Меню

Электромагнитное промежуточное реле переменного напряжения

Промежуточные реле. Виды и устройство. Работа и применение

Промежуточные реле занимают особое место среди множества электротехнических изделий. Они предназначены для обеспечения выполнения дополнительных функций, применяются, когда основные реле не могут справиться с поставленной задачей. Также, число цепей выхода в основном реле значительно меньше, по сравнению с цепями управления.

Главная задача промежуточного реле – подключение потребителей в электрических цепях. Такие устройства могут функционировать как на переменном, так и на постоянном токе. Они приобрели свою популярность в разных типах релейной защиты, в промышленной аппаратуре, аварийных системах и других объектах энергетики.

Разновидности

Промежуточные реле классифицируются по признакам и характеристикам. Рассмотрим основные разновидности таких реле.

Тип переключения:
  • Минимальные – действуют на снижение некоторого параметра до определенного порога.
  • Максимальные – работают на возрастание некоторого параметра до определенной границы.
По назначению:
  • Комбинированные – группа нескольких реле, соединенных общей логической связью.
  • Логические – действуют по единому уровню, чаще всего в дискретных электрических цепях.
  • Измерительные – имеют регулировку в определенном диапазоне срабатывания.
По методу работы:
  • Косвенные – работают не напрямую, а через цепи других устройств.
  • Прямые – сразу выполняют отключение или подключение цепи.
По месту присоединения:
  • Первичные – подключены непосредственно в рабочую цепь.
  • Вторичные – подключены через емкостную, индуктивную или иную связь.
Также существуют реле защиты, которые имеют аналогичное назначение, и делятся:
  • Полупроводниковые – наиболее популярные виды реле на основе полупроводниковых элементов.
  • Индукционные – действуют по методу асинхронных моторов. В замкнутой обмотке ток возникает от другой обмотки, подключенной к напряжению.
  • Магнитоэлектрические – работают по принципу электромагнита. Магнит является неподвижным, а обмотка с рамкой могут вращаться вместе с контактом.
  • Поляризационные – аналогичны электромагнитным, отличие только в том, что работа зависит от полярности подключенного тока.
  • Электромагнитные – их работа основана на эффекте поведения проводника с током по отношению к стрелке компаса. Подвижным элементом является сердечник из ферромагнитного материала.

Промежуточные реле бывают с различным принципом работы. Раньше в основном такие реле работали на электромагнитном принципе.

Особенности конструкции

Такие устройства выпускаются разных размеров и видов. Однако структура устройства у них практически одна и та же.

Promezhutochnye rele ustroistvo

Конструкция промежуточного реле включает в себя электромагнитную управляющую катушку, группу контактов, пружинный механизм, сердечник. Производится большое количество моделей для разных напряжений. Они рассчитываются на постоянное и переменное напряжение.

Promezhutochnye rele vid

По внешнему виду такие реле мало чем отличаются. Их отличие состоит лишь в магнитопроводе. В реле, предназначенном для переменного тока, сердечник выполнен из пластин электротехнической стали, а для постоянного тока такой сердечник изготовлен в виде цельного куска металла. Такая конструкция позволяет снизить потери энергии на нагревание сердечника при протекании переменного тока.

Технические характеристики
Основными характеристиками реле являются:
  • Род тока.
  • Габаритные размеры.
  • Вид и количество контактов.
  • Допустимый длительный ток контактов.
  • Ток коммутации.
  • Мощность потребления.
  • Напряжение питания.
  • Интервал эксплуатационных температур.
  • Влажность рабочей среды.
  • Взрывоопасность среды.
  • Концентрация пыли.
  • Уровень вибрации.

Промежуточные реле, служащие для выполнения промышленных задач, оснащены колодками для монтажа на дин-рейку. Колодки и реле для такой монтажной рейки изготавливаются с широким интервалом размеров разъемов. Это позволяет удобно эксплуатировать реле внутри одного устройства, когда есть модели для различного напряжения, и по ошибке не заменили один вид на другой.

Важной характеристикой является время перехода контактов в разные положения. По этой информации можно определять уровень защищенности аппаратуры от действия отрицательных факторов. Например, для реле РП-25 время перехода составляет не более 0,06 с. Реле на основе электронных ключей работают с большей скоростью.

При необходимости повышенного быстродействия применяют реле РП-220. Для уменьшения инерции использован шихтованный сердечник, состоящий из тонких металлических пластин, склеенных специальным лаком.

Реле чаще всего может работать в некоторых пределах. Это границы температуры, при которой механизм может выполнять свои задачи. Также к факторам, влияющим на работу реле, можно отнести устойчивость сплавов к условиям погоды, степень защиты корпуса.

Для электромагнитного вида реле габаритные размеры играют важную роль. Для повышенных напряжений механические устройства также популярны. Цепи высокого напряжения всегда нуждаются в использовании мощных контакторов. Полупроводниковые ключи не способны выдержать подобного температурного режима.

Фактор механических нагрузок важен при использовании реле на железной дороге, самолетах, военной технике. Поэтому реле проектируются для различных нагрузок: ударов, вибраций, ускорений.

Принцип действия

При возникновении напряжения на катушке появляется электромагнитная сила, которая притягивает якорь. Вследствие этого под воздействием якоря замыкаются подвижные и неподвижные контакты. Подвижные контакты закреплены на якоре, а неподвижные на корпусе реле.

Читайте также:  Формула расчета напряжения при сварке

Эти контакты включены в цепь управления. Они управляют работой защиты или сигнализации, подключают и отключают питание катушки контактора электрического двигателя. Вариантов различных схем подключения может быть много.

Реле могут быть оснащены несколькими группами контактов различного назначения. Это зависит от поставленных задач при проектировании определенной конструкции реле.

Источник

Применение промежуточных реле в быту и на производстве

Промежуточное реле в электрике выполняет примерно ту же задачу, что и транзистор. То есть усиливает, размножает и распределяет электрические сигналы. На реле возможно построение логических схем, систем защиты, щитов управления производственными процессами. Не реже они встречаются в бытовой технике.

Задачи промежуточного реле

Промежуточные реле выступают посредником в цепях с отличающимися токами или напряжениями. Например, вы нажимаете кнопку «старт» на панели стиральной машины. Кнопка располагается на низковольтной электронной плате, где напряжение не превышает 24 В. При нажатии кнопки «старт» плата управления выдает сигнал напряжением 12 В на катушку промежуточного реле. Оно замыкает силовые контакты и подает напряжение 220 В на двигатель.

В данном случае устройство на 12 В выступает посредником между низковольтной цепью управления (электронная плата) и высоковольтным двигателем на 220 В.

Промежуточные реле часто применяют в роли умножителя контактов. По аналогии со стиральной машиной нажатие кнопки «пуск» приводит к включению и двигателя, и нагревательного элемента. Таким образом, реле позволяет одновременно включить десятки электрических цепей.

Из вышесказанного выделяются 2 основных назначения:

  1. Согласование между силовыми и слаботочными цепями. Повышает электробезопасность.
  2. Увеличение числа выходных контактов. Подав сигнал в 1 провод, возможно передать его по множеству других линий.

Конструкция

Существует множество модификаций промежуточных приборов. Однако по принципу действия и устройству все они похожи. Есть управляемые контакты. В зависимости от модели их бывает от 2 до нескольких десятков. Обычно достаточно 4 перекидных контакта. Они выполняются нормально-замкнутыми или нормально-разомкнутыми. Есть и управляющие контакты. Для включения прибора на них необходимо подать напряжение.

Это интересно. В конструкции реле часто используются драгоценные металлы. Например, в некоторых моделях контакты покрыты золотом или платиной. В других они полностью выполнены из электротехнического серебра высокой пробы. Драгоценные металлы применяются с целью повышения проводимости контактов и устойчивости к коррозии.

Описание работы реле

У промежуточных реле простой принцип работы. В основе строения устройства лежит катушка (1). Она намотана эмалированным медным проводом в лаковой изоляции (2). При подаче на выводы катушки напряжения в ней создается электромагнитное поле. Оно притягивает к сердечнику катушки якорь (3). Он, в свою очередь, замыкает управляемые контакты реле (4). Если с катушки (1) убрать напряжение, то пружина (5) сожмется и вернет якорь в первоначальное (нормальное) положение. Для фиксации всех элементов конструкции и замыкания магнитного потока служит магнитопровод (6).

Виды промежуточных устройств

На заре развития электротехники производились «примитивные» электромагнитные реле. Затем люди поняли, что если поместить контакты в вакуум, то устройство прослужит дольше. Так появилось герконовое реле. Далее прогресс пришел к тому, что если исключить из устройства подвижные части, то срок работы увеличится еще сильнее. В результате миру явились твердотельные реле.

Это лишь малая часть разновидностей этих приборов. Реле существует сотни видов, каждый из которых создан под определенные цели.

Как включить реле

В классическом электромагнитном устройстве есть пара контактов. Они подвижны. Если на них подается ток, то электромагнит прижимает контакты друг к другу и управляемая цепь замыкается. Такие релейные приборы включаются, если подать на них управляющее напряжение. Обычно именно они и выполняют функцию промежуточных.

Существуют и герконовые реле (геркон, герметичный). Конструкция представляет 2 контакта, помещенных в герметично запаянную стеклянную колбу. Они включаются, если попадают под действие магнитного поля. Проверка такого прибора производится с помощью постоянного магнита. Его необходимо поднести на расстояние 5-15 мм.

Виды реле устройств:

  1. Твердотельные реле успешно применяются в роли промежуточных. Для включения на прибор необходимо подать управляющее напряжение. В отличие от электромагнитных, в твердотельных устройствах нет подвижных частей.
  2. Тепловые реле встречаются в чайниках, утюгах, термопотах и автоматических выключателях (тепловой расцепитель). Тепловые устройства замыкают контакты при определенной температуре.
  3. Реле времени. Для включения необходимо, чтобы прошел определенный промежуток времени. Устройство предназначено для отложенного запуска электрических агрегатов. Классический пример — «крутилка» в советских стиральных машинах. Заводится механизм, и реле отсчитывает время до выключения двигателя. При этом слышен характерный треск.

Существуют другие устройства, срабатывающие на иные типы внешнего воздействия. Они выступают чем-то вроде органов чувств в мире электроники. Такие приборы реагируют на:

  • изменение давления (высоты над уровнем моря);
  • снижение (увеличение) температуры, влажности;
  • появление магнитного поля;
  • изменение положения в пространстве;
  • наличие света, звука, вибрации.
Читайте также:  Топ стабилизаторов напряжения для дачи 10 квт

Конструктивные особенности и крепеж

Приборы старой модификации крепились в электрический щит болтами. Крепеж неудобный. Болты постоянно вываливаются из рук. Монтаж реле тратит много времени. Современные модульные устройства производятся с крепежом на дин рейку. Они часто выпускаются с колодкой. При выходе прибора из строя не нужно отключать провода. Достаточно вытащить его из колодки и заменить новым.

Дополнительная информация. Колодка выполняет те же задачи, что и розетка. В нее вставляется устройство. Колодка имеет нужное число контактов. При необходимости достаточно заменить только само релейное устройство. Колодка остается на месте. Такое техническое решение экономит время на ремонт и обслуживание электрических щитов.

Существуют особенности и в типах корпусов. Они бывают полностью герметичными или открытыми. У некоторых моделей корпус выполнен из прозрачного оргстекла, что позволяет визуально оценить работоспособность. Другие закрыты в прочный металлический, пластиковый или карболитовый кожух, что защищает от воздействия внешних факторов.

Время переключения контактов

В большинстве случаев выдержка времени не учитывается. Но если прибор используется в системах релейной защиты, без этого параметра не обойтись.

Временем срабатывания называется интервал между подачей на управляющую катушку напряжения и полным замыканием управляемых контактов. Для небольших маломощных промежуточных устройств этот параметр исчисляется десятками или сотнями миллисекунд.

Для полного выключения (размыкания управляемых контактов) требуется некоторое время. То есть управляющее напряжение с катушки снято, но контакты остаются в замкнутом состоянии. Процесс выключения так же занимает десятки или сотни миллисекунд.

Примеры использования

Промежуточные реле применяются повсеместно. Их массово эксплуатировали в советский период. Ниже рассмотрен реально действующий пример с одного из предприятий.

Имеется печь на 380 В для закалки металла. Она питается электроэнергией через силовой контактор на 250 А. Катушка контактора управляется через реле РПУ-1. А сигнал на РПУ-1 приходит с современного ПИД регулятора температуры печи.

Регулятор дает команду на реле. Оно замыкает 2 независимые пары управляемых контактов:

  • цепь включения силового контактора;
  • цепь индикации на панель для оператора печи.

Другой пример встречается в лифтовом оборудовании советских времен. Если подойти к машинному отделению во время движения кабины, то слышны характерные щелчки. Это поочередно переключаются промежуточные реле (этажные переключатели) в щите управления лифта. Обычно используется не меньше 2-3 десятков устройств, в зависимости от высоты здания.

Обозначение на корпусе

На каждом устройстве имеется цифробуквенная маркировка. Она сообщает специалисту следующую информацию:

  1. Номинальное напряжение управляющей катушки. Бывает постоянного тока или переменного.
  2. Мощность устройства. Указывают редко.
  3. Диапазон рабочих напряжений управляемых контактов. Может отличаться для разных цепей.
  4. Производственная информация. Тип прибора (РП), год выпуска, производитель.
  5. Схема включения контактов. У некоторых моделей устройств по 20-30 выводов. Их назначение указано на корпусе. Нет нужды бегать искать обозначение на схеме в технической документации.

Выше был рассмотрен пример использования РПУ-21. В данном случае аббревиатура означает следующее:

  • Р — реле;
  • П — промежуточное;
  • У — универсальное;
  • 21 — номер серии.

Дополнительная информация. На корпусе реле указано назначение и положение контактов в отключенном состоянии. То есть если устройство просто лежит на столе и ни к чему не подсоединено, то его контакты должны быть в том положение, которое нанесено на корпус. Управляющая катушка обозначается буквами A, B (А, Б — в советских схемах).

Подключение промежуточного реле

Подключение реле — задача несложная. Обычно достаточно учесть 4 параметра:

  1. Напряжение катушки управления. Величина и род тока. В отдельных случаях этот параметр можно слегка нарушить. Например, реле с напряжением срабатывания 24 В включится и от 16 В. А может и от 12. Но желательно не экспериментировать и подавать именно требуемый производителем вольтаж.
  2. Токовые характеристики управляемых контактов. Здесь необходимо сделать некоторый запас. Если вам требуется включать потребителя с током 5 А, то реле понадобится минимум на 6-10 А.
  3. От какого тока работает катушка. Реле во время работы потребляет электроэнергию. Заранее следует продумать, хватит ли у источника напряжения мощности, чтобы управлять им.
  4. Положение в пространстве. На это редко обращают внимание. Производители указывают, как необходимо устанавливать их устройство (стоя, лежа, на стене).

Промежуточные реле активно использовались в советское время. Данная технология постепенно уступает место приборам с цифровым управлением. Однако в мощных силовых цепях и сейчас не обойтись без промежуточных реле. В некоторых устройствах отказ от них технически нецелесообразен.

Перед тем как подключить реле, следует обратить внимание на корпус. От этого зависит, как устройство крепится в щит. Важно учесть и электрические параметры прибора: напряжение и токи управляющей катушки, контактов.

Читайте также:  Как проверить напряжение акб вольтметром

Источник



Подключение промежуточного реле

Часто в сетях электрического снабжения требуется сразу замкнуть или разомкнуть цепи либо управлять какими-то мощными устройства. С такими целями используется промежуточное реле П-21, ПРГ, РЭК и т. д., принцип действия которого позволяет коммутировать высокие нагрузки в сети питания.

Назначение

Промежуточное или вспомогательное реле – это устройство, которое используется для контроля работы различных станков, комплексов и т. д., и позволяет обеспечить контроль сразу нескольких электрических цепей. К примеру, при помощи одного контакта осуществляется запуск станка, а другим производится выключение иного электрического устройства.

Назначение реле промежуточного типа:

  1. Для замыкания или размыкания отдельных и независимых друг от друга цепей;
  2. Для замедления защитной реакции при необходимых высоких нагрузках;
  3. С целью контроля основного устройства в условиях высокого напряжения.

Конструкция устройства может варьироваться в зависимости от его назначения и производителя (Omron, VDC, CAD, РЭП15). Рассмотрим самый простой вариант. Стандартное двухпозиционное вспомогательное реле состоит из электромагнитной катушки, оснащенной сердечником. К ней подключается постоянный или переменный ток нагрузки в зависимости от рабочей сети. Когда в катушке появляется напряжение, происходит замыкание рабочих подвижных контактов с неподвижными. Они установлены на корпусе над колодкой. Катушка управляет ими – они могут изменять свое положение и от этого может изменяться принцип питания.

Главное назначение промежуточного реле – расцеплять и размножать отдельные контакты цепей. К примеру, если к нему подключить стандартный трехфазный электродвигатель, то произойдет следующее замыкание контактов:

  1. Пуск. Включится сигнализация;
  2. Сработает пускатель;
  3. Замкнется последняя пара контактов и заведется двигатель.

В большинстве случаев, также промежуточное реле времени и контроля разрывает реверс двигателя, чем препятствует резкое выключение мотора. Важно понимать, что промежуточное электромагнитное реле может быть оснащенным несколькими группами контактов управления. Их количество зависит от назначения конкретного устройства.

Чтобы было легче распознавать различные типы устройства, используется специальное буквенно-циферное обозначение, рассмотрим его на примере популярного ПЭ:

  • П – промежуточное;
  • Э – Электромагнитного типа;
  • 46 – номер серии;
  • 1 – импульсный;

Если после этого продолжается маркировка, то она означает: количество рабочих замыкающих контактов и климатическое исполнение отдельно взятого устройства. Очень часто производитель опускает в описании эти моменты, но они обязательно должны значиться в сертификате качества и паспорте.

Видео: реле серии TR20
https://www.youtube.com/watch?v=amrLmRVyaaU

Параметры

У каждого отдельного промежуточного реле есть определенные технические характеристики. Рассмотрим их на примере отдельных моделей.

Тип Электромагнитное двухпозиционное
Нижний ток срабатывания при напряжении 24/110, А 0,02/0,01
Количество циклов включения-выключения 150 000
Степень защиты IР40
Климатические условия по ГОСТ 15150-69 От -40 до +50

РК-4Р с розеткой:

Тип Электромагнитное, трехпозиционное
Срабатывание, А до 16
Рабочее напряжение, В От 12 (AC) в зависимости от модели 230 до
Износостойкость 100 000
Защита IР40
Количество контактов 3 – замыкающий, размыкаемый, переключающий
Климатическое исполнение От -40 до +40

РПГ – это особенный вид промежуточных реле, которые называются герконовые, чаще всего их подключение производится в промышленных условиях. Стандартно герконовое реле используется в сложных автоматических цепях с напряжением от 16 до 42 Вольт, помогает контролировать выпрямленный трехфазный ток, могут контролировать микропроцессорное производство.

Маркировка этого типа расшифровывается иначе, чем у обычного устройства. РПГ-Х1-ХХ-Х-Х-ХХ:

  1. РПГ – на герконах;
  2. Х – вид установки проводов (винтовое крепление, спайка);
  3. 1 – вид геркона;
  4. ХХ – контакты, может быть от 1 до 10;
  5. Х- обмотки (данные приборы бывают однообмоточными или двухобмоточными);
  6. Х – количество однотипных промежуточных устройств в корпусе;
  7. ХХ – исполнение по климату.

МКУ являются одними из первых реле, которые использовались для коммутирования отдельных проводов на производственных автоматизированных работах. Оно относится к нейтральным двухпозиционным устройствам для контроля сигнальных цепей. Принцип работы отличается от классического за счет использования дополнительной магнитной полосы внутри корпуса.

Плоский якорь и Ш-сердечник образуют сильную магнитную часть, визуально схема немного напоминает реле стартера ВАЗ. Сердечник изогнут особенным образом, позволяющим разделить его на две отдельные части, описанные ниже. В сердечнике устанавливается катушка с пластмассовым корпусом. Сердечник разделяется на несколько групп контактов. С правой стороны детали устанавливаются полюса, на них расположен медный виток, замкнутый накоротко. У этой серии усиленная магнитная система, она при помощи винтового крепления установлена на плате. В это же время, у левой части сердечника установлен якорь и его ограничитель. Он производится из легированного листового стального проката.

Источник