Электромагнитное реле стало неотъемлемой частью нашей жизни и находит применение в самых различных областях электротехники. Оно активно используется в системах автоматизации, различных электрических устройствах, системах защиты и во многих других полезных местах, играя ключевую роль в их функционировании.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ – ЧТО ЭТО ТАКОЕ
В самом общем понимании реле представляет собой техническое устройство, главной характеристикой которого является способность изменять (активировать) свое состояние в ответ на внешние энергетические воздействия. Это позволяет применить реле для управления различными процессами.
Существует множество видов релейных устройств, которые различаются как по типу внешнего воздействия, так и по параметрам, определяющим их текущее состояние. К таким параметрам можно отнести:
- Положение механических выходных контактов — эти контакты могут находиться в замкнутом или разомкнутом состоянии;
- Состояние основных электронных элементов устройства;
- Наличие определенного уровня напряжения на выходах цифровых микросхем, что также может влиять на работу реле.
Наиболее распространенной разновидностью реле являются различные электромагнитные реле. У большинства людей это слово ассоциируется именно с такими устройствами. В данной статье подробно рассматривается, что такое электромагнитное реле и как оно функционирует.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
- Якорь — это подвижный элемент реле, который выполняет ключевую функцию;
- Контакты (выходной контакт или группа контактов) обеспечивают коммутацию цепей.
Принцип работы электромагнитного реле состоит в следующем. При подаче электрического напряжения на клеммы катушки активируется ток, который начинает протекать через ее обмотку. Этот ток создает магнитное поле в сердечнике катушки (известном как ярмо). Поскольку магнитное поле увеличивает притяжение к ярму, подвижный элемент, именуемый якорем, притягивается к сердечнику.
Процесс приводит к активации механизма, в результате чего якорь перемещается и взаимодействует с контактной группой. Это движение заставляет контакты в группе изменять свое состояние: те, которые были замкнутыми при выключенном реле, открываются, а те, что были открытыми, замыкаются.
После отключения катушки реле срабатывает механизм возврата. В случае, если магнитная сила исчезает, якорь, находящийся на пружине, возвращается в свое исходное положение под действием этой пружины, что, в свою очередь, вновь приводит контакты в исходное состояние.
В релейной терминологии существуют специальные обозначения для различных типов контактов. Контакты, которые нормально замкнуты при отсутствии напряжения на катушке, называются нормально закрытыми (в некоторых случаях используется термин «нормально замкнутый»).
Контакты, находящиеся в разомкнутом состоянии, когда катушка обесточена, именуются нормально разомкнутыми. Эти термины помогут лучше понять работу релейных схем.
Сочетание электромагнитной системы и механического исполнительного элемента контактной группы позволяет называть реле электромеханическим реле.
Значительным преимуществом этого типа устройства является наличие отсутствия гальванической связи между электрическими цепями управления катушки и цепями нагрузки, управляемыми контактами. Это свойство делает реле особенно полезными в тех случаях, когда необходимо разделить цепи управления и нагрузки, минимизируя риск повреждения оборудования.
РАЗНОВИДНОСТИ ИСПОЛНЕНИЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ РЕЛЕЙНЫХ УСТРОЙСТВ
С целью адаптации реле под различные цепи, существует множество устройств с катушками, рассчитанными на различные уровни напряжения и типы тока. В зависимости от типа установленной электромагнитной системы, релейные выключатели могут функционировать как в цепях постоянного тока, так и в цепях переменного тока.
Электромагнитные реле, предназначенные для работы с постоянным током, часто применяются в цепях, используемых в транспортных средствах, которые получают питание от источников постоянного тока, таких как аккумуляторы и генераторы постоянного тока.
Рабочие цепи оборудования защиты и автоматизации на электростанциях и подстанциях также используют постоянное напряжение, поскольку они зависят от стационарных аккумуляторов.
В этом контексте электропитание важнейшего оборудования становится независимым от сети переменного тока. Например, электромагнитные реле на 220 В постоянного тока нередко применяются как устройства коммутации в операционных цепях.
С другой стороны, электромагнитные реле переменного тока находят свое применение в промышленных сетях, где используется высокое напряжение. Они играют значительную роль в автоматизации промышленных процессов.
Что касается различных видов релейных устройств, особое внимание следует уделить устройствам, которые основываются на защите по току и напряжению, выступая в роли реагирующих устройств.
Реагирующие устройства токовой защиты представляют собой электромагнитные реле тока, которые активируют свое действие, когда через катушку проходит ток, достигающий определенного регулируемого значения. Устройства контроля напряжения (максимального или минимального) включаются, когда подаваемое на катушку напряжение повышается или понижается до заданного уровня.
Пример электрической схемы: в данной схеме соленоид пневматического клапана управляется нормально разомкнутым контактом реле K1. Как только S1 замыкается, напряжение подается на реле, в результате чего контакты NO 13 и 14 замыкаются, обеспечивая питание для соленоида Y1.
Устройство реле.
Чаще всего реле помещены в защитный корпус, который может быть выполнен как из металла, так и из пластика. Рассмотрим конструкцию импортного электромагнитного реле Bestar более подробно, взглянув на его внутреннюю часть.
На изображении представлено реле без защитной крышки. Мы видим, что реле состоит из таких компонентов, как катушка, сердечник, пружинный контакт, к которому прикреплен якорь, и направляющие контакты, desempeñando важную роль в переключении.
В электрических схемах электромагнитное реле обозначается специальными символами.
Символ реле на принципиальной электрической схеме имеет две основные части. Первая часть (K1) обозначает электромагнитную катушку и представлена в виде прямоугольника с двумя проводами, исходящими из него. Вторая часть (K1.1 ; K1.2) представляет собой группу контактов, ответственных за управление реле. На более сложных устройствах количество переключаемых контактов может быть значительным и они могут быть организованы в группы. Например, как показано на рисунке, названия отражают две группы контактов (K1.1 и K1.2).
Как работает реле?
Процесс работы реле наглядно проиллюстрирован на следующей схеме. Здесь представлен один контур управления, включающий само электромагнитное реле K1, выключатель SA1, а также батарею G1. Также имеется исполнительная цепь, которая управляется реле. Эта исполнительная цепь включает нагрузку HL1 (сигнальную лампу), контакты реле K1.1, и батарею G2. В качестве нагрузки может служить, к примеру, электрическая лампа или электродвигатель. В данном случае в качестве нагрузки используется сигнальная лампа HL1.
При замыкании цепи управления с помощью выключателя SA1, ток начинает поступать от батареи G1 на реле K1. В результате реле срабатывает, и контакты K1.1 замыкают цепь управления. В ответ на это нагрузка, питаемая от батареи G2, активирует лампочку HL1, заставляя ее светиться. Если выключатель SA1 открывается, напряжение на реле K1 снижается, его контакты K1.1 размыкаются и лампа HL1 гаснет.
Коммутационные контакты реле могут быть выполнены в различных конфигурациях. Существует несколько типов, такие как нормально разомкнутые, нормально замкнутые и переключающие контакты. Давайте рассмотрим каждое из этих типов более подробно.
Нормально разомкнутые контакты
Нормально разомкнутые контакты — это контакты реле, которые по умолчанию остаются разомкнутыми до тех пор, пока через катушку реле не будет протекать ток. Проще говоря, в выключенном состоянии реле контакты также находятся в разомкнутом состоянии. На схемах реле с нормально разомкнутыми контактами это обозначается специфическим графическим символом.
Нормально замкнутые контакты — это контакты реле, которые остаются в замкнутом состоянии до тех пор, пока катушка реле не отключается от источника тока. Это означает, что такие контакты замкнуты, когда реле находится в выключенном состоянии. Они обозначаются на электрических схемах определенным образом, который позволяет легко распознать их состояние.
