Как выбрать промежуточное реле

Промежуточные реле: назначение, принцип работы

Промежуточные реле используются для замыкания или размыкания нескольких отдельных друг от друга электросетей. Например, один контакт может отвечать за включение в схему аварийного сигнала, а другой — обеспечивать отсоединение выключателя. Таким образом, промежуточное реле представляет собой вспомогательное устройство, которое играет важную роль в схемах управления:

• технологическими установками;
• станками;
• комплексами оборудования.

В стандартном конструктивном исполнении промежуточное реле представляет собой ЭМ-катушку с сердечником. Она подключается на переменный или постоянный ток. При появлении напряжения на катушке возникает ЭМ-сила, которая притягивает якорь. В результате происходит замыкание подвижных контактов с неподвижными, которые зафиксированы на корпусе устройства. Вследствие этого происходит замыкание/размыкание группы контактов. Они, в свою очередь:

Варианты применения промежуточных реле:

• включают цепь защиты/сигнализации;
• замыкают/размыкают цепь питания катушки магнитного пускателя электрического двигателя.
• обеспечение замедленной работы релейной защиты;
• управление другим реле, имеющим большую мощность;
• одновременное отключение/подключение нескольких отдельных цепей.

Обычно промежуточные реле применяются в различных защитных и аварийных системах, а также в промышленной аппаратуре и на энергетических объектах. Их стоимость варьируется в широком диапазоне и во многом зависит от разновидности.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ РЕЛЕ

Тип реле 2	Напряжениепитания, В		Коммут. ток, А	Коммут.напряжение, В		Кол-во контактовзамык./разм./перекл.
	пост. тока	перем. тока		пост. тока	перем. тока
ПЭ-37	12. 220	12. 380	0,025. 6	12. 220	12. 440	2. 8/0. 4/-
ПЭ-38	10. 80	—	0,01. 6	12. 220	12. 380	1. 2/1/2
ПЭ-39	12. 48	—	0,02. 8	12. 220	6. 380	2/-/-
РЭП-20	12. 220	12. 440	0,01. 6	12. 220	12. 440	2. 8/0. 4/-
РЭП-15	12. 220	12. 415	0,01. 6	12. 220	12. 660	2. 8/0. 4/-
РП-8	24. 220	—	0,01. 2	24. 250	24. 250	7 / 7 / —
РП-9	—	100. 220	0,01. 2	24. 250	24. 250	7 / 7 / —
РП-11	24. 220	—	0,01. 2	24. 250	24. 250	01.01.02
РП-12	—	100. 220	0,01. 2	24. 250	24. 250	01.01.02
РП-16	12. 220	100. 220	0,05. 5	24. 220	100. 220	4/3/-
РП-23	24. 220	—	0,01. 5	24. 250	24. 250	4/1/-
РП-25	—	100. 220	0,01. 5	24. 250	24. 250	4/1/-
РП-250	24. 220	—	0,01. 5	24. 250	24. 250	5/-/- или 4/1/-
РП-21	6. 110	12. 240	0,01. 6	12. 220	12. 380	0. 4/0. 2/0. 4
РЭ-16	24. 220	110. 220	0,01. 16	0. 440	0. 660	1. 4/0. 2/-
РПУ-2	12. 220	12. 415	0,01. 6	12. 220	12. 380	2. 8/2. 8/0. 4
РПУ-3М	24. 220	—	0,05. 10	24. 440	24. 660	5/3/-
РЭВ-822	24. 220	—	—	—	—	1/1/-
РЭВ-826	24. 220	—	—	—	—	2/2/-

В промышленности применяется несколько видов этого оборудования. Промежуточные реле классифицируются на группы:

• по типу переключателя. Могут быть минимальными и максимальными. Первые работают на снижение определенного параметра до заданного порога, вторые «реагируют» на возрастание значения характеристики до установленной границы;
• по назначению. Промежуточные реле могут быть комбинированными, логическими, измерительными. Первые представляют собой несколько реле, которые соединены общей логической связью. Логические функционируют по одному уровню, обычно они применяются в дискретных электроцепях. Измерительные имеют регулировку в заданном диапазоне срабатывания;
• по принципу функционирования. Промежуточные реле бывают косвенными и прямыми. Приборы первого типа работают через цепи других устройств. Прямые самостоятельно обеспечивают подключение или отключение электроцепи;
• по месту присоединения. Выпускаются первичные промежуточные реле, которые подключаются непосредственно в цепь. Также существуют вторичные устройства, рассчитанные на подключение через индуктивную, мостовую или другую связь.

Промежуточные реле также классифицируются по принципу действия. Они подразделяются:

• на электромагнитные;
• полупроводниковые;
• индукционные;
• магнитоэлектрические;
• поляризационные.

Электромагнитные реле появились самыми первыми. Их принцип работы идентичен воздействию электромагнита на стрелку компаса. В их конструкции предусмотрен подвижный элемент — стержень из ферромагнитного материала. Под воздействием создаваемого катушкой электромагнитного поля он перемещается и замыкает (размыкает) контакты.

Полупроводниковые реле в настоящее время являются самыми популярными. Они созданы на основе полупроводниковых транзисторов и тиристоров. В конструкции отсутствуют подвижные контактные группы, что повышает их надежность.

Индукционные реле работают по принципу асинхронных электродвигателей. В их замкнутой вторичной цепи индуцируется электрический ток от поля, создаваемого первичной обмоткой. Последняя подключена к внешней электросети.

Магнитоэлектрические реле работают по принципу электромагнита, зафиксированного неподвижно. В создаваемом им поле вращается якорь с обмоткой, который замыкает контакты.

Принцип действия поляризационных реле идентичен с электромагнитными аналогами. Отличие заключается в необходимости соблюдения полярности при подключении проводников.

Промежуточные реле также классифицируются по роду подаваемого на катушку электротока, который бывает постоянным или переменным. Визуально одно устройство ничем не отличается от другого. Разница — в материале сердечника катушки. Для переменного тока он собирается из пластин электротехнической стали, а для постоянного он — цельнометаллический.

ЧТО ДОЛЖНО УЧИТЫВАТЬСЯ ПРИ ВЫБОРЕ ПРОМЕЖУТОЧНОГО РЕЛЕ

Производителями выпускаются различные модификации промежуточных реле. При выборе учитываются основные характеристики и технические параметры устройств:

• тип тока;
• количество и вид контактов;
• максимальное значение длительного тока контактов;
• потребляемая мощность;
• габариты;
• напряжение питания;
• эксплуатационные условия (допустимые температурные значения, степень влажности рабочей среды, взрывоопасность, уровень концентрации пыли);
• устойчивость к вибрациям;
• период, в течение которого контакты переходят в разные положения.

При эксплуатации промежуточных реле берутся во внимание следующие аспекты:

• обслуживающему персоналу необходимо тщательно следить за состоянием промежуточного реле: ежедневно визуально оценивать внешний вид устройства, удалять имеющиеся загрязнения, проверять и очищать контактные соединения. При обнаружении механических повреждений нужно обращаться за помощью к специалистам;
• диапазон рабочих температур, степень влажности и запыленности должны соответствовать требованиям, обозначенным в рекомендациях по эксплуатации промежуточного реле. В противном случае велика вероятность его некорректной работы или преждевременного выхода из строя;
• если промежуточное реле используется в промышленных условиях, оно должно оснащаться специальными колодками, предназначенными для установки на ДИН-рейку.

Установка и схемы подключения промежуточного реле

Большинство моделей промежуточных реле приспособлены к стандартным условиям установки и размещаются на плоской поверхности либо DIN-рейке в распределительном шкафу. После монтажа устройство подключается к электрической сети по одной из следующих схем:

В первой схеме при подаче напряжения в контакты 9, 10, 11 и 12 они замкнутся на их пары (5, 6, 7 и 8). При этом положение контактора указано с учетом отсутствия питания на катушке:

— нейтральный провод подключен к одному из контактов катушки напрямую;

— фаза подсоединяется через замкнутую кнопку «Стоп» (работает на размыкание цепи);

— последовательно кнопке «Стоп» подключается кнопка «Пуск» (разомкнута в нормальном состоянии и работает на замыкание цепи);

— 2-й контакт кнопки «Пуск» подсоединяется к фазе;

— фазы подсоединяются к нормально разомкнутым контактам, причем нагрузка — к нормально замкнутым;

— один из контактов выхода к нагрузке подсоединяется между кнопками «Стоп» и «Пуск».

После включения схема обеспечит подачу напряжения на катушку в постоянном режиме, а контакты будут замкнуты. Отключение нагрузки и реле произойдет в случае разрыва цепи кнопкой «Стоп». В роли нагрузки могут использоваться различные электромеханические элементы.

В последней схеме управление электронагревающей системой осуществляется через магнитный пускатель и термостат:

Пуск производится автоматическим термостатом, питание поступает на катушку магнитопускателя, в результате чего подключаются обогревательные элементы. В остальном принцип работы схемы № 3 аналогичен предыдущей.

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.

Реле в стиральной машине Samsung

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.

Устройство промежуточного реле

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.

Реле твердотельное SSR-10DA

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.

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.

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.

Цоколёвка промежуточного реле РПУ-1

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.

Источник