Реле́ — электронный аппарат, созданный для коммутации электронных цепей (скачкообразного конфигурации выходных величин) при данных конфигурациях электронных либо не электронных входных величин.

Релейные элементы (реле) находят обширное применение в схемах управления и автоматики, потому что с помощью их можно управлять большенными мощностями на выходе при малых по мощности входных сигналах; делать логические операции; создавать функциональные релейные устройства; производить коммутацию электронных цепей; фиксировать отличия контролируемого параметра от данного уровня; делать функции запоминающего элемента и т. д.

1-ое реле было придумано янки Дж. Генри в 1831 г. и базировалась на электрическом принципе деяния, необходимо подчеркнуть что 1-ое реле было не коммутационным, а 1-ое коммутационное реле придумано янки С. Бризом Морзе в 1837 г. которое в последствии он использовал в телеграфном аппарате. Слово реле появилось от британского relay, что означало смену вялых почтовых лошадок на станциях либо передачу эстафеты (relay) вялым спортсменом.

Систематизация реле

Реле классифицируются по разным признакам: по виду входных физических величин, на которые они реагируют; по функциям, которые они делают в системах управления; по конструкции и т. д. По виду физических величин различают электронные, механические, термические, оптические, магнитные, акустические и т.д. реле. При всем этом необходимо подчеркнуть, что реле может реагировать не только лишь на значение определенной величины, да и на разность значений (дифференциальные реле), на изменение знака величины (поляризованные реле) либо на скорость конфигурации входной величины.

Устройство реле

Реле обычно состоит из 3-х главных многофункциональных частей: воспринимающего, промежного и исполнительного.

Воспринимающий (первичный) элемент принимает контролируемую величину и конвертирует её в другую физическую величину.

Промежный элемент ассоциирует значение этой величины с данным значением и при его превышении передает первичное воздействие на исполнительный элемент.

Исполнительный элемент производит передачу воздействия от реле в управляемые цепи. Все эти элементы могут быть очевидно выраженными либо объединёнными вместе.

Воспринимающий элемент зависимо от предназначения реле и рода физической величины, на которую он реагирует, может иметь разные выполнения, как по принципу деяния, так и по устройству. К примеру, в реле наибольшего тока либо реле напряжения воспринимающий элемент выполнен в виде электромагнита, в реле давления – в виде мембраны либо сильфона, в реле уровня – в вице поплавка и т.д.

По устройству исполнительного элемента реле разделяются на контактные и бесконтактные.

Контактные реле действуют на управляемую цепь при помощи электронных контактов, замкнутое либо разомкнутое состояние которых позволяет обеспечить либо полное замыкание либо полный механический разрыв выходной цепи.

Бесконтактные реле действуют на управляемую цепь оковём резкого (скачкообразного) конфигурации характеристик выходных электронных цепей (сопротивления, индуктивности, емкости) либо конфигурации уровня напряжения (тока).

Свойства реле

Главные свойства реле определяются зависимостями меж параметрами выходной и входной величины.

Различают последующие главные свойства реле.

1. Величина срабатывания Хср реле – значение параметра входной величины, при которой реле врубается. При Х < Хср выходная величина равна Уmin, при Х ³ Хср величина У скачком меняется от Уmin до Уmax и реле врубается. Величина срабатывания, на которую отрегулировано реле, именуется уставкой.

2. Мощность срабатывания Рср реле – малая мощность, которую нужно подвести к воспринимающему органу для перевода его из состояния покоя в рабочее состояние.

3. Управляемая мощность Рупр – мощность, которой управляют коммутирующие органы реле в процессе переключении. По мощности управления различают реле цепей малой мощности (до 25 Вт), реле цепей средней мощности (до 100 Вт) и реле цепей завышенной мощности (выше 100 Вт), которые относятся к силовым реле и именуются контакторами.

4. Время срабатывания tср реле – просвет времени от подачи на вход реле сигнала Хср до начала воздействия на управляемую цепь. По времени срабатывания различают обычные, быстродействующие, замедленные реле и реле времени. Обычно для обычных реле tср = 50…150 мс, для быстродействующих реле tср 1 с.

Принцип деяния и устройство электрических реле

Электрические реле, благодаря обычному принципу деяния и высочайшей надежности, получили самое обширное применение в системах автоматики и в схемах защиты электроустановок. Электрические реле делятся на реле неизменного и переменного тока. Реле неизменного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Нейтральные реле идиентично реагируют на неизменный ток обоих направлений, протекающий по его обмотке, а поляризованные реле реагируют на полярность управляющего сигнала.

Работа электрических реле базирована на использовании электрических сил, возникающих в железном сердечнике при прохождении тока по виткам его катушки. Детали реле устанавливаются на основании и запираются крышкой. Над сердечником электромагнита установлен подвижный якорь (пластинка) с одним либо несколькими контактами. Напротив их находятся надлежащие парные недвижные контакты.

В начальном положении якорь удерживается пружиной. При подаче напряжения электромагнит притягивает якорь, преодолевая её усилие, и замыкает либо размыкает контакты зависимо от конструкции реле. После отключения напряжения пружина возвращает якорь в начальное положение. В некие модели, могут быть интегрированы электрические элементы. Это резистор, присоединенный к обмотке катушки для более чёткого срабатывания реле, либо (и) конденсатор, параллельный контактам для понижения искрения и помех.

Управляемая цепь электрически никак не связана с управляющей, более того в управляемой цепи величина тока может быть намного больше чем в управляющей. Другими словами реле на самом деле делают роль усилителя тока, напряжения и мощности в электронной цепи.

Реле переменного тока срабатывают при подаче на их обмотки тока определенной частоты, другими словами главным источником энергии является сеть переменного тока. Конструкция реле переменного тока припоминает конструкцию реле неизменного тока, только сердечник и якорь делаются из листов электротехнической стали, чтоб уменьшить утраты на гистерезис и вихревые токи.

Плюсы и недочеты электрических реле

• способность коммутации нагрузок мощностью до 4 кВт при объеме реле наименее 10 см3;
• устойчивость к импульсным перенапряжениям и разрушающим помехам, появляющимся при разрядах молний и в итоге коммутационных процессов в высоковольтной электротехнике;
• исключительная электронная изоляция меж управляющей цепью (катушкой) и контактной группой — последний эталон 5 кВ является труднодоступной мечтой для подавляющего большинства полупроводниковых ключей;
• маленькое падение напряжения на замкнутых контактах, и, как следствие, маленькое выделение тепла: при коммутации тока 10 А малогабаритное реле суммарно рассеивает на катушке и контактах наименее 0,5 Вт, в то время как симисторное реле дает в атмосферу более 15 Вт, что, во-1-х, просит насыщенного остывания, а во-2-х, ухудшает парниковый эффект на планетке;
• экстремально малая стоимость электрических реле по сопоставлению с полупроводниковыми ключами

Отмечая плюсы электромеханики, отметим и недочеты реле: малая скорость работы, ограниченный (хотя и очень большой) электронный и механический ресурс, создание радиопомех при замыкании и размыкании контактов и, в конце концов, последнее и самое противное свойство — трудности при коммутации индуктивных нагрузок и высоковольтных нагрузок на неизменном токе.

Типовая практика внедрения массивных электрических реле — это коммутация нагрузок на переменном токе 220 В либо на неизменном токе от 5 до 24 В при токах коммутации до 10–16 А. Обыкновенными нагрузками для контактных групп массивных реле являются нагреватели, маломощные электродвигатели (к примеру, вентиляторы и сервоприводы), лампы накаливания, электромагниты и остальные активные, индуктивные и емкостные потребители электронной мощности в спектре от 1 Вт до 2–3 кВт.

Поляризованные электрические реле

Разновидностью электрических реле являются поляризованные электрические реле. Их принципное отличие от нейтральных реле состоит в возможности реагировать на полярность управляющего сигнала.

Самые всераспространенные серии электрических реле управления

Реле промежуточное серии РПЛ. Реле созданы для внедрения в качестве девайсов изделий в стационарных установках, в главном в схемах управления электроприводами при напряжении до 440В неизменного тока и до 660 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Реле применимы для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки ограничителем ОПН либо при тиристорном управлении. По мере надобности на промежуточное реле может быть установлена одна из приставок ПКЛ и ПВЛ. Номинальный ток контактов – 16А

Реле промежуточное серии РПУ-2М. Реле промежные РПУ-2М созданы для работы в электронных цепях управления и промышленной автоматики переменного тока напряжением до 415В, частоты 50Гц и неизменного тока напряжением до 220В.

Реле серии РПУ-0, РПУ-2, РПУ-4. Реле делаются с втягивающими катушками неизменного тока на напряжения 12, 24, 48, 60, 110, 220 В и токи 0,4 — 10 А и втягивающими катушками переменного тока — на напряжения 12, 24, 36, 110, 127, 220, 230, 240, 380 и токаи 1 — 10 А. Реле РПУ-3 с втягивающими катушками неизменного тока — на напряжения 24, 48, 60, 110 и 220 В.

Реле промежуточное серии РП-21 созданы для внедрения в цепях управления электроприводами переменного тока напряжением до 380В и в цепях неизменного тока напряжением до 220В. Реле РП-21 оснащаются розетками под пайку, под дин. рейку либо под винт.

Главные свойства реле РП-21. Спектр напряжений питания, В: неизменного тока — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 переменного тока частоты 50 Гц — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 переменного тока частоты 60 Гц — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Номинальное напряжение цепи контактов, В: реле неизменного тока — 12…220, реле переменного тока — 12…380 Номинальный ток — 6,0 А Количество контактов замык. / размык. / перекл. — 0…4 / 0…2 / 0…4 Механическая износостойкость — более 20 млн. циклов.

Огромное распространение в системах автоматики станков, устройств и машин получили электрические реле неизменного тока серии РЭС-6 в качестве промежного реле напряждением 80 — 300 В, коммутируемый ток 0,1 — 3 А

В качестве промежных используются также электрические реле серийРП-250, РП-321, РП-341, РП-42 и ряд других, которые могут употребляться и как реле напряжения.

Как избрать электрическое реле

Рабочие напряжения и токи в обмотке реле должны находится в границах допустимых значений. Уменьшение рабочего тока в обмотке приводит к понижению надежности контактирования, а повышение к перегреву обмотки, понижению надежности реле при максимально-допустимой положительной температуре. Нежелательна даже краткосрочная подача на обмотку реле завышенного рабочего напряжения, потому что при всем этом появляются механические перенапряжения в деталях магнитопровода и контактных групп, а электронное перенапряжение обмотки при размыкании ее цепи может вызвать пробой изоляции.

При выборе режима работы контактов реле нужно учесть значение и род коммутируемого тока, нрав нагрузки, полное количество и частоту коммутации.

При коммутации активных и индуктивных нагрузок более томным для контактов является процесс размыкания цепи, потому что при всем этом из-за образования дугового разряда происходит основной износ контактов.

Герконы и герконовые реле

Электрические контакторы

Катушки электронных аппаратов

Как произвести перемотку обмоток катушек электронных аппаратов на другой род тока

Путные и конечные выключатели

Модульные электронные аппараты

Коммутационные аппараты ручного управления. Рубильники

Пакетные выключатели и тумблеры

Высоковольтные разъединители