- Реле контроля фаз
- Схема АВР с применением реле контроля фаз ЕЛ-11Е
- Зачем нужно регулирующее напряжение реле
- Контакторы и пускатели — в чем разница
- По базе и дополнительным функциям
- Подключение пускателя с катушкой 220 в к сети
- Схема с кнопками «пуск» и «стоп»
- Устройство и примеры применения реле, как выбрать и правильно подключить реле » сайт для электриков – статьи, советы, примеры, схемы
- Устройство и принцип работы
Реле контроля фаз
В схемах АВР трехфазной сети реле контроля фаз обеспечивает постоянный контроль за питающим напряжением основного ввода.
В случае снижения или повышения напряжения на основном вводе, неисправности или обрыва любой из фаз реле производит переключение потребителя на резервный ввод, тем самым, обеспечивая защиту электрооборудования от аварийных режимов электрической сети.
https://www.youtube.com/watch?v=QI-WtDZZV0A
Реле также контролирует порядок чередования фаз (фазировка), что позволяет определить корректность питающего напряжения, приходящего к потребителю.
Если чередование фаз питающего ввода дома будет нарушена, например, АСВ вместо АВС, то реле не перейдет в рабочий режим пока ошибка не будет устранена.
К тому же эти реле работают в комплекте с электрооборудованием, для которого неправильное чередование фаз может привести к поломке или неправильной работе.
Отечественной промышленностью выпускается достаточное количество различных типов реле для трехфазной и однофазной сети, однако наибольшее применение получили реле серии ЕЛ – ЕЛ11Е, ЕЛ-12Е, ЕЛ-13Е, которые были разработаны для работы в наших электрических сетях, и где каждый тип реле этой серии имеет свою область применения.
Так реле типа ЕЛ-11Е предназначено для контроля уровня напряжения и используется для защиты источников питания, генераторов, а также в качестве приборов контроля в системах АВР.
ЕЛ-12Е служит для контроля порядка чередования фаз и асимметрии напряжения (перекоса фаз) и применяется для защиты мощных асинхронных электродвигателей мощностью до 100 кВт, работающих в нереверсивном режиме.
ЕЛ-13Е контролирует только асимметрию напряжения (перекос фаз) и используется для защиты трехфазных крановых асинхронных электродвигателей мощностью до 75 кВт, работающих в реверсивном режиме.
Реле серии ЕЛ выпускаются с разным временем срабатывания — 0,1; 0,15; 0,5 секунд, а также с регулировкой задержки от 0,1 до 10 секунд, что позволяет избежать ложных срабатываний при наличии кратковременных возмущений в электрической сети.
Измерительная часть, как правило, имеет регулируемую уставку нижнего и верхнего порогов напряжения, регулировку задержки срабатывания реле.Силовая часть представляет собой обычное электромагнитное реле, контакты которого задействуют в схемах управления систем АВР.
Схема АВР с применением реле контроля фаз ЕЛ-11Е
Подключение реле серии ЕЛ очень простое и не представляет особых затруднений: к клеммам L1, L2, L3 подключаются фазы А, В, С соответственно, а через контакты 15-16 и 25-28 напряжение подается в цепь управления катушек контакторов, где в зависимости от состояния электрической сети реле управляет работой контакторов замыканием или размыканием этих контактов.
На рисунке ниже изображена схема АВР, обеспечивающая бесперебойное снабжение трехфазным питающим напряжением потребителей.
Схема собрана на двух контакторах КМ1 и КМ2, реле контроля фаз KV1, трехполюсных автоматических выключателей QF1, QF2 и SF1, однополюсного автоматического выключателя SF2 и двух ламп накаливания HL1 и HL2, обеспечивающих индикацию работы АВР.
Рассмотрим работу схемы.Первым в работу запускаем основной ввод включением автоматических выключателей QF1 и SF1, после чего трехфазное напряжение основного ввода подается на входные клеммы реле L1, L2, L3.
Если напряжение основного ввода в норме, то контакт реле KV1.
1 замыкается и через него фаза А поступает на левый по схеме вывод катушки контактора КМ1, контактор срабатывает, его силовые контакты КМ1 замыкаются и через них трехфазное сетевое напряжение А3, В3, С3 поступает к потребителю.
Одновременно с этим нормально-замкнутые контакты реле KV1.2 и контактора КМ1.1 размыкаются и разрывают цепь питания катушки КМ2, а нормально-разомкнутый контакт КМ1.2 замыкается и включает лампу HL1, сигнализирующую о работе основного ввода.
Теперь включаем автоматы QF2 и SF2 и запускаем резервный ввод.
Напряжение резервного ввода А2, В2, С2 поступает на верхние клеммы силовых контактов контактора КМ2 и остается там дежурить.
Фаза А2 через автомат SF2 поступает на левые по схеме клеммы контактов КМ1.1 и КМ2.2 и также остается на них дежурить.
При этом никаких изменений в работе АВР не происходит, так как в данный момент работает основной ввод.
При возникновении аварийной ситуации на основном вводе реле KV1 переключает потребителя на резервный ввод: контакт реле KV1.
Об этом также сигнализирует лампа HL1, которая гаснет при размыкании контакта КМ1.2.
Одновременно с этим нормально-замкнутые контакты реле KV1.2 (15-16) и контактора КМ1.1 становятся замкнутыми и через них фаза А2 поступает на катушку контактора КМ2, контактор срабатывает и теперь через его силовые контакты КМ2 трехфазное сетевое напряжение А3, В3, С3 поступает к потребителю.
Также нормально-замкнутый контакт КМ2.1 размыкается и разрывает цепь питания катушки контактора КМ1, а контакт КМ2.2 замыкается и включает лампу HL2, которая сигнализирует о работе резервного ввода.
При восстановлении параметров сетевого напряжения на основном вводе реле контроля фаз автоматически переключит потребителя с резервного ввода на основной.
В рамках этой части статьи мы рассмотрели стандартную схему АВР, реализованную на реле серии ЕЛ.
Как уже было сказано выше, отечественной промышленностью выпускается достаточное количество различных типов реле контроля фаз, но принцип построения схем и работа автоматического ввода резерва с использованием подобных реле остается неизменным – будь то трех или четырехпроводная электрическая сеть. Главное надо понимать, что для каждого конкретного случая выбирается конкретный тип реле контроля фаз.
Выражаю благодарность за предоставленную аппаратуру для написания данной статьи интернет-магазину «Электрик-Сантехник» находящемуся по адресу г. Астрахань ул. Адмиралтейская, 53м.
Литература:Паспорт: реле контроля трехфазного напряжения ЕЛ-11Е, ЕЛ-12Е, ЕЛ-13Е. ТУ 3425-007-49874443-07.
Зачем нужно регулирующее напряжение реле
Грамотное название рассматриваемого устройства – «реле контроля напряжения». Но среднее слово в разговорах электриков между собой нередко выпадает из этого термина. В принципе, это один и тот же электротехнический прибор защитной автоматики. Плюс данное оборудование часто называют еще и «защитой от обрыва нуля». Почему – станет понятно ниже.
Не стоит путать автоматы УЗО и РКН. Первые защищают линию от перегруза и короткого замыкания, а вторые от скачков напряжения. Это разные по функциональному предназначению приборы.
Главная задача РКН – это отключение электроприборов от сети при слишком высоких и слишком низких напряжениях в ней, чтобы подключенная к электропитанию техника не вышла из строя
Надпись «~220 В» привычна всем россиянам.
Вольтметр вполне может показывать падения до 70 и всплески до 380 Вольт.
Для электротехники страшно излишне как низкое, так и высокое напряжение. Если компрессор холодильника “недополучит” электроэнергии, то он просто не запустится. В итоге техника неизбежно перегреется и сломается.
При низком вольтаже обыватель в большинстве случаев даже не в состоянии внешне определить, исправно или нет работает оборудование в такой ситуации. Визуально можно лишь увидеть тускло светящиеся лампочки накаливания, напряжение к которым подается меньшее, чем положено.
С высокими всплесками все гораздо проще. Если на вход питания телевизора, компьютера или микроволновки подать 300–350 Вольт, то в лучшем случае в них перегорит предохранитель. А чаще всего они “сгорят” сами. И хорошо еще, если при этом не произойдет реального возгорания техники и возникновения пожара.
Многоквартирные дома обычно запитаны от трехфазной сети 380 В, а к квартире уже идет однофазная проводка на 220 В от электрощита на этаже
Основные проблемы с перепадами напряжения в многоэтажках возникают из-за обрыва рабочего нуля.
Этот провод повреждают по неосторожности электрики во время ремонта либо он сам просто перегорает от старости. Если в доме на подъездной линии стоит комплект необходимой защиты современного уровня, то в результате такого обрыва происходит срабатывание автоматики УЗО.
Все заканчивается относительно нормально.
Однако в старом жилом фонде, где не стоят защитные автоматы, пропадание нуля приводит к перекосу фаз. И тогда в одних квартирах напряжение становится низким (50–100 В), а в других резко высоким (300–350 В). У кого что в результате выйдет в розетке, зависит от подключенной в данный конкретный момент к электросети нагрузки. Заранее точно рассчитать и предугадать это невозможно.
В итоге у одних вся техника перестает работать, а у других сгорает от перенапряжения. Здесь-то и нужно реле контроля напряжения. При возникновении проблем оно отключит сеть, предупредив поломку телевизоров, холодильников и т.п.
В частном секторе проблема с перепадами напряжения несколько иная.
Если коттедж расположен на большом удалении от уличного трансформатора, то при повышенном потреблении электроэнергии в домах до него в этой крайней точке вольтаж может упасть до критически низких отметок.
В результате из-за длительной нехватки «вольт» электродвигатели в бытовых электроприборах неизбежно начнут гореть и выходить из строя.
Контакторы и пускатели — в чем разница
И контакторы и пускатели предназначены для замыкания/размыкания контактов в электрических цепях, обычно — силовых. Оба устройства собраны на основе электромагнита, работать могут в цепях постоянного и переменного тока разной мощности — от 10 В до 440 В постоянного тока и до 600 В переменного. Имеют:
- некоторое количество рабочих (силовых) контактов, через которые подается напряжение на подключаемую нагрузку;
- некоторое количество вспомогательных контактов — для организации сигнальных цепей.
Так в чем разница? Чем отличаются контакторы и пускатели. В первую очередь они отличаются степенью защиты. Контакторы имеют мощные дугогасительные камеры. Отсюда следуют два других отличия: из-за наличия дугогасителей контакторы имеют большой размер и вес, а также используются в цепях с большими токами. На малые токи — до 10 А — выпускают исключительно пускатели. Они, кстати, на большие токи не выпускаются.
Есть еще одна конструктивная особенность: пускатели выпускаются в пластиковом корпусе, у них наружу выведены только контактные площадки. Контакторы, в большинстве случаев, корпуса не имеют, потому должны устанавливаться в защитных корпусах или боксах, которые защитят от случайного прикосновения к токоведущим частям, а также от дождя и пыли.
Кроме того, есть некоторое отличие в назначении. Пускатели предназначены для запуска асинхронных трехфазных двигателей. Потому они имеют три пары силовых контактов — для подключения трех фаз, и одну вспомогательную, через которую продолжает поступать питание для работы двигателя после того, как кнопка «пуск» отпущена.
Видимо потому что «начинка» и функции обоих устройств почти не отличаются, во многих прайсах пускатели называются «малогабаритными контакторами».
По базе и дополнительным функциям
Внутренняя логика и работа реле для контроля напряжения выстраиваются на основе микропроцессора либо более простого компаратора. Первый вариант дороже, но предполагает более точную и плавную регулировку порогов срабатывания РКН. Большинство продаваемых защитных приборов сейчас выстроено на микропроцессорной базе.
Верхний (Umax) и нижний (Umin) пороги являются двумя основными регулируемыми параметрами РКН – если входное напряжение выходит за установленный диапазон, то реле отключает выходную линию от электротока
Как минимум, на корпусе реле присутствует пара светодиодов, по которым можно определить наличие напряжения на входе и выходе. Более продвинутые приборы оснащаются дисплеями, показывающими выставленные допустимые пределы и имеющийся в линии вольтаж. Регулировка пороговых значений производится потенциометром с градуированной шкалой либо кнопками с отображением параметров на табло.
Само отвечающее за коммутацию реле внутри РКН выполнено по бистабильной схеме. У этой катушки два устойчивых состояния. Энергия затрачивается только на переключение защелки.
Для удержания контактов в сомкнутом или разомкнутом положении электричество не требуется.
С одной стороны это минимизирует энергопотребление, а с другой – гарантирует, что катушка не станет греться при работе регулятора.
При выборе реле напряжения в параметрах надо смотреть на:
- рабочий диапазон в Вольтах;
- возможности по установки верхнего и нижнего порогов срабатывания;
- наличие/отсутствие индикаторов уровня напряжения;
- время отключения при срабатывании РКН;
- время задержки возобновления подачи электричества;
- максимальную коммутируемую мощность в кВт или пропускаемый ток в Амперах.
По последнему параметру реле следует брать с запасом в 20–25%. Если подходящего под существующие в линии высокие нагрузки РКН нет, то берется маломощная модель, а на ее выходе подсоединяется магнитный пускатель.
С установкой порогов ситуация следующая. Если их задать слишком жестко, то частота срабатывания реле получится высокой. Здесь придется идти на компромисс.
Регулировку этих параметров надо выполнять так, чтобы они обеспечивали должный уровень защиты, но не допускали слишком частого переключения РКН.
Постоянные включения и выключения не пойдут на пользу как подключенной к сети технике, так и самому регулятору напряжения.
При этом некоторые реле вообще не имеют возможности самостоятельно корректировать пороги. Они у них установлены “жестко”. Например, уставка по нижнему пределу заводом выполнена на 170 В, а во верхнему – на 265 В. Такие РКН дешевле, но подбирать их надо более внимательно. Потом перенастроить эти приборы не получится, при ошибках в расчетах придется приобретать новые на замену неподошедшим.
Выбор временных параметров отключения и возобновления питания линии на выходе зависит от подключенной нагрузки и особенностей конкретной сети
Если в электросети постоянно возникают кратковременные (на доли секунды) несильные падения напряжения, то время отключения по нижнему порогу лучше установить по максимуму. Так срабатываний выйдет меньше, а угроза запитанному оборудованию будет минимальной.
Задержку на включение следует подбирать в зависимости от типа включенных в розетку электроприборов. Если подключенная техника имеет компрессор или электромотор, то время подачи напряжения стоит увеличить до 1–2 минут. Это позволит избежать резких скачков вольтажа и тока при возобновлении питания в сети, что убережет холодильники и кондиционеры от поломок.
А для компьютеров и телевизоров этот параметр можно снизить и до 10–20 секунд.
Подключение пускателя с катушкой 220 в к сети
Собственно, вариантов подключения контакторов много, опишем несколько. Схема подключения магнитного пускателя к однофазной сети более простая, потому начнем с нее — будет проще разобраться дальше.
Питание, в данном случае 220 В, полается на выводы катушки, которые обозначены А1 и А2. Оба эти контакта находятся в верхней части корпуса (смотрите фото).
Если к этим контактам подключить шнур с вилкой (как на фото), устройство будет находится в работе после того, как вилку вставите в розетку. К силовым контактам L1, L2, L3 можно при этом подавать любое напряжение, а снимать его можно будет при срабатывании пускателя с контактов T1, T2 и T3 соответственно.
При подключении однофазного питания к катушке неважно на какой вывод подавать ноль, а на какой — фазу. Можно провода перекинуть. Даже чаще всего на А2 подают фазу, так как для удобства этот контакт выведен еще на нижней стороне корпуса. И в некоторых случаях удобнее задействовать его, а «ноль» подключить к А1.
Но, как вы понимаете, такая схема подключения магнитного пускателя не особо удобна — можно и напрямую проводники от источника питания подать, встроив обычный рубильник. Но есть гораздо более интересные варианты. Например, подавать питание на катушку можно через реле времени или датчик освещенности, а к контактам подключить линию питания уличного освещения.
Схема с кнопками «пуск» и «стоп»
Магнитные пускатели чаще всего ставят для включения электродвигателя. Работать в таком режиме удобнее при наличии кнопок «пуск» и «стоп». Их последовательно включают в цепь подачи фазы на выход магнитной катушки. В этом случае схема выглядит как на рисунке ниже. Обратите внимание, что
Но при таком способе включения пускатель будет в работе только то время, пока будет удерживаться кнопка «пуск», а это не то, что требуется для длительной работы двигателя. Потому в схему добавляют так называемую цепь самоподхвата. Ее реализуют при помощи вспомогательных контактов на пускателе NO 13 и NO 14, которые подключаются параллельно с пусковой кнопкой.
В этом случае после возвращения кнопки ПУСК в исходное состояние, питание продолжает поступать через эти замкнутые контакты, так как магнит уже притянут. И питание поступает до тех пор, пока цепь не будет разорвана нажатием клавиши «стоп» или срабатыванием теплового реле, если такое есть в схеме.
Питание для двигателя или любой другой нагрузки (фаза от 220 В) подается на любой из контактов, обозначенных буквой L, а снимается с расположенного под ним контакта с маркировкой T.
Подробно показано в какой последовательности лучше подключать провода в следующем видео. Вся разница в том, что использованы не две отдельные кнопки, а кнопочный пост или кнопочная станция. Вместо вольтметра можно будет подключить двигатель, насос, освещение, любой прибор, который работает от сети 220 В.
Устройство и примеры применения реле, как выбрать и правильно подключить реле » сайт для электриков – статьи, советы, примеры, схемы
Коммутация – это включение или выключение электроприбора в сеть. Для этого используют разъединители, выключатели, автоматические выключатели, реле, контакторы, пускатели. Последние три (реле, контактор и магнитный пускатель) подобны по своему строению, но предназначены для разных мощностей нагрузки. Это электромеханические коммутационные устройства. У новичков часто возникают вопросы типа:
«Для чего у реле столько контактов?»;
«Как заменить реле, если нет подобного по расположению выводов?»;
«Как подобрать реле?».
Я постараюсь ответить на все эти вопросы в статье.
Содержание статьи
Для чего нужно реле
Реле – это устройства, автоматически осуществляющие скачкообразные изменения (переключения) в цепях управления или непосредственно воздействующие на механизмы под влиянием каких-либо факторов, достигших заданного значения.
Чтобы включить нагрузку нужно подать на её выводы напряжение, оно может быть постоянным и переменным, с разным количеством фаз и полюсов.
Напряжение можно подать несколькими способами:
Разъёмное соединение (вставить вилку в розетку или штекер в гнездо);
Разъединителем (как вы включаете свет в комнате, например);
Через реле, контактор, пускатель или полупроводниковый коммутационный прибор.
Первые два способа ограничены как по максимальной коммутационной мощности, так и по расположению точки подключения. Это удобно, если свет или прибор вы включаете выключателем или автоматом при этом и они расположены рядом друг с другом.
Для примера, приведу ситуацию, например водонагревательный бак (бойлер) – это достаточно мощная нагрузка (1 – 3 и более кВт). Ввод электроэнергии в коридоре, и там же на электрощите у вас расположен автомат включения бойлера, тогда вам нужно протянуть кабель сечением 2.5 кв. мм. На 3-5 метров. А если вам нужно включить такую нагрузку на большом расстоянии?
Для удаленного управления можно использовать такой же разъединитель, но чем больше расстояние – тем большим получится сопротивление кабеля, значит, нужно будет использовать кабеля с большим сечением, а это дорого. Да и если кабель оборвется – непосредственно на месте включить прибор уже не получится.
Для этого можно использовать реле, которое установлено непосредственно возле нагрузки, а включать его удаленно. Для этого не нужен толстый кабель, ведь сигнал управления обычно от единиц до десятков ватт, при этом может включаться нагрузка в несколько киловатт.
Выключатели и разъединители – нужны для ручного включения нагрузки, для того, чтобы управлять ею автоматически, нужно использовать реле или полупроводниковые приборы.
Сферы применения реле:
Схемы защиты электроустановок. Для автоматического ввода энергии защиты от низких и высоких напряжений, Реле тока – для срабатывания токовых защит, разрешения пуска электрических машин и пр.;
Автоматика;
КИПиА;
Системы охраны;
Для удаленного включения.
Как работает реле
Электромагнитное реле состоит из катушки, якоря и набора контактов. Набор контактов может быть разным, например:
Реле с одной парой контактов;
С двумя парами контактов (нормально-замкнутые – NC, и нормально-разомкнутые – NO);
С несколькими группами (для управления нагрузкой в независимых друг от друга цепях).
Катушка может быть рассчитана на разную величину постоянного и переменного тока, вы можете подобрать под свою схему, чтобы не использовать дополнительный источник для управления катушки. Контакты могут коммутировать как постоянный, так и переменный ток, величина тока и напряжения обычно указана на крышке реле.
Мощность нагрузки зависит от коммутационной способности аппарата обусловленного его конструкцией, на мощных электромагнитных коммутационных устройствах присутствует дугогасительная камера, для управления мощной резистивной и индуктивной нагрузкой, например электродвигателем.
Для поддержания магнитного поля в свободном пространстве затрачивается больше энергии, чем для его поддержания в магнитном веществе. В результате этого между телами, состоящими из магнитного материала, всегда существует сила притяжения, если они находятся во внешнем намагничивающем поле.
Зазор между ферромагнитными пружинными пластинками закрывается, когда намагничивающая сила превышает силу пружины, и, наоборот, открывается, когда сила пружины преобладает. Такое закрывание и открывание зазора можно использовать соответственно для замыкания и размыкания некоторой электрической цепи.
Когда на катушку реле подаётся ток, то силовые линии магнитного поля пронизывают её сердечник. Якорь изготовлен из материала, который магнитится и он притягивается к сердечнику катушки. На якоре может быть размещена контактная медная пластика и гибкая подводка (провод), тогда якорь находится под напряжением и по медным шинам подаётся напряжение на неподвижный контакт.
Напряжение подключается к катушке, магнитное поле притягивает якорь, он замыкает или размыкает контакты. Когда напряжение пропадает – якорь возвращается в нормальное состояние возвратной пружиной.
Могут быть и другие конструкции, например, когда якорь толкает подвижный контакт, и он переключается от нормального состояния к активному, это изображено на картинке ниже.
Переключающие контакты реле:
Итог: Реле позволяет малым током через катушку управлять большим током через контакты. Величина управляющего и коммутируемого (через контакты) напряжения может быть разная и не зависит друг от друга.
Таким образом мы получаем гальванически развязанное управление нагрузкой. Это даёт существенное преимущество перед полупроводниками. Дело в том, что сам по себе транзистор или тиристор он не развязан гальванически, даже более того непосредственно связан.
Токи базы это часть тока коммутируемой через эмиттер-коллектор цепи, в тиристоре, в принципе, ситуация подобна. Если PN-переход повреждается – напряжение включаемой цепи может попасть на цепь управления, если это кнопка – ничего страшного, а если это микросхема или микроконтроллер – они, скорее всего, тоже выйдут из строя, поэтому реализуется дополнительная гальваническая развязка через оптопару или трансформатор. А чем больше деталей – тем меньше надежность.
Преимущества реле:
простота конструкции;
ремонтопригодность. вы можете провести ревизию большинства реле, например, подчистить контакты от нагара и оно заново заработает, а при определенной сноровке можно заменить катушку или подпаять её выводы если они оторвались от выходящих контактов;
полная гальваническая развязка силовой цепи и цепи управления;
низкое переходное сопротивление контактов.
Чем ниже сопротивление контактов, тем меньше теряется напряжения на них и меньше нагрев. Электронные реле выделяют тепло, чуть ниже я бегло расскажу о них.
Недостатки реле:
из-за того, что конструкция по сути механическая – ограниченное число срабатываний. Хотя для современных реле оно доходит до миллионов срабатываний. Так что сомнительный момент недостаток.
скорость срабатывания. Электромагнитное реле срабатывает за доли секунды, в то время как полупроводниковые ключи могут переключаться миллионы раз в секунду. Поэтому нужно подходить с умом к выбору коммутационной аппаратуры.
при отклонениях от управляющего напряжения может быть дребезжание реле, т.е. состояние, когда ток через катушку мал, для нормального удержания якоря, и оно «жужжит» открываясь и закрываясь с большой скоростью. Это чревато скорым выходом его из строя. Отсюда вытекает следующее правило – для управления реле аналоговый сигнал должен подаваться через пороговые устройства, типа триггера Шмидта, компаратора, микроконтроллера и т.д.;
Щелкает при срабатывании.
Характеристики реле
Чтобы правильно подобрать реле нужно учесть ряд параметров, который описывает его особенности:
1. Напряжение срабатывания катушки. 12 В реле не будет устойчиво работать или не включится совсем если вы на его катушку подадите 5 В.
2. Ток через катушку.
3. Количество контактных групп. Реле может быть 1-канальным, т.е. содержать 1 коммутационную пару. А может и 3-канальным, что позволит подключать 4 полюса к нагрузке (например, три фазы 380В)
4. Максимальный ток через контакты;
5. Максимальное коммутируемое напряжение. У одного и того же реле оно различное для постоянного и переменного токов, например 220 В переменного и 30 В постоянного. Это связано с особенностями дугообразования при коммутации разных электроцепей.
6. Способ монтажа – клеммные колодки, вывод для клемм, пайка в плату или установка на DIN-рейку.
Электронные реле
Обычное электромагнитное реле при срабатывании щелкает, что может мешать вам при использовании таких приборов в бытовых помещениях. Электронное реле, или как его еще называют твердотельное реле, лишено этого недостатка, но оно выделяет тепло, т.к. в качестве ключа используется транзистор (для реле постоянного тока) или симистор (для реле переменного тока). Кроме полупроводникового ключа в электронном реле установлена обвязка для обеспечения возможности управления ключом нужным управляющим напряжением.
Такое реле для управления использует постоянное напряжение от 3 до 32, а коммутирует переменное от 24 до 380 В с током до 10 А.
Преимущества:
малое потребление управляющего тока;
отсутствия шума при переключении;
больший ресурс (миллиард и больше срабатываний, а это в тысячу раз больше чем у электромагнитного).
Недостатки:
греется;
может сгореть от перегрева;
дороже стоит;
если сгорит – отремонтировать не получится.
Как подключить реле
На картинке ниже хорошо изображена схема подключения реле к сети и нагрузке. На один из силовых контактов подключают фазу, на второй нагрузку, а ноль на второй вывод нагрузки.
Так собирается силовая часть. Цепь управления собирается так: источник питания, например аккумулятор или блок питания, если реле управляемое постоянным током, через кнопку подключается к катушке. Для управления реле переменного тока схема аналогична, на катушку подается переменное напряжение нужной величины.
Здесь очевидно, что напряжение управления никак не зависит от напряжения в нагрузке, тоже и с токами. Ниже вы видите схему управления активаторами центрального замка автомобиля с двухполярым управлением.
Задача следующая, чтобы активатор совершил движение вперед нужно подключить плюс и минус к его соленоиду, чтобы сдвинуть его назад – полярность нужно сменить. Это сделано с помощью двух реле с 5-ю контактами (нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый).
Когда напряжение подаётся на левое реле, плюс подается на нижний провод (по схеме) активатора, через нормально-замкнутые контакты правого реле верхний провод активатора подключен к отрицательному выводу (к массе).
Когда напряжение подано на катушку правого реле, а левое обесточено, полярность получается обратной: плюс через нормально-разомкнутый контакт правого реле подаётся на верхний провод. А через нормально-замкнутые контактны правого реле – нижний провод активатора соединен с массой.
Этот частный случай я привел для примера того, что с помощью реле можно не только включать напряжение на нагрузку, но и осуществлять разнообразные схемы подключения и переполюсовки.
Подборка статей про электромагнитные пускатели:
Особенности современных электромагнитных пускателей и их применение
Как правильно выбрать электромагнитный пускатель для асинхронного двитателя
Причины возникновения и способы устранения искрения контактов реле и пускателей
Учебное видео про устройство реле и пускателей:
Как подключить реле к микроконтроллеру
Чтобы управлять нагрузкой переменного тока через микроконтроллер удобно использовать реле. Но возникает небольшая проблема: ток потребления реле зачастую превышает максимальный ток через пин микроконтроллера. Чтобы её решить – нужно усилить ток.
На схеме изображено подключение реле с катушкой на 12В. Здесь транзистор VT4 обратной проводимости, он играет роль усилителя тока, резистор R нужен для ограничения тока через базу (устанавливается так, чтобы ток был не более чем максимальный ток через пин микроконтроллера).
Резистор в цепи коллектора нужен для того, чтобы задать ток катушки, подбирается по величине тока срабатывания реле, в принципе, его можно исключить. Параллельно катушке установлен обратный диод VD2 – он нужен, чтобы всплески самоиндукции не убили транзистор и выход микроконтроллера. С диодом всплески отправятся в сторону источника питания, и энергия магнитного поля прекратит свою работу.
Ардуино и реле
Для любителей Arduino есть готовые релейные шилды и отдельные модули. Чтобы обезопасить выходы микроконтроллера в зависимости от конкретного модуля может быть реализована опторазвязка управляющего сигнала, что значительно увеличит надёжность схемы.
Схема подобного модуля вот:
Мы говорили о характеристиках реле, так вот они часто указаны в маркировке на передней крышке. Обратите внимание на фото релейного модуля:
10A 250VAC – значит что способно управлять нагрузкой переменного напряжения до 250В и с током до 10 А;
10A 30VDC – для постоянного тока напряжение в нагрузке не должно превышать 30В.
SRD-05VDC-SL-C – маркировка, зависит от каждого произовдителя. В ней мы видим 05VDC – это значит, что реле сработает от напряжения в 5В на катушке.
При этом у реле есть нормально открытый контакты, всего 1 подвижный контакт. Схема подключения к ардуине изображена ниже.
Подробнее про Ардуино для начинающих:
Особенности подключения различных устройств к Ардуино
Способы чтения и управления портами ввода-вывода на Ардуино
Как с помощью Ардуино безопасно управлять нагрузкой 220 вольт
Лучшие шилы, модули и платы расширения для Ардуино
Заключение
Реле это классический коммутационный прибор который используется везде: пультах управления в щитовых промышленных цехов, в автоматике, для защиты оборудования и человека, для избирательного подключения конкретной цепи, в лифтовом оборудовании.
Начинающему электрику, электронщику или радиолюбителю очень важно научиться использовать реле и составлять схемы с ними, так вы можете применять их в работе и хозяйстве, реализуя релейные алгоритмы без применения микроконтроллеров. Это хоть и увеличит габариты, но значительно улучшит надежность схемы. Ведь надежность это не только долговечность, но и безотказность и ремонтопригодность!
Алексей Бартош
Устройство и принцип работы
Чтобы лучше понимать схемы подключения магнитного пускателя, необходимо разобраться в его устройстве и принципе работы.
Основа пускателя — магнитопровод и катушка индуктивности. Магнитопровод состоит из двух частей — подвижной и неподвижной. Выполнены они в виде букв «Ш» установленные «ногами» друг к другу.
Нижняя часть закреплена на корпусе и является неподвижной, верхняя подпружинена и может свободно двигаться. В прорези нижней части магнитопровода устанавливается катушка. В зависимости от того, как намотана катушка, меняется номинал контактора. Есть катушки на 12 В, 24 В, 110 В, 220 В и 380 В. На верхней части магнитопровода есть две группы контактов — подвижные и неподвижные.
При отсутствии питания пружины отжимают верхнюю часть магнитопровода, контакты находятся в исходном состоянии. При появлении напряжения (нажали кнопку пуск, например) катушка генерирует электромагнитное поле, которое притягивает верхнюю часть сердечника. При этом контакты меняют свое положение (на фото картинка справа).
При пропадании напряжения электромагнитное поле тоже исчезает, пружины отжимают подвижную часть магнитопровода вверх, контакты возвращаются в исходное состояние. В этом и состоит принцип работы эклектромагнитного пускателя: при подаче напряжения контакты замыкаются, при пропадании — размыкаются.
Есть еще один нюанс: контакты пускателя могут быть двух типов: нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми. Из названий следует их принцип работы. Нормально замкнутые контакты при срабатывании отключаются, нормально разомкнутые — замыкаются. Для подачи питания используется второй тип, он и есть наиболее распространенным.
