Что такое реле простыми словами
Что такое реле: принцип действия, виды и область применения
Ни одна автоматическая схема не обходится без применения специального прерывателя, называющегося реле. Такие устройства получили распространение в автомобилестроении, быту, на производствах. И сегодня мы уже не обращаем внимания, даже не задумываемся, почему в темное время включается освещение на улице или загорается свет в подъезде при входе человека. А ведь оно облегчает жизнь, помогает работать бытовой технике в доме. Сегодня поговорим об этом устройстве, разберемся, что такое реле, для чего и где применяется. Попутно попробуем разобраться в схеме устройства.
Для чего нужно реле: области применения
Такое устройство применяется в быту, автомобилестроении, на производстве. Без него невозможно автоматическое включение холодильника и его выключения, установка циклов стиральной машины, мигание поворотника автомашины при повороте. Говоря простым языком, это электрический или электромагнитный прерыватель, срабатывающий при определенном импульсе, в основе которого лежит механическая, электрическая или электронная составляющая. Приведем примеры:
В основе описанных разновидностей лежат 4 основных вида устройств, о которых поговорим позднее.
Что такое реле: краткий экскурс в историю
Термин пришел из английского языка, от слова «reley», обозначавшим в старину смену почтовых лошадей, а позднее передачу эстафеты в спортивных состязаниях. Существует две версии создания такого устройства. Согласно первой реле изобрел русский ученый П.Л. Шиллинг в начале 30-х годов прошлого столетия. Это была основная составляющая часть в разработанном им телеграфе. Однако большая часть историков склоняется к тому, что прародителем реле стал американец Джорж Генри. Некоммутационное устройство, основывавшееся на электромагнитном принципе действия, получило распространение в 1937 году. Именно тогда поступил в производство первый телеграф.
Какая из этих версий правильная, сейчас уже сказать нельзя. Возможно, как часто это бывает, ученые разрабатывали устройство параллельно, не зная об изобретениях друг друга. Об этом говорит и то, что историками называется один и тот же промежуток времени появления реле – 1931-1935 годы.
Схема устройства электромагнитного реле
Схема устройства реле такова. Подвижный стальной якорь находится внутри статичной катушки индуктивности, при подаче напряжения на которую возникает электромагнитное поле, притягивающее якорь. Различной электроникой или механикой регулируется частота и продолжительность подачи напряжения на обмотку. Частота импульсов составляет до 3600 в час.
Структура электромагнитного реле делится на три составных элемента:
Принцип работы реле
Действует устройство по такому принципу. Помещенный в катушку индуктивности подвижный якорь отжат возвратной пружиной. Не его наружной части закреплена одна группа контактов, в то время, как другая группа находится в статичном положении на расстоянии от первой. В момент подачи импульса на катушку, якорь притягивается, и контакты соприкасаются между собой. При прекращении подачи напряжения на катушку, возвратная пружина отжимает либо оттягивает якорь (в зависимости от конструкции) и контакты размыкаются, возвращаясь в исходное положение.
Понять, как работает реле, проще, если знать алгоритм работы магнитного пускателя. Эти устройства идентичны, разница только в размерах и назначении.
Схематическое изображение работы электромеханического реле
Принцип работы 4-х контактного реле ничем не отличается от других. Устройство всех электромагнитных устройств одинаково. Различия только в расположении контактной группы.
Сейчас такие устройства практически не используются, электротехника переходит на электронные устройства
Технические характеристики, на которые стоит обратить внимание
Что такое токовое реле, наверняка понятно. А от чего зависят его параметры? На что обратить внимания, выбирая устройство для той или иной цели? Основными характеристиками реле являются:
Если характеристики не соблюдены, то тут два варианта. Либо устройство не сработает, либо выйдет из строя, проще говоря, сгорит. Имеет смысл рассмотреть несколько основных видов реле и понять, в чем отличия одного вида от другого, а так же возможно ли применение в той или иной области.
Реле переменного тока: отличия и особенности
Первое, о чем стоит сказать, такие устройства имеют недостатки. Переменный ток имеет отличия от постоянного, что наглядно видно на графиках. Синусоида переменного тока не позволяет равномерную подачу тока, в результате чего при срабатывании, магнитный сердечник вибрирует. Это неудивительно – ток в катушке индуктивности дважды за период входного напряжения проходит через ноль. Проще говоря при частоте тока в сети 50 Гц (50 колебаний в секунду), напряжение в катушке упадет на ноль 100 раз за период (1 с). Производятся как малогабаритные реле переменного тока на 220 В, так и устройства больших размеров.
Такие миниатюрные устройства работают не хуже крупногабаритных
Отличия реле постоянного тока
По сути то же устройство с отличием только способа питания. На катушку подается постоянный ток, что увеличивает срок службы деталей, избавляя от вибрации. При работе, к примеру, промежуточного реле 220 В постоянного тока, не будет слышно гудения, присущего устройствам, работающим на переменке.
Электронные устройства из Китая работают не хуже отечественных
Электронное реле: области применения и особенности устройства
Электронные устройства нашли применение в автомобилестроении, производстве бытовой техники. Их отличает компактность и долговечность за счет отсутствия механических частей. Работу механики на себя взяли транзисторы, выполняющие роль ключей. Если рассматривать электрическую схему автомобиля, то на вопрос, где находится реле, можно ответить одним словом – везде. Это и включение-выключение, и работа поворотников, зажигания, фар.
В отличие от электронного реле, электромеханическое имеет большие габариты. Оно применяется в монтаже производственной автоматики.
Обозначение реле на схемах электрических цепей
Обозначения таких устройств на схемах выглядят следующим образом:
Ассортимент реле на российских прилавках: производители и цены
Каждое из реле имеет определенную маркировку, отражающую его технические характеристики. По маркировке найти подходящую модель во много раз проще, чем подбирать под определенные параметры. Предлагаем ознакомиться с некоторыми из устройств и их стоимостью.
| Изображение | Наименование | Номинальный ток, А | Средняя цена, руб. |
|---|---|---|---|
 | РПЛ-122М0*4А | 16 | 350 |
 | РП20М-217 У3 | 1 | 410 |
 | РТТ-111УХЛ4 | 0,2 | 160 |
 | РТ-40/6 УХЛ4 | 16 | 1100 |
 | РПУ-2 У3Б | 5 | 250 |
 | РП20-112 У3 | 2,5 | 350 |
 | ТРН-10 УХЛ4 660В | 1,25 | 125 |
 | ТРН-10 УХЛ4 500В | 0,5 | 125 |
 | РТ-83/2 | 5 | 1400 |
 | РЭВ 830 У3 | 2,5 | 1800 |
 | РВО-Р-100м ̴100В-2П-1 | 8 | 800 |
 | РТИ-1308 | 2,5-4 | 460 |
 | РВО-П2-99с-АС110В 1п-1-10 УХЛ4 | 7 | 900 |
Автомобильные реле практически всегда имеют такой вид
Заключение
Понятно, что не каждый день приходится выбирать подобные устройства для того или иного оборудования, но иногда это необходимо. И если схемы всех блоков обычному домашнему мастеру в голове держать не обязательно, то общая информация, все же, нужна. Надеемся, что наша статья в этом помогла.
Если остались вопросы, мы будем рады на них ответить в обсуждении ниже. А напоследок, как всегда, интересное видео по сегодняшней теме:
Видео: как работает реле
Автоматизируем процессы или что такое реле
Время чтения: 4 минуты Нет времени?
Отправим материал вам на e-mail
Наряду с ручными выключателями и переключателями в радиоэлектронике, автомобилестроении и производствах широко используют релейное соединение. Что такое реле? Это устройство, которое в автоматическом режиме связывает и переключает электрические и не электрические цепи по внешнему сигналу. Другими словами, оно необходимо для коммутации скачкообразных изменений цепи в результате задаваемого входного воздействия. В сегодняшнем обзоре мы расскажем, чем может быть полезно это устройство, каких видов бывает и как его правильно выбрать и подключить.
Электромагнитное релейное соединение
Для чего нужно реле: области применения
Релейное соединение регулирует работу управляемых узлов, если подается команда необходимого значения. Цепь, работу которой данное соединение регулирует, называется управляемой. Цепь, по которой сигналы проходят к узлам, принято называть управляющей.
Релейное соединение выступает для усиления сигнала. Небольшое количество электрического тока поступает на устройство, после чего происходит замыкание мощной цепи. Реле может работать от постоянного либо переменного тока.
Краткая историческая справка создания
История релейного соединения начинается с 1831 года. Это открытие принадлежит американцу Джозефу Генри. Первое реле работало по принципу электромагнитного действия и было некоммутационным. «Relay» в переводе означает замену почтовых конных упряжек на переправах или передачу эстафеты в спортивных состязаниях. В качестве самостоятельного устройства его впервые применили на телеграфе Морзе.
Схема электромагнитного реле
Самая простая схема электромагнитного соединения состоит из следующих элементов:
Все элементы устанавливаются на основание и закрываются крышкой. Электромагнитные соединения достаточно популярны благодаря повышенной надежности и простой схеме работы. Их можно встретить в электроустановках, защитных приборах.
Для того, чтобы понять, как работает реле, можно изучите схему ниже:
Принцип работы реле
После подачи на катушку напряжения, электрический ток, проходя по ее виткам, создает электромагнитную движущую силу (ЭДС). В сердечнике из металла создается магнитное поле, которое притягивает якорь. С его помощью происходит размыкание одной цепи и замыкание другой. Аналогичные изменения происходят и в подсоединенных цепях.
В исходное положение якорь возвращается под воздействием пружины после того, как значения тока становятся меньше определенных параметров. Дополнительно в релейное устройство могут быть включены резисторы, которые делают работу более точной, и конденсаторы, регулирующие подачу напряжения и защищающие от перепадов или искрения.
Управляемая и управляющие цепи не связаны между собой. Параметры тока также могут отличаться. В управляемой он может быть больше. То есть, релейное соединение выступает своего рода усилителем электрических параметров: тока, напряжения и мощности в цепи.
С принципом работы 4-х контактного реле можно ознакомиться на следующем видео:
Основные технические характеристики реле
Основные характеристики релейного соединения – зависимость между входными и выходными значениями.
| Обозначение | Наименование показателя | Описание |
|---|---|---|
| Хср | Показатель срабатывания | Величина, при которой происходит срабатывание якоря (воздействующая величина) |
| Хотп | Показатель отпуска | Противоположный параметр, при котором якорь отпадает (воздействующая величина) |
| Кв | Коэффициент возврата | Отношение значения отпуска к значению срабатывания |
Что такое реле: основные виды и их назначение
В зависимости от того, какие показатели подлежат контролю, релейные соединения можно разделить на:
По области использования их следует разделить на следующие виды:
Рассмотрим классификацию по принципу работы более подробно.
Реле переменного тока
Релейное соединение переменного тока состоит их таки же элементов, что и нейтральное. Все элементы изготавливают из листового металла электротехнического с целью уменьшения потерь на гистерезис и вихревые токи. Кроме того, магнитопровод изготавливается шихтированным. Срабатывание механизма происходит при подаче тока на обмотку определенной частоты.
Если не предпринимать специальные действия, электромеханическая сила проходит через «ноль» 2 раза за период подачи напряжения. Для того, чтобы избежать подобную вибрацию якоря, одна сторона сердечника разделяется на 2 части. На одну насаживают виток из меди, который выполняет роль экрана. Основной недостаток такого соединения – повышенное потребление электрической энергии и сопутствующая вибрация.
В качестве вспомогательного следует рассмотреть принцип работы промежуточного реле 220 В. С его помощью можно разъединять отдельные группы цепей, либо, при разъединении одной, включить другой контур.
Схема работы устройства переменного тока
Реле постоянного тока
Отличие модели постоянного тока от переменного в магнитопроводе. В данном соединении он цельный. Кроме того, катушка выполнена более высокой и узкой, в отличие от переменного. В остальном, принцип действия реле аналогичен переменному.
Это важно! Основное отличие реле постоянного тока от переменного– небольшое потребление электроэнергии. Это крайне важно для постоянно работающего оборудования.
Схема работы изделия постоянного тока
Электромагнитное соединение
Их можно разделить на нейтральные и поляризованные соединения. В первом случае соединение отвечает на постоянный ток, проходящий в обоих направлениях. Во втором – реакция на полярность сигнала управления.
Плюсы электромагнитных соединений:
К минусам следует отнести низкую скорость функционирования, ограниченный ресурс. Кроме того, при работе в режиме замыкания/размыкания могут возникать радиопомехи.
Принцип работы электромагнитного соединения
Электронное соединение
В составе электронного устройства те же элементы, что и в электромагнитном. Основное отличие от аналогов – установка полупроводникового диода вместо магнита. Его задача –контролировать работу обратного тока. Электронные реле применяются в электрических цепях, блоках памяти и иных узлах для подключения силовых нагрузок. Электронное соединение мгновенно изменяет параметры цепи.
В качестве примера можно привести работу автомобильных узлов (генератора, стартера, обогрева зеркал), потребляющих ток большой силы. Можно сказать, что такое токовое реле будет лучшим выбором для данного переключения.
Обозначение реле на электрических схемах
Условное обозначение релейного соединения в виде прямоугольника является единым для всех схем. Со стороны большей длины отводят линии выводящих элементов. Обозначения для контактов аналогично контактам на выключателях. Контакты, расположенные на расстоянии друг от друга, обозначаются буквой К рядом с геометрической фигурой и номером, которым маркировано устройство. Зная буквенное обозначение, можно без труда прочитать схему и понять, где находится реле.
Обозначения на схемах контактов реле выглядят следующим образом:
Условные обозначения элементов на электрической схеме приведены на данном рисунке:
Основные производители
Перед выбором производителя реле, необходимо ознакомится с его рейтингом и каталогом продукции:
| Производитель | Описание |
|---|---|
| АО «НПП Старт» | Основной акцент компании – разработка и производство релейных соединений |
| ОАО «МиассЭлектроАппарат» | Деятельность направлена на производство продукции для автомобилей |
| ОАО «Иркутский релейный завод» | Основное производство –коммутационная техника |
| Фирма «Crydom» США | Ведущая торговая марка твердотельных изделий |
| «Finder» | С 1954 года производит исключительно релейными соединениями. Занимает 3 место в линейке производителей |
Изделие производителя «Finder»
Выбираем что купить: электромагнитное или электронное реле, цены
После того, когда было выбрано изделие по требуемым параметрам необходимо ознакомиться со всеми предложениями на рынке. Интернет сыграет роль доброго помощника. Все производители и поставщики электротехнической продукции размещают свои товары и их характеристики в общем доступе. С ориентировочными ценами можно ознакомиться в нашей подборке:
| Изображение | Марка | Максимальный коммутируемый ток, А | Ориентировочная стоимость, руб |
|---|---|---|---|
| Электромагнитные изделия | |||
 | 24VDC 1пер. 5A 240VAC | 5 | 110 |
 | 4-Form-C, 4PDT, 4CO 5VDC | 6 | 450 |
 | 5VDC 1пер. 1A/250VAC | 13,5 | 270 |
 | 24VDC 2пер. 8A/250VAC | 8 | 130 |
 | 12VDC 1пер. 12A/250VAC | 12 | 170 |
 | 3VDC 2пер. 2A/250VAC | 2 | 200 |
 | 230VAC 2пер. 12А | 12 | 510 |
| Электронные изделия | |||
 | DEKraft ПР102-4-05-220-AC LED 23225DEK 1113705 | 5 | 231 |
 | НовАтек-Электро РН-111М 196596 | 16 | 2472 |
 | SVEN OVP-11F SV-012472 | 15 | 668 |
Реле напряжения SVEN OVP-11F SV-012472
Заключение
Релейное соединение- большой помощник для электрических систем при построении различных схем, начиная от защитного механизма отключения и заканчивая защитными функциями в приборостроении, космической промышленности, военном производстве. В быту реле переменного тока малогабаритное на 220 В будет отличной опорой. Основная его функция – контроль и регулирование электрического оборудования. В принципе, его установка не обязательна, но реле повышает функционирование и стабильность работы техники
Видео: что такое реле и принцип его работы
Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте
Что такое реле
Чтобы понять, что такое реле и как оно работает, необходимо начать с его определения. Релейный аппарат – это коммутационное устройство, работа которого заключается в соединении или разъединении электронной цепи, а также электрических схем, если происходит изменение входящей величины тока. В первую очередь необходимо узнать, как появилось это устройство, и кто его изобрел.
Первое упоминание о реле
Нельзя отнести изобретение только к одному ученому. Так как этот вопрос до сих пор является спорным. Одни считают, что первооткрывателем был русский ученый Шиллинг П. Л., который сконструировал реле в 1830-ых годах. Оно являлось основным элементом в телеграфе, им же созданным.
Другие утверждают, что первым создателем реле был физик Джозеф Генри. В 1835 году он начал усовершенствовать телеграфный аппарат, которого он создал в 1831 году. И для этого он изобрел контактное реле, которое работало на основе принципа электромагнитной индукции. На тот момент устройство было некоммутационное. В 1837 году реле начало выпускаться в больших количествах.
Как отдельное устройство, реле было упомянуто в патенте на телеграфный аппарат, который был выдан Самуэлю Морзе в 1837г.
Первоначально реле было устройством для телеграфа. В современном мире, почти каждое оборудование, техника, бытовые приборы, автомобили и т.д. имеет релейное устройство.
Как устроено и его принцип работы
В сегодняшнее время реле выглядит таким образом: это катушка с намотанным на нее проводом. Этот провод сделан из меди и покрыт, обычно, лаком с диэлектрическим свойством. Он также может иметь изоляцию из ткани или синтетики. В катушке установлен металлический сердечник, который стоит на основании, не проводящем ток. Кроме этого в реле установлены различные соединительные элементы, контакты, якорь и пружины.
Принцип работы реле заключается в следующем. Когда подается ток на катушку, ее сердечник начинает притягивать к себе якорь. Далее он соединяется с контактом и цепь замыкается. Когда сила тока станет ниже, то происходит ее размыкание, т. е. якорь снова вернется в первоначальное положение с помощью пружины.
Чтобы работа устройства продвигалась более точно, для этого используют резисторы. Также существует необходимость в установке конденсаторов. Они защитят реле от скачков напряжения.
Для более продуктивной работы устройства, чтобы управлять сразу несколькими цепями, в электромагнитное реле устанавливают несколько пар контактов.
Характеристика реле
Существует несколько основных характеристик реле, которые подходят всем устройствам не зависимо от принципа работы:
Классификация коммутационных устройств
Реле – это устройство, которое нашло широкое применение. Оно используется не только в разных отраслях промышленности, но и в повседневной жизни. Например, в стиральной машине или холодильнике.
Так как видов коммутационных устройств очень много, то и классификация реле достаточно широкая. Есть несколько групп, по которым можно разделить реле.
По области применения
По принципу срабатывания
По параметрам срабатывания реле
В зависимости от параметров, которые вызывают срабатывание реле, классификация следующая:
По воздействию на электрическую сеть устройства
Виды реле и где применяется
Реле, выпускаемое сегодня, сразу имеет такие настройки, что оно срабатывает на возникновение определенной ситуации. Например, если увеличивается напряжение тока. Рассмотрим, какие есть виды коммутационных устройств и из-за чего происходит срабатывание.
Электромагнитное реле
Принцип работы заключается в том, что вокруг катушки, под воздействием тока, возникает магнитное поле, и оно приводит в действие якорь. Коммутационные устройства данного вида разделяется на нейтральные и поляризованные. Нейтральные реагируют только на величину тока, подаваемую на обмотку катушки. Поляризованные – реагируют не только на размер тока, но и на полярность. Это реле, в основном, применяется в цепях управления.
Реле переменного тока
В этом виде устройства, реле начинает срабатывать, если на обмотку воздействует переменный ток с разной частотой. Коммутационное устройство представляет собой модули на основе трансформаторной развязки. Эти реле используют там, где есть сети с переменным током, у которых максимальное напряжение небольшое. Такое устройство используется в бытовых приборах и станках.
Реле постоянного тока
Эти устройства подразделяются на два вида:
Нейтральные – не зависят от полярности напряжения.
Поляризованные – в зависимости от полярности напряжения, подаваемого на обмотку, якорь меняет свое направление.
Его используют, когда к электросети нет возможности подключить реле переменного тока. Оно используется в разных отраслях производства, для управления автоматикой.
Электронное реле
По принципу работы это реле почти полностью одинаково с электромеханическим устройством, но чтобы выполнить некоторые действия, в нем применяют полупроводниковый диод. Такой вид реле используется в транспортных средствах и установках с увеличенными силовыми нагрузками.
Как обозначается реле на схеме
Для проведения ремонта оборудования, в котором установлено коммутационное устройство, следует знать, как оно выглядит на схеме.
Итак, обмотка катушки на схеме представляет собой прямоугольник, от которого выходят контакты: А1 и А2. Само реле подписывается буквой К.
Поляризованное реле на схеме также представляет собой прямоугольник, только с большой черной точкой, на одном из контактов. Такое реле обозначается буквой Р.
Это основные обозначения устройства на схеме. Для более подробного ознакомления с другими видами изображений можно ознакомиться в справочнике по электронике.
Основные производители релейных устройств
Finder – производитель реле из Германии. Они выпускают реле следующих видов: общего назначения, реле времени, силовые, интерфейсные и т. д.
Акционерное общество НПК «Северная заря» – производство из России. Выпускаемая продукция: реле времени контактные и бесконтактные, электромагнитные устройства и т. д.
Omron – компания из Японии. Выпускает следующие реле: электромеханические реле, переключатели, низковольтные и твердотельные устройства.
Cosmo Electronics – тайваньская компания по выпуску коммутационных устройств. Произведенное реле нашло свое применение в промышленности, медицинском оборудовании, а также бытовой технике и автомобилях.
American Zettler – лидер по выпуску реле. Продукция, выпускаемая этой компанией, используется во всех сферах деятельности. Ими налажено производство более чем 30 видов коммутационных устройств.
Стоимость устройства и где можно приобрести
Стоимость реле зависит от множества факторов: от его вида, завода изготовителя, продавца и т. д. В результате релейное устройство может стоить начиная от 200 руб. до 500 руб. для бытовых приборов. А электронные устройства могут иметь цену от 1000 до 7000 руб. В сегодняшнее время купить его не составит труда, так как есть специальные магазины, а так же сайты в интернете. Там указана вся информация о продукте и его цена.
Заключение
Исходя из всего вышеизложенного, можно сделать вывод, что реле используется практически в каждом оборудовании. И это касается не только промышленности, но и бытовых приборов, используемых дома.