Как работает реле поворотов

Что такое реле?

Реле — это устройство, которое размыкает и замыкает электрическую цепь. Благодаря этому вы можете влиять на работу других устройств в системе управления. Проще говоря — он может выполнять функцию включения-выключения.

Вы найдете реле повсюду. Поверьте, без реле действительно сложно найти машину или систему управления. Эти устройства в основном используются в промышленности, но вы также найдете их в строительстве.

Здесь вы узнаете все о работе реле https://tuningbox.su/2021/12/04/kak-rabotaet-rele-povorota/

Устройство и работа реле

А пока остановимся на самом популярном промышленном реле — электромагнитном популярном реле . В целом такое реле состоит из двух основных частей: катушки и контактов .

Для того, чтобы контакты такого реле замкнулись или разомкнулись, сначала нужно привести в действие катушку электромагнита … Значит, нужно подать на нее напряжение . Ток, протекающий в витках катушки, вызывает магнитное поле , благодаря которому притягивается стальной якорь, который замыкает или размыкает соответствующий контакт или набор контактов.

Если входное напряжение катушки пропадает, возвратная пружина раздвигает контакты, вызывая размыкание контактов , тем самым разрывая цепь .

Типы контактов

Согласно стандарту PN-EN 61810-1 различают следующие типы контактов:

НО контакты , обозначенные буквой Z,
разорвать контакты, обозначенные буквой R,
переключающие контакты, обозначенные буквой P.

Переключающий контакт

Важно помнить, что нормально разомкнутый контакт не проводит ток до подачи напряжения на катушку и замыкается после срабатывания катушки. Нормально замкнутый контакт проводит ток по умолчанию. Для разрыва цепи на катушку необходимо подать питание.

На практике, однако, чаще всего встречается переключающий контакт . Это контакт, который выполняет функции как нормально замкнутого, так и нормально разомкнутого контакта. После срабатывания катушки этот контакт переключается между двумя состояниями.

Диапазон рабочего напряжения катушки

Важнейшим параметром катушки реле является ее напряжение питания , значение которого обычно указывается производителем на корпусе устройства. Всегда ищите его по символу катушки. Это могут быть действительно разные значения, от 12 В постоянного тока до наиболее популярных 24 В постоянного тока или 230 В переменного тока (вы также часто найдете 250 В переменного тока). Есть и менее типичные катушки, например, на 110 В постоянного тока.

Основные функции реле в системе управления

Первый — гальваническая развязка . Это основная и самая важная функция реле в системе управления, которую вам необходимо хорошо знать. Он заключается в том, что целью реле является создание гальванической развязки между схемой управления малой мощности и схемой включения высокой мощности, таким образом защищая входы / выходы контроллера от случайных коротких замыканий, ошибок подключения и перенапряжений, которые может возникнуть на стороне схемы. Эти перенапряжения могут возникнуть, например, в сети, питающей цепь нагрузки. Другой причиной могут быть скачки высокого напряжения из-за отключения высокоиндуктивных цепей.

Второй — переключение нагрузок большой мощности с помощью малой мощности . Управление катушкой от источника питания 24 В постоянного тока с номинальной мощностью 0,4 Вт и потреблением тока 16,6 мА достаточно для запуска цепи с напряжением 230 В переменного тока, для чего требуется ток в несколько или даже несколько ампер. ! Следует различать цепь катушки и цепь контакта, поскольку это две отдельные, разделенные цепи, и напряжения, которые могут быть приложены к ним, могут быть разными.

В-третьих, возможность введения в систему нагрузок с питанием от источников с разным напряжением, даже если в этой системе всего один уровень напряжения . Благодаря этому, имея в своем распоряжении только выходы 24 В постоянного тока, мы можем легко управлять устройствами, которым требуется более высокое — 230 В переменного тока или более низкие уровни напряжения — например, 12 В постоянного тока.

Многоконтактные реле — одно / двух / четырехконтактные

Электромагнитные реле можно разделить на множество категорий, но давайте теперь посмотрим на разбивку количества контактов. Есть реле:

1. Одноконтактный , с одним переключающим контактом,

2. Двухконтактный, с двумя переключающими контактами,

3. Четырехконтактный — с четырьмя независимыми токоведущими путями.

В реле этого типа активация катушки вызовет переключение всех контактов одновременно . Конечно, следует помнить, что каждый из этих контактов независим ! У нас есть возможность подключить разные уровни напряжения , например, в одном поле мы включим нагреватель на 230 В переменного тока, а в другом поле мы включим светодиодную подсветку 24 В постоянного тока, которая предупредит нас о том, что нагреватель может быть горячий.

Маркировка контактных выводов и выводов катушек
Чтобы правильно подключить реле, необходимо понимать маркировку контактов, к которым вы будете прикреплять провода. Клеммы контактов и катушки описаны в соответствии с правилами, строго определенными в стандарте PN-EN 50005.

Обозначения контактных клемм
Одним из основных правил маркировки является то, что контактные клеммы всегда описываются двузначными числами , где цифра единиц — это номер функции, а цифра десятков — это порядковый номер .

Здесь вы можете видеть, что терминал 11 всегда будет точкой пересечения для первого пути. Клемма № 12 всегда будет нормально замкнутым контактом, а № 14 будет нормально разомкнутой клеммой. Изменив разряд десятков на 2, вы легко получите разметку для второй дорожки. Тогда общая клемма будет иметь номер 21, а номер 22 будет соответствовать клемме нормально замкнутого контакта. Число 24 перейдет в нормально открытый терминал.

Однако может случиться так, что вы встретите другую маркировку, поэтому перед подключением реле стоит свериться с описанием его клемм на корпусе! Тогда вы точно избежите ошибки.

Маркировка клемм катушки

В этом случае важно помнить, что клеммы катушки имеют буквенно-цифровую маркировку .

Для катушек постоянного напряжения используются обозначения A1 и A2 . Как правило, полярность здесь произвольная, что на практике означает, что напряжение можно задавать как угодно — 24 В постоянного тока на A1 и 0 В постоянного тока на A2 или наоборот. Оба метода подключения приведут к правильной работе реле.

Однако бывают исключения! Если в гнездо реле установлены дополнительные модули защиты от перенапряжения и сигнализации, или если внутри реле есть диоды защиты от перенапряжения, то важна полярность! Тогда вам нужно обратить внимание на маркировку на модулях или поискать информацию по этому поводу в техпаспорте.

В случае катушки 230 В переменного тока ситуация очень проста — вам просто нужно подать 230 В переменного тока между клеммами A1 и A2, потому что, как вы, вероятно, хорошо знаете, эта последовательность не имеет значения в случае переменного напряжения.

Как видите, это довольно просто. Полное описание клемм 4-контактного реле будет выглядеть как на картинке выше.

Схемы защиты

При отключении питания катушки на ней происходит резкое повышение напряжения . Это вызвано тем, что катушка в отключенном состоянии имеет большую индуктивность . Такое перенапряжение от катушки реле может повредить электронные компоненты системы, например, транзистор, или отрицательно повлиять на работу других электронных систем, находящихся поблизости.

Для предотвращения повреждений, вызванных перенапряжениями, используются схемы защиты для уменьшения перенапряжений, генерируемых катушкой .

Самый популярный элемент безопасности, который можно встретить, — это, например, выпрямительный диод, подключенный параллельно катушке в обратном направлении. Это решение используется в случае катушки с питанием от постоянного тока . Для катушек, питаемых переменным током, используется другая защита. Обычно это два типа защиты — варистор, который выполняет функцию защиты от перенапряжения, или двухконтактный RC- кабель , который выполняет функцию защиты от помех.

Использование элементов защиты от перенапряжения дает пользователю уверенность в том, что цепь управления катушкой, а также другие электронные или электрические цепи будут защищены от перенапряжения .

Полупроводниковые реле

Вторая по распространенности группа реле — твердотельные реле , также известные как SSR — от Solid State Relay. SSR в отличие от электромагнитных реле, являются полностью электронными устройствами и не имеют движущихся частей в их конструкции , их переключающими элементами являются тиристоры , симисторы или транзисторы .

Как такое реле работает? Входной ток протекает через оптоэлектронную систему, которая дополнительно обеспечивает разделение цепи ввода / вывода и управляет цепью питания. Конечный эффект такой же, как и в случае с электромагнитным реле — после подачи напряжения на вход контакты переключаются. Единственное отличие состоит в том, что в случае SSR нагрузка переключается электронным компонентом .

В реле этого типа используется оптопара для отделения входной цепи от выходной цепи , которая преобразует электрические сигналы в оптические. Затем он передает полученный оптический сигнал через расстояние, составляющее гальваническую развязку между входной и выходной секциями .

Характеристики полупроводниковых и электромагнитных реле
Если у вас уже есть небольшая путаница в голове и вы задаетесь вопросом, какое реле выбрать для вашего приложения: электромагнитное или полупроводниковое, вам потребуются некоторые знания об их характеристиках. Итак, давайте проведем сравнение.

Наличие движущихся частей

Благодаря тому, что реле SSR не имеют движущихся частей в своей конструкции, они работают бесшумно , поэтому идеально подходят для офисов и жилых помещений. Кроме того, они очень устойчивы даже к сильным вибрациям и не боятся пыли , которая часто вызывает слипание контактов электромагнитных реле . Более того, твердотельные реле более долговечны и надежны, чем их электромагнитные аналоги. Долговечность электромагнитных реле зависит от их конструкции (механическая прочность очень хорошая), а также отнагрузка (немного хуже электрическая выносливость). Более того, в случае полупроводниковых реле отсутствует явление контактной вибрации, которое можно найти в электромагнитных реле.

Возникновение электрической дуги на контактах
Большим преимуществом твердотельных реле является отсутствие электрической дуги на контактах . В результате значительно снижается излучение радиочастотных помех , что может быть важно в некоторых приложениях. Если мы уже имеем дело с помехами, как вы, наверное, уже помните, использование электромагнитного реле связано с образованием электродвижущей силы в катушке. Эта сила может мешать работе датчиков / преобразователей, таких как, например, термопара или микрофон. Эта проблема не возникнет, если мы будем использовать твердотельное реле. Отсутствие электрической дуги на контактах также является преимуществом в средах, где используются летучие легковоспламеняющиеся вещества.

Энергопотребление

Можно грубо сказать, что реле SSR имеют примерно в 10 меньшее энергопотребление на входинекекекекекем эем. Это значения порядка 0,5 мВт — то есть столько, сколько светодиодный диод, выполняет задание в полупроводниковом реле, за которое отвечает катушка в электромагнитном реле. Твердотельный недостаток Существенная однако По Реле является высокое Сопротивление включения-выключение , что означает, вынуждены использовать мы что радиаторы или вентиляторы , что часто увеличивает стоимость всего приложение.

Гальваническая развязка на стороне нагрузки

Вернемся еще раз к теме гальванической развязки . Не знаю, знаете ли вы, но есть существенная разница между гальванической развязкой между секцией нагрузки и управления и на гальванической развязкой нагрузки. В некоторых приложениях указано обеспечение разрыва контактами при размыкании цепи , то есть разделение на стороне нагрузки. .

Коммутационная способность

Если вас заботит очень высокая коммутационная способность, порядка 100 пс (одна пикосекунда — одна триллионная секунды), то такую ​​головокружительную скорость работы обеспечат полупроводниковые реле. Электромагнитные реле работают примерно в 100 раз медленнее, а их коммутационная способность составляет 5-15 миллисекунд, чего все еще достаточно для большинства приложений.

Коммутационная способность реле

Одним из важнейших параметров реле является его коммутационная способность . Но что это? Другими словами, это максимальное значение тока и напряжения для данной категории нагрузки, которое вы можете ввести на контакты реле . Максимальное значение тока и напряжения, которое вы найдете на корпусе реле, обычно соответствует коммутационной способности для резистивных нагрузок, поэтому всегда стоит обращать внимание на то, указал ли производитель дополнительно коммутационную способность для других типов нагрузок, например индуктивный или емкостной. Ищите такую ​​информацию в карточках каталога.

Вы всегда найдете максимальное значение тока и напряжения на корпусе рядом с символом контакта.

Необходимо помнить, что твердотельное реле нужно выбирать в зависимости от характера нагрузки (категории нагрузки ) и типа напряжения (постоянного или переменного), в то время как электромагнитное реле может переключать разные нагрузки с помощью контактов (для разных категорий). и вам нужно только знать, какое максимальное значение тока и напряжения может переключать в данной категории.

Контактор или реле?

Думаю, вы не раз встречали контактора . Можно сказать, что контактор — такой старший брат реле . Верно, что оба этих устройства действуют как переключатель, который может включать или выключать электрическую цепь , но разница в том, что контактор предназначен для переключения основных, сильноточных цепей , а реле для включения вспомогательных цепей. .

Контакторы используются для переключения таких устройств, как двигатели , нагреватели и трансформаторы . Реле, с другой стороны, передает слаботочные сигналы устройствам, которые контролируют работу сильноточных систем.

Вы также можете встретить другие типы реле, например реле времени или реле контроля. Однако это электронные устройства, в которых исполнительным элементом является электромеханическое реле. Об этом мы обязательно поговорим более подробно в другом материале, но в целом реле времени выполняют различные функции времени, а реле контроля управляют такими параметрами, как изменение напряжения, тока или температуры.

На практике, однако, нет ничего столь же черно-белого, и вы также можете найти «релейные контакторы», которые используются для переключения сигналов. На рынке также есть «контактные реле», которые позволяют коммутировать токи с высокими значениями. 😉

Резюме

Перед тем, как приступить к подключению реле, забудьте прежде всего не Проверить Напряжение питания катушки на ЕГО корпус и величина нагрузки, которую вы можете приложить к его контактам. З Думаю, что после таких доз знаний вы прекрасно будете знать, как пользоваться реле.

Все представленные устройства и материалы получили от компании Relpol , за что очень благодарны. Если вы хотите узнать больше о реле Relpol , я сердечно приглашаю вас на сайт производителя .