Как работает промежуточное реле

Назначение

В системах автоматики и управления широко применяются промежуточные реле (см. фото ниже). Эти аппараты коммутируют управляющие сигналы, управляют мощными устройствами, разделяют управляющие цепи от силовых и выполняют не мене важную роль, чем силовые реле.

Свое название промежуточное реле получили из-за положения в схемах автоматики и управления. Они находятся между источником задания и исполнительным устройством, таким как контактор, поэтому становится понятно, почему так назвали реле.

Получить дополнительную информацию о назначении и разновидностях изделий вы можете, просмотрев данное видео:

Устройство

Данные аппараты бывают всевозможных типов и размеров. От миниатюрных реле на два контакта, до нескольких десятков в реле-повторителе. Во всех их конструктивный принцип одинаков. Устройство промежуточного реле представлено э лектромагнитной катушкой управления, магнитопроводом, пружинным механизмом и группой контактов. Подробно узнать о конструкции аппарата вы можете, просмотрев картинку ниже:

Промышленность выпускает широкий спектр устройств на разнообразное управляющее напряжение от 5 вольт и до 220. Они могут быть рассчитаны на переменное «АС» напряжение и постоянное «DC».

Внешне они ни чем, практически, не отличаются. Разница только в конструкции магнитопровода. Для переменного тока он набран из группы пластин, а постоянного тока цельный. Это сделано для уменьшения потерь на нагрев в магнитопроводе при прохождении переменного тока.

Что касается технических характеристик устройств, для каждого типа они разные. К примеру, для серии RE они будут иметь вид:

Для промышленных целей, изготавливаются колодки для промежуточных реле с установкой на DIN рейку. Реле и колодки для них также выпускаются с широким спектром видов разъемов. Это сделано для удобства эксплуатации в пределах одного устройства, когда присутствуют модели разного напряжения, и по невнимательности не произошла замена одного типа на другой.

Принцип работы

Не менее важно знать, как работает промежуточное реле. Принцип действия следующий: при подаче напряжения на управляющую катушку, магнитный поток, появившийся в сердечнике, втягивает механизм контактов. Последние в свою очередь меняют положение, и переключаются, при этом размыкая или замыкая контакты.

Более подробно узнать о принципе работы вы можете, просмотрев данное видео:

Область применения

Промежуточные реле применяются в схемах управления для коммутации силовых цепей от источника с малым током. Также они нужны для сборки схемы удержания контактов, повторения сигнала и вывода на индикаторы, дублирование на выносные пульты управления, и т. д.

Очень часто данные аппараты используют в противоаварийных системах, промышленном оборудовании, устройстве релейной защиты и на электроэнергетических объектах.

Для примера возьмем схему управления асинхронным двигателем, с контролем наличия фазы. Данная схема собрана на промежуточных реле типа 1РН, 2РН, 3РН, 1РП, 2РП, а также с повторением на световые индикаторы о состоянии фаз. Кстати, сразу же обратите внимание на условное обозначение данного элемента на схеме.

Вот и все, что хотелось рассказать вам об устройстве, принципе действия и назначении промежуточного реле. Как вы видите, в схемах управления данный аппарат выполняет важную функцию, поэтому часто применяется на производстве.

Будет полезно прочитать:

Под термином "промежуточные реле" чаще всего подразумевают электромагнитные реле, которые используются в качестве так называемых вспомогательных реле, играющих не главную, но очень важную роль в схемах управления разнообразных технологических установок, станков, комплексов.

Сегодня под словом «реле» понимают не только электромагнитные реле, какими они были изначально, реле теперь может быть и электронным и электромагнитным. Так или иначе, реле — это ключ, предназначенный для размыкания или замыкания электрической цепи с той или иной целью, когда определенные параметры цепи принимают заданные значения, или когда часть технического устройства оказывается в заданном состоянии, например в результате внешних воздействий на него.

В настоящее время на рынке представлен достаточно широкий ассортимент промежуточных реле. Есть возможность подобрать промежуточное реле как по ценовой категории, так и по свойству решаемых задач. Самые распространённые производства фирм Finder, Phoenix, АВВ, Schneider electric. Из отечественных укажем реле типа РПЛ, РПУ-2М, РП, РЭП, к примеру.

В упрощенном виде промежуточное реле представляет собой электромагнитную катушку с сердечником, подключаемую либо на постоянный либо на переменный ток (это основные виды промежуточных реле), при появлении напряжения на которой, возникает электромагнитная сила притягивающая якорь, который, в свою очередь, замыкает подвижные контакты (обычно закреплённые на нём) с неподвижными, закреплёнными на корпусе. Тем самым замыкая или размыкая группы контактов. А уже эти контакты играют свою роль в цепях управления, то есть включают цепи сигнализации или защиты, размыкают (замыкают) цепь питания катушки магнитного пускателя электродвигателя (смотрите — схемы подключения магнитных пускателей). Вариантов может быть масса.

Читайте также:  Инструкция по эксплуатации электрокотла зота

Промежуточное реле РПУ-2М

Одно промежуточное реле может иметь несколько групп замыкающих контактов и несколько групп размыкающих контактов. Необходимость в определенных технических характеристиках данного реле возникает из задач, стоящих перед проектировщиком.

Основная функция промежуточных реле — размножение контактов в цепях управления. Например, в цепи управления электродвигателем водяного насоса это реле имеет следующие функции — после нажатия кнопки «Пуск», одна пара замыкающих контактов замкнёт цепь сигнализации, показывающей оператору работу насоса, другая пара замкнёт цепь питания катушки магнитного пускателя, контактор пускателя сработает и запустит двигатель насоса. При этом пара размыкающих контактов разомкнёт цепь реверсивной работы электродвигателя, что предостережёт силовую схему от замыкания.

Кроме этого, промежуточные реле могут применяться в электрических схемах для усиления управляющих сигналов. Так, например, в схеме электрической нагревательной установки вход промежуточного реле подается сигнал с прибора теплового контроля, а уже своими контактами реле коммутирует катушку магнитного пускателя, который управляет подачей напряжения на нагревательные элементы печи.

Слабый сигнал с прибора теплового контроля не смог бы включить катушку пускателя. Что бы схема работала сигнал усиливают через промежуточное реле, т.е. реле срабатывает от сравнительно слабого тока, но включает электрические цепи по которым проходит значительно больший ток.

По сути само реле представляет собой миниатюрный электромагнитный пускатель, но полноценно не может заменить его в виду небольших коммутируемых токов. Проще говоря длительно допустимый ток контактных групп обычно не превышает 10А. Чего с избытком хватает для цепей управления. Четкость срабатывания реле обеспечивает отключающая пружина.

Промежуточные реле в шкафу управления

Выбор промежуточного реле происходит на основании его технических характеристик. Таких как питающее напряжения (В), потребляемая мощность (Вт), коммутируемый ток (А), длительно допустимый ток контактов (А), число и вид контактов контактов и габаритные размеры.

Не стоит забывать и об условиях эксплуатации: диапазон рабочих температур, вибрация, концентрация пыли, взрывоопасность среды, влажность воздуха и т. . п. Под каждое условие эксплуатации можно и нужно подобрать необходимый тип реле.

Необходимо помнить, что каждый элемент цепей защиты вносит в эту цепь свою погрешность. Так промежуточное реле имеет определённое время срабатывания (то есть вносит в схему защиты замедление), которое нужно учитывать. Обычно время срабатывания реле доходит до 0,1 сек. Но существуют так же и быстродействующие, максимальное время срабатывания которых достигает 0,02 сек.

Пример использования промежуточных реле:

Схема электрическая принципиальная электродного водонагревателя (промежуточные реле — К V1 , KV2 и К V3 , электромагнитный пускатель — КМ).

Напишите в комментариях для чего нужны эти три промежуточные реле в схеме водонагревателя?

Большая часть электросхем разрабатывается и используется в слаботочных системах. Основное предназначение подобного рода схем – трансформация входящих сигналов по заложенному алгоритму действий.

Для гальванической развязки цепей низковольтного и более высокого номинала напряжения задействуют промежуточное реле. За счет небольших размеров и надежности эти приборы широко распространены в различных областях.

Назначение и функции устройства

Такой вид коммутатора является вспомогательным объектом в электроцепи. Многофункциональность образцов позволяет применять их в автоматизированных, защитных и регулировочных схемах.

Используется в случаях, когда есть надобность в синхронном замыкании или размыкании нескольких автономных электросхем, иными словами – размножение токоведущих каналов.

Контактор может быть использован и в качестве регулятора более мощного реле, благодаря которому осуществляется коммутация цепи с высоким напряжением.

Возьмем, к примеру, такую ситуацию: есть необходимость подачи тока на катушку индуктивности выключателя, где максимальное моментальное значение электроведущей силы при включении — 63 А. Однако выполнить такую задачу, используя один электромагнитный аппарат, не представляется возможным.

Поэтому изначально необходимо подать питание на катушку сердечника разделительного устройства, использующего собственные связи, включить контактор с большей мощностью, на который и будет возложена задача коммутации большей силы электроэнергии.

Также деталь можно использовать для создания искусственной задержки действия реле защиты или, как говорят, для формирования выдержки времени.

Конструктивное строение прибора

Электромагнитные устройства подключаются к электроцепи, осуществляющей контроль или регулировку изделий, которые подключены к силовому узлу, для преобразования. Запуск может осуществляться влиянием различного рода факторов: электропитание, световая энергия, гидростатическое или давление газа.

Согласно стандартам, простейшее контактное устройство координируется тремя основными участками: воспринимающий, промежуточный и исполнительный. Каждый из них представлен индивидуальным механизмом, отвечающим за определенные действия в коммутационной системе.

Первичный, так называемый чувствительный, элемент производит реакцию на входящий параметр и трансформирует его в физическую величину, требующуюся для функционирования контактора.

Такой воспринимающий механизм воплощен в электромагнитной катушке с сердечником — на схеме обозначен номером 4. В зависимости от сети, к нему может быть подключено или переменное, или постоянное напряжение.

Промежуточное звено начинает сравнительный анализ преобразованной величины с заложенным образцом. Как только достигается заданное значение, узел передает сигнал чувствительного механизма исполнительному. Этот участок состоит из пружин противодействия (1) и успокоителей.

В производственной части посредством коммутационных линий (6), расположенных на корпусе над колодкой, воспроизводится влияние на подчиненную линию и контакты замыкаются.

Читайте также:  Как очистить электрочайник от накипи лимонной кислотой

Принцип действия контактора

В алгоритме работы этого вида реле заложено применение электродинамических сил, создаваемых в ферромагнетике во время прохождения электричества по спирали витков изолированного провода катушки.

Первоначальное расположение Г-образной пластины (якоря) зафиксировано пружиной. Подавая на магнит ток, якорь, с находящимся на нем коммутирующим контактом преодолевает силы пружины и тянется к намагниченному полю.

При передвижении хвостовик, расположенный на плоскости контакта, цепляет нижнюю контактную схему, перемещая ее вниз. Если на катушке прекращается подача электричества, пружина оттягивает назад ярмо и устройство принимает свой первоначальный вид.

Рассмотрим на примере, как работает реле электромагнитного типа в автомобиле.

Если его подключить к трехфазному асинхронному мотору будут воспроизведены следующие действия:

  1. Старт – включение сигнализации.
  2. Срабатывание пускателя.
  3. Замыкание последней пары контактов в результате — пуск механизма двигателя.

Кроме этого, именно реле отвечает за выключение мотора при разрыве реверса. Таким образом устраняется проблема резкой остановки двигателя.

Также важно знать, что электромагнитное реле может оснащаться несколькими группами регулировочных контактов. Количество последних полностью зависит от предназначения конкретной модели прибора.

Разновидности промежуточных коммутаторов

Контакторы промежуточного типа разгружают основные исполнительные устройства. Иначе условия дугогашения станут более строгими, что обусловит нерентабельность производства, например, таких мощных источников, как ТЭС.

Используемые методы включения

Классификация электромагнитных коммутаторов осуществляется согласно основным признакам и характеристикам, а именно:

  • по способу включения;
  • особенности конструкции — численность и тип обмоток, а также количество, состояние и мощность контактных линий;
  • принципу действия;
  • по времени срабатывания и возврата в начальное положение.

Исходя из назначения, контакторы производятся с обмоткой напряжения или тока либо двумя разновидностями одновременно. Выделяют два унифицированных метода их подсоединения.

Первый тип подключения – сериесный. Прибор включен последовательно в секциях обмоток других устройств и функционирует от тока, протекающего по контуру этой цепи.

Следующий – шунтовый. Включается на номинальные показатели напряжения источника оперативного тока.

Особенности конструкции прибора

Особенности устройства предполагают образцы с одним витком обмотки напряжения или тока (РП-23, РП-252), двумя (РП-11) и нечасто с тремя.

Реле постоянного тока (РП-23) производятся на такие номинальные значения напряжения: 12, 24, 48, 110 и 220 В, переменного (РП-24) – 127, 220 и 380 В.

Коммутаторы типов РП-23 и РП-24 предназначены для функционирования на гальваническом токе и имеют по 5 контактных линий, которые могут быть применены в разных сочетаниях. Различия между ними в их устройстве.

Второй вид устройств оснащен встроенным механическим указателем расцепления. Их расходуемая мощность при базисном напряжении составляет 6 Вт. Серии РП-25 и РП-26 работают исключительно на переменном токе и устроены аналогичным образом, как и предыдущие приборы.

Дополнительный элемент – короткозамкнутый виток на сердечнике с катушкой, предназначенный для устранения вибраций движущейся части механизма. Их потребляемая энергия одинаковая – 10 Вт.

В последнее время ЗАО ЧЭАЗ (завод по производству электроаппаратов в Чебоксарах) вместо указанных выше модификаций производят переориентировку на модернизированные модели. Это коммутаторы РП16-1 (гальванический ток) и РП16-7 (переменный ток), оснащенные двумя размыкающими и четырьмя замыкающими контактными группами.

Двух- и трехобмоточные периферийные устройства обычно используют в нескольких случаях.

Рассмотрим, какие задачи они решают и какой тип прибора для этого потребуется:

  1. При потребности активирования режима работы от тока и удержания от напряжения, например, серия РП-232 с одновитковой рабочей обмоткой.
  2. Если необходимо действие устройства от напряжения и воздержание от электричества — РП-233 на два удерживающих токовых витка.

Таким же образом, взамен вышеописанных контакторов ЧЭАЗ внедряет новые образцы РП-16-2 – РП16-4 и РП17-1 – РП17-5.

Принцип действия коммутаторов

Контактные устройства применяются в сегменте связи и автоматики. Исходя из принципа работы, их разделяют на нейтральный и поляризованные (импульсные) виды.

Основное различие между ними – в первых смещение якоря не подчинено полярности управляющего сигнала, у вторых — наоборот, имеют прямую зависимость от направления движения заряженных частиц в обмотке.

Нейтральные выключатели имеют самое простое устройство, состоящее из двух систем: контактного и магнитного вида. В контактной группе есть два неподвижных и один обобщенный подвижный контакт. Магнитный узел состоит из якоря, электромагнита и ярма.

Дополнительно электромагнитные реле разделены по характеру движения якоря: угловой (поплавковый) и втяжной. Для снижения резисторных сил магнитного воздушного канала между подвижной пластиной и сердечником. Последний оснащается полюсным наконечником.

Такие релейные электросхемы применяются в системах управления производственных станков и машин. РЭС-6 является одним из представителей слаботочных контакторов нейтрального класса. Устройство может иметь вид двухпозиционного или одностабильного. Его номинальное напряжение работы 80-300 В, коммутационный ток – 0,1-3 А-В.

Импульсная категория составлена из таких же систем. Однако магнитный участок импульсных реле дополнительно оснащен двумя стержнями с обмоткой, а также контактной тягой и постоянным магнитом, создающим поляризующий поток.

Благодаря такому типу подачи устремление электромагнитной силы, воздействующей на якорь, меняется исходя из направленности силового потока в катушке.

Читайте также:  Как почистить пригоревшую эмалированную кастрюлю от варенья

Контакторы ИМШ1-0,3 широко распространены в качестве путевого релейного механизма в импульсных защитных (РЗ) схемах гальванического тока. ИМВШ-110 задействуют в цепях переменного тока. Технически оно состоит из диодного моста, преобразующего переменные силы в постоянную величину.

Время срабатывания и возврата

Время срабатывания промежуточного механизма (t притяжения) – период с момента поступления команды на сработку до начала увеличения выходных параметров. Это значение полностью подчинено конструкционным особенностям реле, схеме его подключения и входного сигнала.

Время отключения (t отпускания) – интервал от подачи сигнала на выключение до достижения выходным параметром наименьшего значения.

К рассматриваемому типу реле предъявляются повышенные требования по быстродействию.

В зависимости от временного интервала срабатывания, устройства классифицируют следующим образом:

  • быстродействующие – время замедления на притяжение и отключение до 0,03 с (например, РЭП37-13, РП 17-4М);
  • нормальные – 0,15–0,20 с (серия RE);
  • медленные – 1,0-1,5 с (НММ4–250, НММ4–500);
  • временные – более 1,5 с (РП18-2-РП18-5).

На рынке такие модификации представлены различными производителями. Поэтому в зависимости от марки, конструкция реле может несущественно отличаться. Однако с помощью маркировки, нанесенной на устройство, можно точно определить параметры изделия.

О чем расскажет маркировка?

В маркировке контакторов указан полный набор данных о назначении и особенностях конструкции, в том числе информация о климатическом исполнении.

Рассмотрим подробно структуру условного обозначения на примере ПЭ41(Н) (*)(*)(*)(*)(*)/(*)(*)(*)(*)5:

  1. РЭП — реле электромагнитное промежуточное.
  2. 37 (Н) – номер разработки.
  3. (*) — обозначение рода тока в цепи включающей обмотки: 1 — постоянного тока; 2 — переменного тока.
  4. (*) — вид замедления: 1 — замедленные при включении; 2 — замедленные при отключении.
  5. (*) — значение исходя из численности обмоток;
  6. (*)(*) — числовое значение замыкающих и размыкающих контактов;
  7. (*)(*) — напряжение или ток силовой намотки: постоянный (D) и переменный (А);
  8. (*)(*) — обозначение электросилы удерживающих обмоток;
  9. (*) — вид и технология подсоединения тыловых проводниковых линий: 1 – с ламелями под пайку; 2 – монтаж с винтовой фиксацией; 3 — крепление клеммами к разъемной колодке.
  10. (*)5 — климатическое оформление и категория размещения по ГОСТ: УХ — умеренно-холодный; В — всеклиматический.

При выборе необходимой модели коммутирующего устройства берутся во внимание не только его электротехнические параметры, но и среда, в которой оно будет работать.

Несмотря на предусмотренное высокое качество коммутатора, основной недостаток заключен в системе контактов. Предполагается, что чистая связная группа может находиться только в герметичных условиях вакуума. Если же воздействует основной отрицательный фактор – контакт с воздухом – на них начинает образовываться оксидная пленка.

Нюансы подключения и регулировки

После установки промежуточного механизма его необходимо подключить к электросхеме. Для этого будут задействованы контакты катушки, а также дополнительные связующие элементы. Обычно, в устройстве насчитывается несколько контактных пар: NO – нормально-открытые и нормально-закрытые (NC).

В первой позиции предполагается полное лишение подачи сигнала на катушку. Поскольку в ней нет полярности, внутреннее соединение контактной группы может выполняться в хаотичном порядке.

Для подключения обзорного механизма рассмотрим схематические указания. Предполагаемое напряжение в катушке может составлять: 12, 24 или 220 В.

Регулирование электронного пускателя разберем на примере самой распространенной модели РП-23.

Процесс состоит из следующих этапов:

  1. Проверяя напряжение пуска и возврата с подачей источника гальванического тока на катушку, осуществляем нерезкое регулирование.
  2. На момент притягивания якоря у подвижного узла системы должен быть совместный ход 0,1-1,5 мм. Методом подгиба хвостовика на Г-образную пластину осуществляем корректировочную процедуру.
  3. Между активным и неактивным контактом уровень зазора устанавливается в пределах значений 1,5-2,5 мм. Настройка прогиба выполняется поджиманием угольника неподвижных контактов и верхнего упора подвижной системы.
  4. При конечном расположении якоря (замыкание) провал неактивных контактов будет 0,3-0,4 мм.
  5. В середине плоскости подвижные и неподвижные контакты должны совпадать. Корректировка производится путем перемещения пластины и направляющей скобы.

Таким же методом воспроизводится и настройка параметров реле РП-25, однако исключается зазор между катушкой с сердечником и якорем в притянутом состоянии.

Выводы и полезное видео по теме

Принцип работы электромагнитного реле, где применяются, также рассмотрены основные показатели надежности приборов. Подробнее в видеоматериале:

Выбрав необходимую модель устройства, переходим к ее подключению и настройке. Основные нюансы описаны в представленном сюжете:

Технологические разработки конструкций промежуточных реле всегда были направлены на уменьшение массы и габаритов, а также увеличения степени надежности и удобства монтажа приборов. В итоге небольшие контакторы стали размещать в герметичном кожухе, заполненным сжатым кислородом или с добавлением гелия.

За счет этого, внутренние элементы имеют больший эксплуатационный срок, бесперебойно выполняя все заложенные команды.

Расскажите о том, как выбирали промежуточное отключающее устройство для домашней электросети. Поделитесь собственными критериями выбора. Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, размещайте фото по теме статьи, задавайте вопросы.

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*