Реле електромагнітне: пристрій, принцип дії

Електромагнітне реле - це комутаційний пристрій для перемикання електричних ланцюгів електромагнітним полем.

реле електромагнітне

Області застосування

Електромагнітна комутація використовується в схемах автоматики, керування електроприводами, електроенергетичними і технологічними установками, в системах контролю і т. П. Реле електромагнітне дозволяє регулювати напруги і струми, виконувати функції запам`ятовуючих і перетворюють пристроїв, фіксувати відхилення параметрів від заданих значень.

Принцип роботи

Електромагнітне реле, принцип дії якого є загальним для будь-якого типу, складається з наступних елементів:

  1. Підстава.
  2. Якір.
  3. Котушка з витків дроту.
  4. Рухливі і закріплені контакти.

електромагнітне реле принцип дії

Всі деталі кріпляться на підставі. Якір виконаний з можливістю повороту і утримується пружиною. Коли на обмотку котушки подається напруга, по її витків протікає електричний струм, створюючи електромагнітні сили в осерді. Вони притягують якір, який повертається і замикає рухливі контакти з парними нерухомими. При відключенні струму якір повертається пружиною назад. Разом з ним переміщаються рухомі контакти.

Від типової конструкції відрізняються тільки герконові реле, де контакти, сердечник, якір і пружина суміщені в єдиній парі електродів.

Електромагнітне реле, схема якого зображена нижче, є коммутирующим пристроєм.дію електромагнітного реле

Вона типова і в цілому показує, як електрична енергія перетворюється в магнітну, яка потім долає зусилля пружини і переміщує контакти.

Електричні кола котушки і комутації нічим не пов`язані. За рахунок цього малі струми можуть управляти великими. В результаті реле електромагнітне є підсилювачем струму або напруги-ня. Функціонально воно включає три основних елементи:

  • сприймає;
  • проміжний;
  • виконавчий.


Першим з них є обмотка, що створює електромагнітне поле. По ній проходить контрольований струм, при досягненні яких заданого порогового значення відбувається вплив на виконавчий елемент - електричні контакти, які замикають або розмикають вихідний ланцюг.

Класифікація

Реле класифікуються наступним чином:

  1. За способом управління контактами - якірні і герконові. У першому випадку замикання-розмикання контактів виробляється при переміщенні якоря. У герконовий перемикачах сердечник відсутня і магнітне поле впливає безпосередньо на феромагнітні електроди з контактами.
  2. Керуючий струм може бути постійним або змінним. В останньому випадку якір і сердечник виконуються з пластин електротехнічної сталі для зменшення втрат. для постійного струму пристрою бувають нейтральними і поляризованими.
  3. По швидкодії спрацьовування реле діляться на 3 групи: до 50 мс, до 150 мс і більше 1 с.
  4. Захист від зовнішніх впливів передбачає влаштування герметизовані, зачохлені і відкриті.

При всьому різноманітті типів, представлених нижче, дія електромагнітного реле засноване на загальному принципі комутації контактів.дію електромагнітного реле

Пристрій електромагнітного реле заховано всередині корпусу, зовні виступають тільки висновки обмотки і контактів. Вони здебільшого пронумеровані, для кожної моделі дається схема підключення.

пристрій електромагнітного реле

параметри



Основними характеристиками реле є:

  1. Чутливість - перемикання від подаваного в обмотку сигналу певної потужності, достатньої, щоб відбувалося включення.
  2. Опір обмотки.
  3. Напруга (струм) спрацьовування - мінімальне порогове значення параметра, при якому контакти перемикаються.
  4. Напруга (струм) відпуску.
  5. Час спрацювання.
  6. Робочий струм (напруга) - величина, при якій відбувається гарантоване включення в процесі експлуатації (значення вказується в заданих межах).
  7. Час відпускання.
  8. Частота включень з навантаженням на контактах.

Гідності й недоліки

Реле електромагнітне має наступні переваги над напівпровідниковими конкурентами:

  • комутація великих навантажень при малих габаритах;
  • гальванічна розв`язка між ланцюгом управління і групою комутації;
  • низьке тепловиділення на контактах і котушці;
  • невелика ціна.

Пристрою притаманні також недоліки:

  • повільне спрацьовування;
  • відносно невеликий ресурс;
  • радіоперешкоди при перемиканні контактів;
  • складність комутації на постійному струмі високовольтних і індуктивних навантажень.

Робоча напруга і струм котушки не повинні виходити за задані межі. При їх низьких значеннях стає ненадійним контактування, а при високих - перегрівається обмотка, збільшується механічне навантаження на деталі і може статися пробій ізоляції.

Довговічність реле залежить від виду навантаження і струму, частоти і кількості комутацій. Найбільше контакти зношуються при розмиканні, що утворює дугу.

Безконтактні апарати мають перевагу, оскільки у них не з`являється дуга. Але є також маса інших недоліків, що не дає можливості замінити реле.

Електромагнітні реле струму

Реле струму і напруги відрізняються, хоча структура у них схожа. Різниця полягає у виконанні котушки. Реле струму має малу кількість витків на котушці, опір якого невелика. При цьому намотування проводиться товстим проводом.електромагнітні реле струму

Обмотка реле напруги утворюється великою кількістю витків. Її зазвичай включають в діючу мережу. Кожен пристрій контролює свій певний параметр з автоматичним включенням або відключенням споживача.

За допомогою реле струму контролюють його силу в навантаженні, до якої підключається обмотка. Інформація передається в іншу ланцюг за допомогою підключення до неї опору коммутирующим контактом. Підключення проводиться в силову схему безпосередньо або через вимірювальні трансформатори.

Захисні пристрої відрізняються швидкодією і мають час спрацювання в кілька десятків мілісекунд.

Реле часу

У схемах автоматики нерідко виникає необхідність створювати запізнювання при спрацьовуванні апаратів або видавати сигнали для технологічних процесів в певній послідовності. Для цього служать перемикачі з затримкою за часом, до яких пред`являються наступні вимоги:

  • стабільність витримки незалежно від впливу зовнішніх факторів;
  • невеликі габарити, маса і споживана енергія;
  • достатня потужність системи контактів.

Для управління електроприводами високі вимоги до точності не пред`являються. Витримка становить 0,25-10 с. Надійність повинна бути висока, оскільки робота часто виконується в умовах тряски і вібрації. Захисні пристрої енергосистем повинні працювати точно. Витримка не перевищує 20 сек. Спрацьовування відбувається досить рідко, тому високі вимоги до зносостійкості не пред`являються.електромагнітні реле часу

Електромагнітні реле часу працюють на наступних принципах уповільнення:

  1. Пневматична - за рахунок наявності пневматичного демпфера.
  2. Електромагнітне - при постійному струмі існує додаткова короткозамкнутая обмотка, в якій наводиться струм, що перешкоджає наростанню головного магнітного потоку при спрацьовуванні, а також його зниження при відключенні.
  3. З анкерним або годинниковим механізмом, який заводиться від електромагніту, і контакти спрацьовують після відліку часу.
  4. Моторне - подача напруги одночасно на електромагніт і двигун, що обертає кулачки, що призводять в дію систему контактів.
  5. Електронне - за допомогою інтегральних ланцюгів або цифрової логіки.

висновок

З настанням ери електроніки реле електромагнітне поступово витісняється, але воно все ж розвивається, досягаючи нових можливостей. Йому важко знайти альтернативу в місцях, де мають місце перепади струму і напруги під час пуску і відключення пристроїв, що використовують електрику.



Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Увага, тільки СЬОГОДНІ!