Принцип работы и виды электрических реле

Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения (ГОСТ 2.721-74)

Так обозначают наличие защитного контакта, к которому подводится заземление. Коммутационные устройства на схемах должны быть изображены в положении, принятом за начальное, при котором пусковая система контактов обесточена. Если в стандарте нет нужного обозначения, то его составляют, исходя из принципа действия элемента, обозначений, принятых для аналогических типов аппаратов, приборов, машин с соблюдением принципов построения, обусловленных стандартом. Пример принципиальной схемы фрезерного станка Если на схеме отображается только силовая часть установки, то она называется однолинейной, если приведены все элементы, то — полной. I — Ответвления. Она содержит минимум условных обозначений. Кроме того, контакты могут выполнять разные функции: контактора, разъединителя, выключателя и т. E — Электрическая связь с корпусом прибора. С помощью буквенного обозначения определяют название элемента, если этого не понятно из чертежа, технические параметры, количество. Условные обозначения отражают только основную функцию контакта — замыкание и размыкание цепи. На принципиальной схеме должны быть однозначно определены все элементы, входящие в состав установки и изображённые на схеме. Буквенные обозначения Кроме того, что элементы на схемах имеют условные графические названия, они имеют буквенные обозначения, причем тоже стандартизованные ГОСТ

Графические

Электрические параметры некоторых элементов могут быть отображены, непосредственно в документе, или представлены отдельно в виде таблицы. Условные графические обозначения на электрических схемах и схемах автоматизации: ГОСТ 2. Функции подвижных контактов Основные функции могут выполнять только неподвижные контакты.

Вводная часть 6. Так обозначается одноклавишный проходной переключатель.

Для описания основных функций узлов, отображающие их прямоугольники, подписываются стандартными буквенными обозначениями. Это и будет полная принципиальная схема. Следует заметить, что чаще в домашней практике используются всего три типа электросхем: Монтажные — для прибора изображается печатная плата с расположением элементов при четком указании места, номинала, принципа крепления и подведения к другим деталям. Чтобы научиться читать электрические схемы не обязательно знать наизусть все буквенные обозначения, графические изображения различных элементов, достаточно ориентироваться в соответствующих ГОСТах ЕСКД. Как работать с проектом электроосвещения

Промежуточное реле 220В

Такой прибор считается вспомогательным устройством и применяется в различных автоматических схемах, а также в управлении. Назначением реле промежуточного является функция разъединения в цепях контактов отдельных групп. Также оно может производить одновременное включение одной цепи и выключение другой.

Схемы включения реле 220В промежуточного бывают двух видов:

1. По принципу шунта. В этом случае все питающее напряжение подается на обмотку реле.
2. По серийному типу. Здесь обмотку механизма с катушкой выключателя соединяют последовательно.

В схеме реле, в зависимости от его конструктивного исполнения, могут присутствовать до трех обмоток на катушках.

Маркировка релейной защиты

Электромагнитное реле постоянного тока

Чтобы обозначить релейную защиту, на чертежах применяются маркеры машин, приборов, аппаратов и самого реле. Все устройства изображают в условиях без напряжения во всех электролиниях. По типу назначения релейного прибора применяются три типа схем.

Принципиальные схемы

Принципиальный чертеж выполняется по отдельным линиям – оперативного тока, тока, напряжения, сигнализации. Реле на нем отрисовываются в расчлененном виде – обмотки находятся на одной части рисунка, а контакты – на другой. Маркировка внутреннего соединения, зажимов, источников оперативного тока на принципиальной схеме отсутствует.

Монтажная схема

Пример монтажной схемы

Маркировка устройств защиты производится на рабочих схемах, предназначенных для сборки панелей, управления или автоматики. Все приборы, зажимы, соединения или кабели отражают особенности подключения.

Монтажная схема также называется исполнительной.

Структурные схемы

Позволяют выделить общую структуру релейной защиты. Обозначаться будут уже узлы и типы взаимных связей. Для маркировки органов и узлов применяются прямоугольники с надписями или специальные индексы с разъяснением цели применения конкретного элемента. Структурную схему также дополняются условными знаками логических связей.

Характеристика реле

Существует несколько основных характеристик реле, которые подходят всем устройствам не зависимо от принципа работы:

1. Чувствительность – обозначает, включится ли устройство, если на обмотку подать ток определенной силы.
2. Сопротивление, возникающее на обмотке катушки.
3. Ток срабатывания – показывает минимальное значение силы тока, при котором переключатся контакты.
4. Ток отпускания – это величина, при которой устройство отключится, т. е. прервется электроцепь.
5. Время срабатывания – это значение, которое определяется количеством времени от поступления сигнала, до момента воздействия на электрическую цепь.
6. Частота срабатывания реле, когда есть нагрузка на контакты.

Основные технические характеристики реле

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

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

Промежуточное реле РП-25 УХЛ4220 В и его основные характеристики

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:

Это интересно: Выбивают пробки в квартире — что делать и куда обращаться?

Обозначение розеток

Существуют розетки различных типов и назначения. Их исполнение зависит от класса напряжения, степени защищённости, наличия заземляющих контактов, способа монтажа и прочее. Рассмотрим поэтапно графические условные обозначения для каждого типа розеток.

На строительных планах, схемах, чертежах условное графическое обозначение розеток для скрытой проводки выполняется следующим образом:

Общее условное графическое изображение розеток

Графическое условное обозначение для розеток открытой проводки выполнено следующим образом:

Общее условное графическое изображение розеток

Условные графические обозначения розеток влагозащищенного исполнения на схемах и строительных чертежах выполняются следующим образом:

Общее условное графическое изображение розеток

В кодировке IP, изображённой на электрооборудовании, зашифрован показатель степени защиты корпуса оборудования от механических повреждений токоведущих частей и попадания на них влаги. IP — заглавные буквы выражения Ingress Protection Rating (англ. — степень защиты от проникновения). Классификация электрооборудования, согласно этого показателя, соответствует международным стандартам IEC 60529, DIN 40050, а также ГОСТ-14254.

Кодировка степени защиты составляется таким образом:

IP X₁X₂ AM где:

Х₁ — цифра, характерезующая степень защиты токоведущих частей оборудования от попадания твёрдых частиц;

X_{2 —} цыфра, характерезующая степень защиты токоведущих частей оборудования от попадания влаги;

АМ — буквы, характеризующие степень защиты оборудования от проникновения людей к токоведущим частям. Первая буква может быть А, И, С, D. Каждая из них имеет свои характеристики. Вторая буква несёт дополнительную информацию, например, о классе рабочего напряжения, об испытаниях оборудования и другое. Эта буква может быть Н, М, S, W.

Для удобства ориентации в кодировке степени защиты приведена справочная таблица.

Характеристики электрооборудования, согласно кодировке IP.

Справочная таблица

Конструкция ЭМР

ЭМР – это самый давний и распространенный тип реле.

В состав такого реле входят следующие основные элементы:

1. Катушка с намотанным на сердечник проводом.
2. Якорь.
3. Контакты.
4. Возвратная пружина.

Конструкция ЭМР

Работает ЭМР следующим образом. При появлении на выводах катушки напряжения, через нее потечет ток. В результате этого вокруг катушки появится электромагнитное поле (ЭМП). Под воздействием ЭМП якорь притянется к сердечнику катушки и через элементы механической связи передвинет подвижные контакты. В результате этого замкнется (разомкнется) электрическая цепь. При падении протекающего через катушку тока уменьшится ЭМП, а якорь и контакты вернутся в первоначальное положение.

В трехфазной сети

Об этом свидетельствует надпись 10A 28VDC. Нормально замкнутые контакты Нормально замкнутые контакты — это контакты реле, находящиеся в замкнутом состоянии, пока через катушку реле не начнёт течь ток.
Допускается применять следующее обозначение 4. Характерная особенность такой схемы — минимальная детализация. Катушка электромеханического устройства с двумя встречными одинаковыми обмотками бифилярная обмотка 7.
Понятно, что мощность контактов реле может быть разная.
Коммутационные устройства на схемах должны быть изображены в положении, принятом за начальное, при котором пусковая система контактов обесточена. Катушка электромеханического устройства, работающего с механическим резонансом Примечание. Допускается применять следующее обозначение 8.
Все правильные условные графические обозначения элементов электрических схем и их отдельных частей приводятся в виде таблиц в стандартах. Она обозначается в виде прямоугольника с двумя выводами. Нагрузкой может быть, например, электрическая лампа или электродвигатель. H — Соединение в месте пересечения.

Условные графические обозначения образуются из простых геометрических фигур: квадратов, прямоугольников, окружностей, а также из сплошных и штриховых линий и точек. Примеры условных обозначений электроприборов и средств автоматизации в соответствии с ГОСТом А нормально-замкнутые контакты N.

Таблица 1. Как работает реле? Условные обозначения отражают только основную функцию контакта — замыкание и размыкание цепи. Для изображения основных базовых функциональных признаков коммутационных устройств применяют условные графические обозначения контактов, которые допускается выполнять в зеркальном изображении: 1 замыкающих 3 переключающих 4 переключающих с нейтральным центральным положением 1.

В качестве примера, рассмотрим импортное реле Bestar BSC. Такие контакты на схемах изображают следующим образом.
Элементы вторичной схемы РЗА. Реле

Общее устройство реле

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

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

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

Включение нескольких реле в схемах на микроконтроллере

Если реле в устройстве много, то их проще всего подключить к MK по принципу «одно реле на одну линию порта». Получается линейка из N независимых каналов. Схемотехника каждого канала аналогична включению одиночного реле. Управление несколькими реле может производиться как синхронно, так и асинхронно во времени в зависимости от требуемого алгоритма работы устройства.

Существуют также специфические схемы включения, характерные именно для двух и более реле (Рис. 2.114, a…e).

Рис. 2.114. Схемы подключения нескольких реле к одному MK (начало):

а) микросхема Д4/содержит 7 транзисторных ключей с открытым коллектором. Внутренние защитные диоды позволяют подключать реле Kl…K7 прямо к выводам DAL Максимальное напряжение коммутации 50 В. Ток нагрузки на один канал до 500 мА при общей нагрузке на все выходы не более 2.5 А. Оптимальный вариант, когда число каналов DA1 равно числу реле;

б) при повышенном напряжении питания используется последовательное соединение реле Kl… Кпу управляемых одним ключом VT1. Количество реле рассчитывается по сумме напряжений на каждом из них. Если сумма больше, чем напряжение питания, то реле не сработают, если сумма меньше, то реле будут перегреваться (надо ставить последовательный гасящий резистор). Недостаток — при «перегорании» обмотки одного реле, остальные перестают работать;

в) параллельное включение реле Kl… Kn по надёжности выше, чем последовательное. Через мощный транзистор VT2 протекает сумма токов всех реле, что приводит к увеличению его напряжения «коллектор — эмиттер» в открытом состоянии и ухудшает КПД. Транзистор VT2 следует поставить на радиатор или, ещё лучше, применить мощный полевой транзистор;

г) реле Kl… K10no очереди срабатывают в зависимости от скважности импульсов, генерируемых на выходе MK через канал ШИМ. Частота следования импульсов должна быть достаточно высокой (десятки килогерц), чтобы на выводе 5 микросхемы DA1 (фирма National Semiconductor) после фильтра R1, C1 было постоянное напряжение с минимумом пульсаций;

Рис. 2.114. Схемы подключения нескольких реле к одному MK (окончание):

д) реле K1 включается ВЫСОКИМ уровнем с выхода MK через транзистор K77, а реле К2 — от внешнего устройства (сигнал UBX) через транзистор VT2. При срабатывании одного из реле (любого), второе не может быть включено из-за открытого диода Шоттки VD2 или VD4\

е) реле K1 включается тиристором VS1, а выключается контактами реле K2.

Tweet Нравится

• Предыдущая запись: Радиолампы Одесского радиозавода
• Следующая запись: Семисегментные ЖК-модули в схемах на микроконтроллере

О СВОЙСТВАХ ТРАНЗИСТОРОВ (2)
НЕМНОГО О ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ (0)
ТРАНЗИСТОРЫ НА ВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ (0)
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ТРАНЗИСТОРОВ (0)
ИСПЫТАТЕЛИ МАЛОМОЩНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ (0)
ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ р-n ПЕРЕХОДА (0)
Необычная работа МОП-транзистора в синхронном мостовом выпрямителе (3)

Как работает электромагнитное реле?

Электромагнитные реле различаются в зависимости от своего предназначения: исполнительные, промежуточные, приборы связи, защиты и автоматики. Самый распространенный тип этого прибора — якорный. Такое реле разделяется на 2 части:

1. Воспринимающая сигнал. Состоит из катушки на стальном сердечнике, якоря (пластина из магнитного материала) и пружины.
2. Исполнительная. Состоит из неподвижных и подвижных контактов.

Когда ток на катушку не поступает, якорь при помощи пружины удерживается на месте. А при поступлении сигнала магнит притягивается к сердечнику, при этом подвижный контакт соприкасается с неподвижным и происходит замыкание цепи. Если напряжение отключить, пружина снова притянет якорь в исходное положение и контакты разомкнутся.

Основные производители реле

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

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

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

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

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

Твердотельное реле

И вот, если мы соберем все плюсы механических и электронных импульсных реле, то получим достоинства твердотельных.

Суть работы твердотельного реле заключается в использовании эффекта воздействия света на pn-переход. В отличие от механических реле у твердотельных реле отсутствуют механические замыкания и размыкания контактов. Для этих целей в твердотельных реле используются полупроводниковые элементы.

Фото твердотельных реле Schneider Electric с охладителями

Принцип работы

Мы подаем ток на светодиод, и он, в свою очередь, воздействует на pn-переход коммутационной сети, замыкая или размыкая ее.

Твердотельные реле делятся на два основных вида. Это реле постоянного и переменного тока.

Твердотельные реле постоянного тока

Твердотельные реле постоянного тока очень надежны. Их срок службы, по сравнению с механическими, практически бесконечен. Работают они при температурах от -30 +70 градусов Цельсия.

Твердотельные реле переменного тока

Основная особенность твердотельных реле переменного тока — это пониженный уровень электромагнитных помех, малый расход энергии, абсолютная бесшумность и практически мгновенное срабатывание.

Достоинства

• Бесшумные.
• Отсутствуют подвижные детали. Срок службы — десятки лет.
• Коммутация с минимумом помех.
• Практически мгновенное срабатывание.
• Малое потребление электроэнергии.
• Очень малые размеры, при этом могут работать с большими токами.
• Широкая сфера применения. Благодаря минимальным размерам и большому количеству настроек срабатывания, используются практически везде.
• Благодаря большому расстоянию между цепью управления и управляемой цепью обеспечивается надежная изоляция.
• Очень прочные. Почти безразличны к вибрациям и ударам.

Недостатки

Казалось бы, давайте заменим все реле на твердотельные, и бед знать не будем, но здесь не все так просто. Два недостатка у твердотельных реле все же есть. И порой они становятся решающими.

1. Сильный нагрев.
2. Высокая цена.

При малых токах величина нагрева, конечно же, не существенна. Однако когда мы говорим о больших потребителях электричества, например, требуется коммутировать электрический обогреватель, то величина нагрева увеличиваются значительно. А если в цепи произойдет короткое замыкание, то полупроводники в твердотельных реле расплавятся очень быстро. Да, реле, конечно, может быть защищено от короткого замыкания и оснащено системой охлаждения, но при этом оно становится достаточно дорогим.

Абсолютная тишина. Можно монтировать на этаже

Полное отсутствие шума в процессе работы этих реле позволяет выполнять монтаж твердотельных реле, где угодно. Можно монтировать в электрических щитах на этажах, здесь ограничений нет.

Твердотельное реле в системах управления и автоматики

Как и электромагнитное реле, твердотельное реле работает, удерживает цепь замкнутой, только в течение того времени, пока на реле подается напряжение. То есть это не тот случай, как с триггером или поляризованным реле, когда подал управляющее напряжение, и «забыл» — цепь будет замкнута сколько угодно долго до следующего отключающего сигнала. Для замыкания цепи на твердотельное реле должно подаваться напряжение постоянно, поэтому это реле не может работать с кнопками без контроллера.

Между кнопками включения света и твердотельным реле всегда требуется контроллер, который подает на реле удерживающее коммутацию напряжение.

Как научиться читать гидравлические схемы

Гидравлическая схема представляет собой элемент технической документации, на котором с помощью условных обозначений показана информация об элементах гидравлической системы, и взаимосвязи между ними.

Согласно нормам ЕСКД гидравлические схемы обозначаются в шифре основной надписи литерой «Г» (пневматические схемы — литерой «П»).

Как видно из определения, на гидравлической схеме условно показаны элементы, которые связаны между собой трубопроводами — обозначенными линиям. Поэтому, для того, чтобы правильно читать гидравлическую схему нужно знать, как обозначается тот или иной элемент на схеме. Условные обозначения элементов указаны в ГОСТ 2.781-96. Изучите этот документ, и вы сможете узнать как обозначаются основные элементы гидравлики.

Выводы

1. Электромагнитные реле не уйдут с рынка электронных компонентов ещё много лет, несмотря на прогресс и миниатюризацию деталей. Напротив, производители продолжают развивать и инвестировать в эту технологию, о чем свидетельствует спектр доступных реле на рынке.
2. Бистабильные реле становятся все более популярными. Цена у них доступная, что побуждает к внедрению. Акцент на сокращении потребления электроэнергии электронными схемами, вероятно, подтолкнет проектировщиков внимательнее присмотреться к этой архитектуре, особенно там, где автономное питание.

Используйте реле по назначению, соблюдая естественно требование максимального коммутируемого тока, и они будут служить долго и безотказно.

   Форум по обсуждению материала ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ФМ РАДИОПЕРЕДАТЧИК С КВАРЦЕМ Схема простого кварцованного передатчика FM диапазона на мощность до 0,2 Вт, при питании от 12 В.	КОНТРОЛЛЕР ПОДЪЕМНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТА Как управлять подъемным электромагнитом – теория и практика создания схемы подходящего контроллера для этих целей.
СЕТЬ BLUETOOTH MESH Описание нового Блютус протокола беспроводной связи – Bluetooth Mesh.	100W ФОНАРЬ-ПРОЖЕКТОР НА АКБ Мощный самодельный светодиодный фонарик на литиевых аккумуляторах. Используемые модули и фото сборки.