использования ремня безопасности или обнаружения опасности

Где найти следующее реле

Поскольку реле являются неотъемлемой частью схемотехники, очень важно получить высококачественные реле того типа и размера, которые необходимы для вашего приложения.

Amperite предлагает широкий ассортимент реле и других электронных компонентов, предназначенных для экономии времени, денег и энергии.

Мы также специализируемся на производстве продукции по индивидуальному заказу для решения ваших индивидуальных проблем.

Если вы хотите узнать больше о наших электронных приложениях и решениях, свяжитесь с нами сегодня!

.