Що таке реле, пристрій, принцип дії, види, виробники

Реле – комутаційний пристрій (КУ), що з’єднує або роз’єднує ланцюг електричної або електронної схеми при зміні вхідних величин струму. Перш ніж ми перейдемо до детального розгляду того, що таке реле, як влаштовано, за яким принципом працює і де застосовується, мабуть, потрібно дізнатися, коли цей пристрій вперше з’явилося і хто його винахідник.

Історія створення

Першість створення реле спірно. Деякі стверджують, що вперше цей пристрій було сконструйовано в 1830-1832 рр. російським вченим шилінгів П.Л. і було основним елементом викликає механізму в розробленому ним же варіанті телеграфу.

Інші наукові історики приписують першість винаходу відомому фізику Дж. Генрі, який в 1835 р розробив контактна реле під час удосконалення створеного ним в 1831 році телеграфного апарату. Перший соленоїд працював за принципом електромагнітної індукції і був некоммутаціонним пристроєм.

Реле, в якості самостійного пристрою, вперше згадується в патенті на телеграф, виданому Самуелю Мороза.

Як бачимо, першої сферою застосування цього комутаційного пристрою був телеграф і тільки пізніше з розвитком техніки він став застосовуватися в електричному та електронному обладнанні.

Пристрій і принцип роботи реле

Реле являє собою котушку, що складається з немагнітного підстави, на яке намотаний провід з міді з тканинної або синтетичної ізоляцією, але частіше за все з діелектричним лаковим покриттям. Усередині котушки встановленої на нетокопроводящих підставу, розміщується металевий сердечник. Також в пристрої є пружини, якір, з’єднувальні елементи і пари контактів.

При подачі струму на обмотку електромагніта (соленоїда) сердечник притягує якір, який з’єднується з контактом і електрична або електронна ланцюг замикається. При зниженні сили струму до певного значення, якір, під дією пружини, повертається на вихідну позицію, внаслідок чого відбувається розмикання ланцюга.

Більш плавна і точна робота досягається завдяки використанню резисторів, а захист від стрибків напруги і іскріння забезпечує установка конденсаторів.

У більшості електромагнітних реле є не одна, а кілька пар контактів, що дозволяє управляти декількома ланцюгами одночасно.

Якщо в двох словах, то цей вид комутаційного пристрою працює за принципом електромагнітної індукції. Завдяки досить простим принципом дії реле мають високу надійність в експлуатації.

У відеоролику нижче пояснюється принцип дії електромагнітного КУ:

Основні характеристики КУ

До основних характеристик, на які слід звернути увагу при виборі даного виду комутаційного пристрою, відносять:

  • чутливість – спрацьовування від подаваного на обмотку струму певної сили, достатньої для включення пристрою;
  • опір обмотки електромагніту;
  • напруга (струм) спрацьовування – мінімально допустиме значення, достатнє для перемикання контактів;
  • напруга (струм) відпускання – значення параметра, при якому відбувається відключення КУ;
  • час притягнення і відпускання якоря;
  • частота спрацьовування з робочим навантаженням на контактах.

Класифікація і для чого потрібно реле

Оскільки реле є високонадійними комутаційними пристроями, то не дивно, що вони знайшли широке застосування в самих різних областях людської діяльності. Вони використовуються в промисловості для автоматизації робочих процесів, а також в побуті в самій різній техніці, наприклад в звичних всіх холодильниках і пральних машинах.

Реле мають складну класифікацію і поділяються на кілька груп:

За сферою застосування:

  • управління електричними і електронними системами;
  • захист систем;
  • автоматизація систем.

За принципом дії:

  • теплові;
  • електромагнітні;
  • магнітолектіческіе;
  • напівпровідникові;
  • індукційні.

За вступнику параметру, що викликає спрацьовування КУ:

  • від струму;
  • від напруги;
  • від потужності;
  • від частоти.

За принципом дії на керуючу частину пристрою:

  • контактні;
  • безконтактні.

Залежно від виду і класифікації реле застосовуються в побутовій техніці, автомобілях, поїздах, верстатах, обчислювальній техніці і т.д. Однак, найчастіше цей вид комутуючого пристрою використовується для управління струмами великої величини.

Основні види реле і їх призначення

Виробники налаштовують сучасні комутаційні пристрої таким чином, щоб спрацьовування відбувалося тільки за певних умов, наприклад, при збільшенні сили струму, що надходить на вхідні клеми КУ. Нижче ми коротко розглянемо основні види соленоїдів і їх призначення.

електромагнітні реле

Електромагнітне реле – це електромеханічний комутаційний пристрій, принцип дії якого заснований на впливі магнітного поля, створеного струмом в статичної обмотці, на якір. Цей вид КУ розділяється власне на електромагнітні (нейтральні) пристрої, які реагують лише на значення струму, що подається на обмотку, і поляризовані, робота яких залежить як від струмового величини, так і від полярності.

Використовувані в промисловому обладнанні електромагнітні реле знаходяться на проміжній позиції між Потужнострумові пристроями (магнітними пускателями, контакторами і т.д.) і слабкострумових обладнанням. Найбільш часто даний вид реле застосовується в ланцюгах управління.

Реле змінного струму

Спрацьовування цього виду реле, як видно з назви, відбувається при подачі на обмотку змінного струму певної частоти. Дане комутуючі пристрій для змінного струму з контролем переходу фази через нуль або без такого, являє собою блок з тиристорів, випрямних діодів і керуючих схем. Реле змінного струму можуть бути виконані у вигляді модулів на основі трансформаторної або оптичної розв’язки. Дані КУ застосовуються в мережах змінного струму з максимальною напругою 1,6 кВ і середнім струмом навантаження до 320 A.

Іноді робота електромережі і приладів не можлива без використання проміжного реле на 220 В. Зазвичай КУ даного типу застосовується, якщо необхідно розімкнути або розімкнути різноспрямовані контакти ланцюга. Наприклад, якщо використовується освітлювальний прилад з датчиком руху, то один провідник приєднується до сенсора, а інший підводить електроенергію до світильника.

Працює це таким чином:

  1. подача струму на перше комутаційний пристрій;
  2. від контактів першого КУ струм надходить на наступне реле, яке має більш високі характеристики, ніж у попереднього і здатне витримувати струми з високими значеннями.

Функції малогабаритного реле змінного струму з напругою 220 В дуже різноманітні і широко використовуються в якості допоміжного пристрою в самих різних областях. Даний вид КУ застосовується в тих випадках, коли основне реле не справляється зі своїм завданням або ж при великій кількості керованих мереж які вже не в змозі обслужити головний пристрій.

Проміжне комутаційний пристрій застосовується в промисловому і медичному обладнанні, транспорті, холодильному обладнанні, телевізорах і іншої побутової техніки.

Реле постійного струму

Реле постійного струму діляться на нейтральні і поляризовані. Відмінність між ними полягає в тому, що поляризовані КУ постійного струму чутливі до полярності напруги, що подається. Якір комутаційного пристрою змінює напрямок руху в залежності від полюсів харчування. Нейтральні електромагнітні реле постійного струму не залежать від полярності напруги.

Електромагнітні КУ постійного струму в основному використовують, коли немає можливості підключення до електричної мережі змінного струму.

До недоліків соленоїдів постійного струму відносять необхідність використання блоку живлення і більш високу вартість у порівнянні з КУ змінного струму.

Дане відео демонструє схему підключення і пояснює принцип роботи 4 контактного реле:

електронне реле

Розібравшись з тим, що таке струмове реле, розглянемо електронний тип цього пристрою. Конструкція і принцип дії електронних реле практично ті ж, що і в електромеханічних КУ. Однак, для виконання необхідних функцій в електронному пристрої використовується напівпровідниковий діод. В сучасних транспортних засобах більшість функцій реле і перемикачів виконують електронні релейні блоки управління і на даний момент неможливо повністю від них відмовитися. Так, наприклад, блок електронних реле дозволяє контролювати витрату енергії, величину напруги на клемах акумуляторних батарей, управляти системою освітлення і т.д.

Позначення реле на схемі

Щоб відремонтувати або створити нове електрообладнання, мало знати як працює реле, потрібно знати як воно виглядає на схемах. У наведеній нижче таблиці показані найосновніші буквено-графічні позначення КУ прийняті в міжнародному класифікаторі.

Основні позначення

зображення опис
Схематично обмотка соленоїда виглядає як прямокутник, від найбільших сторін якого відходять висновки харчування електромагніта – А і А1. Також на схемі це комутаційний пристрій може позначатися літерою К.
Контакти КУ на схемі зображаються точно так само як і контакти перемикачів.
Поляризоване реле на схемі зображується у вигляді прямокутника з жирною крапкою на одному з висновків контакту. Літерне позначення P всередині прямокутника також говорить про полярності пристрою.
Іноді всередині прямокутника вказують параметри або конструктивні особливості. Так, наприклад, дві похилі лінії можуть позначати, що в пристрої є 2 обмотки.

Детальніше, з символічним позначенням реле та інших елементів електричних та електронних схем, можна ознайомитися, зазирнувши в спеціальні довідники, яких в інтернеті досить багато.

Провідні виробники реле

Виробник зображення опис
Finder (Німеччина) Компанія Фіндер виробляє реле і таймери і займає серед європейських виробників третє місце. Виробник випускає реле:

  • загального призначення;
  • твердотільні;
  • силові;
  • РСВ;
  • часу;
  • інтерфейсні та багато інших.

Продукція компанії має сертифікати ISO 9001 та ISO 14001.

АТ НПК «Північна зоря» (Росія) Основна продукція вітчизняного виробника – якірні електромагнітні комутаційні пристрої для спеціального і індустріального використання, а також слабкострумові реле часу з контактними і безконтактними виходами.

Omron (Японія) Японська компанія виробляє високонадійні радіоелектронні компоненти, серед яких:

  • твердотільні і електромеханічні реле;
  • низьковольтні КУ;
  • перемикачі;
  • пристрою контролю і управління ланцюга.
COSMO
Electronics (Тайвань)
Корпорація виробляє радіотехнічні компоненти, серед яких можна виділити релейні компоненти, які з 1994 року отримали сертифікат за стандартом ISO 9002.

Продукція компанії широко застосовується в телекомунікації, промисловому і медичному обладнанні, побутовій техніці і автомобільному обладнанні.

American Zettler Більше 100 років компанія Zettler тримає лідерство і встановлює стандарти роботи і якості електротехнічних елементів. Цей виробник випускає більше 40 видів КУ, які задовольняють потреби самих різних проектів.

Продукція компанії широко застосовується в телекомунікації, периферійної обчислювальної техніки, засоби управління і інших типах електричного і електронного обладнання.

Де придбати реле і їх вартість

Реле в залежності від типу КУ, виробника, сфери застосування і продавця можуть коштувати від 15 $ до декількох сотень. Придбати необхідне комутаційне пристрій можна безпосередньо у виробника в традиційних спеціалізованих магазинах або інтернеті. В даний час купити потрібне реле будь-якого типу і призначення не складе труднощів. Існують спеціальні каталоги, в яких вказується маркування, компанія-виробник, параметри і вартість виробу.

висновок

Як випливає з цього огляду, реле є невід’ємною частиною практично будь-якої електричної та електронної схеми промислового обладнання та побутової техніки. Повну інформацію про цей вид комутаційного пристрою складно втиснути в рамки однієї статті. Якщо у вас виникнуть будь-які питання по цій темі, то задавайте і будемо разом розбиратися.