Электромагнитное реле, что это такое, какой принцип действия. Как работает электромагнитное реле.

Выбирая устройство по напряжению срабатывания, следует помнить, что многие устройства работают при более низком напряжении. Например, реле, рассчитанное на 18 вольт, будет безопасно замыкать контакты при напряжении 12 вольт. Однако учтите, что сила прижатия контактов значительно ниже. Это приводит к образованию дуги и ожогам на контактах.

Электромагнитное реле: что это такое и как оно работает

В электротехнике часто требуется управлять большим током с помощью небольшого сигнала. Для этой цели уже много десятилетий используются реле в электромагнитной конструкции.

В общем смысле реле — это устройство, которое дискретно (ступенчато) изменяет свое состояние под воздействием внешнего сигнала. Если сигнал на выходе устройства больше (напряжение, ток, мощность), чем энергия управления, то эта функция по сути является дискретным усилением.

Одно из первых применений реле было в телеграфных линиях связи в начале двадцатого века. Двадцатый век. Дискретный электрический сигнал (азбука Морзе и т.п.) постепенно ослаблялся на больших расстояниях, и на линии через определенные интервалы ставились устройства, называемые реле (название операции переключения лошадей на почтовых линиях). Ослабленный сигнал «расшатывался», увеличивая дальность связи.

Сегодня реле используются для:

  • коммутации электрических сигналов;
  • построения несложных логических схем и схем автоматики;
  • выполнения функций защиты и сигнализации;
  • других целей.

Реле также действует как буфер для разделения цепей. Ток из цепи управления не попадает в цепь нагрузки, обеспечивая тем самым надежную гальваническую развязку.

Общая конструкция и особенности работы контактных групп

Как следует из названия, в основе электромагнитного реле лежит электромагнит. При наличии проволочной катушки и подаче на нее электрического тока она создает вокруг себя магнитное поле. Когда в этом поле оказывается сердечник из ферромагнитного материала (например, стали), он намагничивается полем катушки и становится постоянным магнитом. Это свойство временно — до тех пор, пока в катушке течет ток. Как только ток прекращает течь, сердечник перестает быть магнитом. Это устройство называется электромагнитом — его поведением можно управлять.

Электромагнитное реле: что это такое и как оно работает

Если электромагнит оснащен подвижным якорем с пружиной, то при подаче тока на катушку (в этом случае она называется катушкой реле) якорь притягивается к сердечнику, а когда ток прекращается, он возвращается в исходное положение с помощью пружины. Если на пути якоря поместить упругие контакты, то их можно организовать так, чтобы они размыкались или замыкались при переключении обмотки.

Электромагнитное реле: что это такое и как оно работает

Что такое электромагнитное реле

Это электромеханическое переключающее устройство, основанное на принципе электромагнитной силы. При подаче электрического тока внутри катушки возникает магнитное поле, которое замыкает или размыкает коммутируемую цепь с помощью специального механизма.

Проще говоря, это устройство для управления другой цепью путем замыкания или размыкания контактов. Существуют реле переменного и постоянного тока; реле постоянного тока делятся на поляризованные и нейтральные реле, каждое из которых предназначено для разных целей. Более подробная информация приведена ниже.

реле omron 5 штук

Конструкция и устройство

Конструкция состоит из трех основных частей. Основной элемент — электромагнитная медная катушка с закрепленным внутри нее ферритовым сердечником (трубкой), который действует как электромагнит и крепится к неподвижной опоре, называемой ярмом.

Вторая часть называется якорем и состоит из металлической пластины с контактной поверхностью на конце, которая удерживается в разомкнутом положении пружиной. Контактная часть реле представляет собой изолированный исполнительный элемент, движение которого приводит к замыканию или размыканию контактов.

Они бывают однополюсные, двухполюсные, многополюсные, с первоначально замкнутыми (NC) или разомкнутыми (NO) контактами.

Конструкция реле изнутри

Три основных элемента:

  1. Первичный или воспринимающий элемент ( катушка с сердечником ) – воспринимает электричество и преобразует его в магнитное поле.
  2. Промежуточный, подвижный элемент (якорь) – в результате появления магнитного поля возникает ЭДС, изменяющая положение якоря или механического привода механизма, который служит для замыкания контактов.
  3. Исполнительный орган (нормально замкнутый контакт или разомкнутый) – воздействует на другую электрическую схему включая или отключая ее.

Принцип работы

При подаче напряжения на обмотку катушки возникает ЭДС, сила магнитного поля вытягивает якорь из исходного положения, преодолевая силу пружины, удерживающей якорь, тем самым замыкая контакт цепи управления.

В зависимости от конструкции реле, якорь замыкает или размыкает цепь разряда. При прекращении подачи питания магнитное поле исчезает, а якорь возвращается в свое обратное положение под действием обратного сжатия пружины.

схематическое изображение реле

Сама катушка соленоида может быть запитана различными токами в зависимости от количества витков провода, данные о которых обычно указаны на корпусе.

Примечания. УЗО — это обычное нормально разомкнутое реле.

Виды реле

Помимо электромагнитных устройств, в настоящее время существует множество типов реле с различными целями и разными принципами работы, которые используются для управления системами защиты от перенапряжений в системах бесперебойного питания, автоматических устройствах и интегральных схемах. К этим типам относятся:

  1. Электронные, в качестве ключа используется резистор, не щелкает при переключении
  2. Электротепловые
  3. Герконовые
  4. Времени
  5. Приорита
  6. Твердотельные – отсутствует соленоид, роль якоря выполняет мощный симистор или тиристор
  7. Индукционные
  8. Световые (совместно с датчиком света)

Плюсы и минусы

Как и любой элемент, реле имеют свои достоинства и недостатки, но, несмотря на недостатки, в некоторых случаях эти устройства просто необходимы.

Плюсы

  1. Простая конструкция
  2. Легко ремонтируется, всегда можно разобрать чтобы подчистить контакты, заменить отдельные элементы
  3. Низкое сопротивление на контактах

Минусы

  1. Ограниченный ресурс, так как используются механические элементы
  2. Контакты иногда обгорают
  3. Низкая скорость при срабатывании в отличие от полупроводниковых элементов, механическое устройство в сто раз медленнее электронного, но при этом скорость срабатывания все равно достаточно велика
  4. Возможно дребезжание контактов при недостаточном напряжении на катушке
  5. Щелчки при переключении

Схема электромагнитного реле

Простейшая электромагнитная цепь состоит из следующих элементов:

  • якорь;
  • магнит;
  • соединительные элементы;
  • обмотка;
  • сердечник;
  • пружины контактные;
  • контакты;
  • штифт.

Все элементы устанавливаются на основание и закрываются крышкой. Электромагнитные муфты очень популярны благодаря своей высокой надежности и простой схеме. Они встречаются в электроустановках и устройствах безопасности.

Чтобы понять, как работает реле, можно изучить приведенную ниже схему:

Электромагнитное реле, что это такое, какой принцип действия. Как работает электромагнитное реле. 2

Плюсы и минусы

Как и любой элемент, реле имеют свои достоинства и недостатки, но, несмотря на недостатки, в некоторых случаях эти устройства просто необходимы.

Плюсы

  1. Простая конструкция
  2. Легко ремонтируется, всегда можно разобрать чтобы подчистить контакты, заменить отдельные элементы
  3. Низкое сопротивление на контактах

Минусы

  1. Ограниченный ресурс, так как используются механические элементы
  2. Контакты иногда обгорают
  3. Низкая скорость при срабатывании в отличие от полупроводниковых элементов, механическое устройство в сто раз медленнее электронного, но при этом скорость срабатывания все равно достаточно велика
  4. Возможно дребезжание контактов при недостаточном напряжении на катушке
  5. Щелчки при переключении

Основные характеристики ЭМР

Выбор подходящего реле должен основываться на основных характеристиках устройства:

  1. Коммутируемая мощность (Рсом=Icom*Ucom). По мощности различают нормальные приборы (120 Вт< Рсом< 500 Вт), а также слаботочные реле (Рсом< 120 Вт) и силовые (контакторы), для которых Рсом >500 Вт.
  2. Время срабатывания (tср). Если tср< 50 мс, то прибор считается быстродействующим, а если tср >150 мс, то это прибор замедленного действия.
  3. Мощность срабатывания Рср. У высокочувствительных приборов Рср не превышает 0,01 Вт, а у чувствительных – 0,05 Вт.
  4. Уставка – это значение тока, при котором реле срабатывает (ток срабатывания – Icр). Часто величину уставки можно перенастраивать.

Кроме того, при выборе РМЭ часто важны и другие параметры:

  • ток отпускания (Iотп);
  • сопротивление обмотки (R);
  • время отпускания;
  • частота коммутации.

Видео – Основные параметры электромагнитных реле

В таблице в качестве примера приведены характеристики RPS EMR 9.

Для иллюстрации RPS RPS RPS RPS RPS RPS используются следующие параметры. В следующей таблице приведены параметры для параметра EMRPS.
Вид тока питания Постоянный
Поляризация Нейтральная
Число обмоток 1
Icp не более, мА 30
Iотп не менее, мА 5
R обмоток, Ом 550
Напряжение питания, В 27
Контакты 2
Макс. Ucom, В 30
Макс. Icom, А 3
tcp, мс 12
tотп, мс 7
R изоляции, МОм 200
Макс.R контактов, Ом 0,6
Материал контактов Ср999.9
Надежность, циклов 10000
Траб, С -60. 80
Масса, г 20

Достоинства и недостатки

Преимуществами ЭМРП являются низкая стоимость, относительно долгий срок службы и низкие коммутационные потери.

Недостатками являются: Недостатки заключаются в следующем: Эксплуатация ЭМРП очень хорошая:

  • создания помех;
  • малая скорость переключения;
  • трудности при работе с индуктивными нагрузками;
  • возможное дребезжание контактов.

Цены на реле контроля напряжения

Основные параметры выбора реле

Контактная группа

Одним из наиболее важных параметров при выборе ЭМР является конфигурация его контактов: Механизм часто активируется путем размыкания, замыкания или переключения. В процессе выбора необходимо учитывать следующие параметры:

  • падение напряжения;
  • номинальная нагрузка, при которой переключение выполняется с высокой надёжностью;
  • предельно допустимые коммутируемые мощность, напряжение и ток;
  • механическая и электрическая стойкость к износу;
  • импульсный ток;
  • минимальная нагрузка;
  • материал изготовления контактов.

Контактная группа

Технические характеристики

Основой для выбора электромагнитного реле 220 В являются:

  • рабочее напряжение и ток;
  • чувствительность (минимальное значение подаваемой на обмотку мощности, при которой устройство способно переключаться);
  • время срабатывания, отпускания, вибрации контактов;
  • коэффициент возврата, составляющий для ЭМР разных типов от 0.1 до 0.98;
  • ток срабатывания (его минимальное значение, при котором происходит переключение, замыкание или размыкание контактов);
  • коэффициент запаса (от 1.4 до 2);
  • частота коммутации реле.

Эксплуатация ЭМР, частые неисправности оборудования

Реле — это устройство с ограниченным механическим ресурсом: в процессе работы оно периодически перегорает, контакты изнашиваются, на их поверхности образуется нагар. По этой причине реле необходимо чистить во время планового технического обслуживания. Следует также помнить, что каждый тип устройства рассчитан на определенное количество операций. Это связано с постепенным разрушением металла под воздействием искр и дуги, возникающих при коммутации.

ЭМР

Наиболее распространенными проблемами, возникающими при работе реле, являются обрыв кабеля катушки или замыкание между обмотками катушки. Признаками такой неисправности могут быть громкий жужжащий шум из ЧМЭ и невозможность включения. Внешне на локальный перегрев и межвитковое замыкание может указывать темная окраска катушки. Об износе контактов может свидетельствовать скрип реле.

ЭДС может оставаться под напряжением при отключении цепи, в этом случае контакты будут «залипать». Чтобы проверить состояние катушки, используйте мультиметр или тестер проводов. Если цепь выключена, обрыв отсутствует. При подаче напряжения на катушку контактная группа должна быть под напряжением, а сопротивление цепи должно быть равно нулю. В рамках регулярного технического обслуживания устройство следует очистить от пыли и грязи.

Оцените статью
Добавить комментарий