Промежуточное реле – часть электронного устройства, используемая в электрических и электронных схемах для преобразования и усиления электрических сигналов, размыкания и замыкания цепей. Аппарат координирует работу блоков аппаратуры, отдельных элементов, мощных устройств. Используется практически во всех отраслях промышленности и бытовой технике.
Назначение промежуточного реле
Это вспомогательное устройство, которое призвано контролировать действие различных станков и комплексов. Обеспечивает работу сразу нескольких электрических цепей, когда необходимо произвести одновременную коммутацию разных контактов.
Например, один из контактов должен выдать на экран реле аварийный сигнал, а другой – выполнить выключение. Либо с помощью одного соединения происходит запуск станка, другое производит выключение иной части устройства.
А также промежуточное реле (РП) применяют для замедления реакции при необходимых высоких нагрузках. Для контроля основного реле, которое коммутирует большие значения силы тока в условиях высокого напряжения.
Промежуточным реле называют потому, что в цепи управления оно находится между источником импульса, которым управляет, и силовыми исполнительными цепями.
Устройство РП
Конструкция устройства зависит от производителя и может изменяться в соответствии с назначением. Стандартный прибор состоит из следующих узлов:
- электромагнитная катушка с сердечником;
- магнитопровод;
- пружинный механизм;
- группа контактов.
Обмотка катушки содержит большое количество витков изолированного медного провода. Внутри расположен металлический сердечник, который закреплен Г-образной пластиной (ярмо). Над катушкой установлена пластина или якорь. Он выполнен из металла и удерживается возвратной пружиной. Подвижные контакты закреплены на якоре. Пара неподвижных контактов расположена напротив. Сердечник и катушка вместе образуют электромагнит. Такие детали, как ярмо, сердечник, и якорь – это составные части магнитопровода.
РП могут быть рассчитаны как на постоянный, так и переменный ток, с напряжением от 12 до 220 вольт. Внешне приборы ничем не отличаются. Устройство, работающее на постоянном токе, имеет цельный магнитопровод. Если он набран из отдельных пластин, прибор предназначен для работы с переменным током не выше 10 ампер.
Для удобства монтажа устройства используют своеобразные колодки, что позволяет установить реле промежуточное на 220В на дин-рейку. В приспособлении имеются отверстия под контакты реле, а также контактные винты, чтобы подключить внешние проводники. Как входные, так и выходные контакты имеют одинаковую нумерацию.
Виды промежуточных реле
По конструкции они разделяются на реле электромагнитные промежуточные или механические и электронные приборы. Механические реле могут работать в разных условиях. Это долговечные и надежные приборы, но недостаточно точные. Поэтому чаще в цепь монтируют их аналоги – электронные реле на дин-рейку. Также реле можно установить на ровную поверхность. Для этого фиксаторы замков нужно раздвинуть.
По назначению устройства делятся на следующие категории.
- Комбинированные взаимозависимые приборы, функционирующие в группе.
- Логические устройства, которые работают на микропроцессорах в цепи с цифровыми реле.
- Измерительные, с механизмом подстройки, срабатывающие на определенный уровень сигнала.
По способу работы РП бывают прямые, которые непосредственно размыкают или замыкают цепь, и косвенные, работающие вместе с другими устройствами. Они не размыкают цепь сразу после поступившего сигнала.
Есть приборы максимального типа переключения, когда срабатывание происходит в момент увеличения порогового значения параметра цепи. Минимальный тип срабатывает во время снижения характеристик.
По способу подключения в цепь есть первичные, которые можно подключать в цепь напрямую. Вторичные устанавливают через катушки индуктивности или конденсаторы.
Есть группа реле защиты, по принципу действия похожих на промежуточные. Различают полупроводниковые приборы, индукционные, поляризационные и электромагнитные. Например, устройство контроля фаз – реле kv.
Принцип работы
Основа функционирования – слаженное взаимодействие магнитного потока катушки и подвижного якоря, который этим потоком намагничивается. Якорь удерживается пружиной и не касается сердечника, пока на обмотку не будет подано напряжение.
Когда начинает проходить ток, магнитное поле намагничивает сердечник. Он притягивает якорь, форсируя натяжение пружины. Подвижные контакты на якоре перемещаются, замыкаясь или размыкаясь с неподвижными контактами. После отключения напряжения ток исчезает, сердечник размагничивается, возвратная пружина возвращает якорь и контакты в исходное положение.
Применительно к назначению реле контакты могут быть нормально разомкнутые, нормально замкнутые и перекидные. Один прибор может иметь сразу несколько групп контактов. Такая конструкция позволяет одновременно управлять несколькими электрическими цепями.
К контактам предъявляются особые требования. Они должны обладать хорошей электропроводностью, низким переходным сопротивлением, без склонности к привариванию, а также иметь большую износоустойчивость и длительный срок работы.
Изготавливают контакты из сплава твердых и тугоплавких металлов, металлокерамических составов. Чаще их делают из серебра. Материал имеет низкое сопротивление, высокую электропроводность, неплохие технологические свойства, к тому же он сравнительно недорогой.
На схемах катушка реле обозначается в виде прямоугольника с буквой «К» и порядковым номером. Контакты прописываются такой же буквой, но с двумя цифрами. Из них первая означает порядковый номер реле, а вторая – номер контактной группы, к которой оно относится. Цифры прописываются через точку. Контакты соединяются прямой штриховой линией, если они расположены рядом.
Контакты на схеме изображаются при условии, что на реле не поступает напряжение. Схема и обозначение выхода контактов обычно указана производителем на крышке, которая закрывает рабочую часть прибора.
Область применения
РП есть почти во всех схемах питания, управления и защиты. Коммутационные аппараты используются в подстанциях, диспетчерских, котельных. На производственной линии прибор может выполнять как одновременно, так и последовательно несколько коммутаций в цепях управления или питания. РП широко используют для вычислительной техники, в телекоммуникациях, средствах управления и прочих электронных приборах.
В системах водоснабжения и подогрева при включении глубинного насоса питание поступает на катушку. При замыкании контактов начинает работать система контроля. Дисплей отображает параметры напряжения, фазные токи нагрузки, при необходимости температуру и другие данные в зависимости от сложности схемы.
В системе подогрева реле выступает как усилитель управляющего сигнала. Тепловой датчик подает сигнал, который включает РП. Контакты последнего подают напряжение на обмотку, после чего контакты замыкаются. Таким образом происходит подключение питания к тэну, кипятильнику, бойлеру и другим мощным нагревательным приборам.
Параметры изделий
РП разного типа имеют свой набор параметров в отношении технических характеристик. Необходимость в тех или иных данных возникает исходя из задач, предъявляемых прибору. Основные характеристики, ответственные за нормальную работу реле:
- чувствительность;
- ток (напряжение) срабатывания, отпускания, удержания;
- коэффициент запаса;
- рабочий ток;
- сопротивление обмотки;
- коммутационная способность;
- габариты;
- электрическая изоляция.
Необходимо знать, при какой температуре и влажности возможна эксплуатация прибора, взрывоопасность рабочей среды, допустимую концентрацию пыли. Эти параметры изложены в технических условиях или руководстве по использованию. Род тока и рабочее напряжение указан на обмотке устройства.
РП – важная и неотъемлемая составляющая большинства цепей в энергетике. Разнообразие моделей свидетельствует о том, что такой коммутационный прибор способен в полном объеме выполнять множество функций в любой схеме.