Реле: назначение, виды, устройство и принцип работы

Краткая памятка по назначению реле

1. Реле — это устройство для коммутации электрических цепей при изменении входного сигнала.
2. Основное назначение — гальваническая развязка цепей управления и силовых цепей.
3. Реле защиты отключает оборудование при аварийных режимах (КЗ, перегрузка).
4. Реле управления используется для нормальной коммутации в автоматике.
5. Промежуточные реле усиливают и размножают сигналы управления.
6. Реле времени создает задержки включения/отключения нагрузки.
7. Тепловые реле защищают от длительных токовых перегрузок.
8. Реле напряжения контролирует уровень напряжения в сети.
9. Твердотельные реле обеспечивают бесконтактную коммутацию с высоким быстродействием.
10. Реле давления и уровня контролируют физические параметры сред.
11. Герконовые реле применяются для быстрой коммутации слаботочных цепей.
12. На схемах реле обозначается стандартными буквенно-цифровыми кодами.

Что такое реле

Реле — это электромеханическое устройство, которое используется для управления электрическими сигналами и силовыми цепями.

• Управление высоковольтными и высокотоковыми цепями, такими как управление электрическими двигателями, освещением и обогревом.
• Контроль и защита электрических цепей, таких как автоматический выключатель, предохранитель или дифференциальный автомат.
• Регулирование уровня жидкостей, например в баках для воды или топлива.
• Управление системами безопасности, например сигнализацией и контролем доступа.

Кроме того, реле используется в автоматических системах управления, например в автоматизированных производственных линиях, системах управления зданием и системах управления транспортом.

Общее описание конструкции

Понятие «реле» объединяет целое семейство устройств разной конструкции. Но в общем случае реле состоит из трех основных функциональных элементов:

• Воспринимающий. Это первичный элемент, который воспринимает контролируемую величину и преобразует ее в другую физическую величину.
• Промежуточный. Сравнивает полученное значение с заданным параметром. Если это значение выше или ниже заданного параметра, то на исполнительный элемент передается первичное воздействие.
• Исполнительный. Этот элемент передает воздействие в цепи, управляемые реле. В результате такого воздействия может произойти: размыкание или соединение управляемой цепи, переключение параметров тока.

Исполнение и принцип действия первичного элемента зависят от того, какое назначение имеет реле и на какую физическую величину (сила тока, напряжение, свет, тепло и т.п.) оно настроено.

Основные характеристики реле

Независимо от вида и принципа действия реле, выделяют несколько параметров, на которые обращают внимание при выборе этого прибора:

• Время срабатывания – промежуток времени между поступлением управляющего сигнала и воздействием на управляемые цепи.
• Коммутируемая мощность – допустимая мощность электроцепи или электроустановки, которой будет управлять реле.
• Уставка – обычно это регулируемый параметр, который определяет величину поступающего параметра (тока, напряжения, частоты, давления, температуры), при которой происходит срабатывание реле.

Как работает реле

Реле — это устройство, которое используется для управления электрическими цепями. Оно работает на основе электромагнитного принципа и состоит из нескольких ключевых компонентов, включая катушку, контакты и пружины.

Катушка — это обмотка провода, которая создает магнитное поле при прохождении через нее электрического тока. Когда ток проходит через катушку, создается магнитное поле, которое приводит к перемещению контактов.

Контакты — это две металлические пластины, которые могут соединяться и разъединяться под действием пружин. Когда магнитное поле, созданное катушкой, достигает определенной силы, оно приводит к перемещению контактов. Это позволяет открыть или закрыть электрическую цепь.

Пружины — это элементы, которые возвращают контакты в исходное положение, когда магнитное поле исчезает и ток прекращается.

Реле может использоваться для управления большим количеством различных устройств, включая свет, моторы, клапаны и другие электрические устройства. Когда устройство требуется включить или выключить, управляющий ток посылается на катушку реле, что приводит к перемещению контактов и изменению состояния электрической цепи.

Простые электромагнитные реле

Это устройства, которые используются для управления электрическими контактами с помощью электромагнита. Эти реле могут быть использованы в различных ситуациях для управления электрическими цепями, особенно когда необходимо управлять высокой мощностью или когда требуется изоляция между управляющей и управляемой цепями.

Применение простых реле:

• Управление освещением: реле могут использоваться для управления освещением, особенно в больших зданиях, где требуется управление группами ламп.
• Управление моторами: реле могут использоваться для управления моторами, такими как электрические насосы, конвейеры и вентиляторы.
• Контроль температуры: реле могут использоваться для контроля температуры в системах отопления и охлаждения, например, для управления обогревателями и кондиционерами.
• Управление электромагнитными клапанами: реле могут использоваться для управления электромагнитными клапанами, которые используются для управления потоком жидкостей и газов.
• Автоматизация производственных процессов: реле могут использоваться для автоматизации производственных процессов, например, для управления роботами, конвейерными линиями и другими устройствами.

Простые электромагнитные реле являются одним из наиболее распространенных и удобных устройств управления электрическими контактами, их можно найти во многих областях промышленности, транспорта и домашнего использования.

Электромагнитные полярные реле

Реле, которые используются для управления электрическими цепями, особенно когда необходимо обеспечить правильную полярность в цепи. Они обычно имеют две обмотки, которые размещены в противофазе друг к друга, чтобы обеспечить правильную полярность при срабатывании.

Применение электромагнитных полярных реле:

• Защита электрооборудования: полярные реле могут использоваться для защиты электрооборудования от перегрузок и коротких замыканий. Они могут отключить электрический ток, если он превышает определенный уровень.
• Управление двигателями: полярные реле могут использоваться для управления двигателями, такими как электрические насосы, конвейеры и вентиляторы. Они могут управлять направлением вращения двигателя и обеспечивать правильную полярность в цепи.
• Контроль температуры: полярные реле могут использоваться для контроля температуры в системах отопления и охлаждения, например, для управления обогревателями и кондиционерами.
• Автоматизация производственных процессов: полярные реле могут использоваться для автоматизации производственных процессов, например, для управления роботами, конвейерными линиями и другими устройствами.
• Системы автоматического управления: полярные реле могут использоваться в системах автоматического управления, например, для управления системами освещения, кондиционирования воздуха и других систем.

Электромагнитные полярные реле обычно используются в ситуациях, когда требуется точный контроль полярности в электрической цепи.

Электромагнитные неполярные реле

Не имеют двух обмоток, как у полярных реле, и не требуют правильной полярности в цепи для своей работы. Они используются во многих различных ситуациях, включая:

• Управление электрическими цепями: электромагнитные неполярные реле используются для управления электрическими цепями, например, для переключения между двумя источниками питания.
• Защита электрооборудования: реле могут использоваться для защиты электрооборудования от перегрузок и коротких замыканий, таких как в системах автоматического выключения электрооборудования.
• Контроль освещения: реле могут использоваться для автоматического управления освещением, например, для управления освещением в коридорах и других общественных местах.
• Управление отоплением и кондиционированием воздуха: реле могут использоваться для управления системами отопления и кондиционирования воздуха, например, для переключения между режимами нагрева и охлаждения.
• Автоматизация производственных процессов: реле могут использоваться для автоматизации производственных процессов, например, для управления роботами и другими устройствами.

Основные виды реле

Современные реле представлены широким разнообразием конструкций и принципов действия, каждый из которых оптимально подходит для конкретных условий эксплуатации.

Электромагнитные реле

Электромагнитные реле представляют собой классическую конструкцию, где коммутация контактов осуществляется за счет электромагнитного поля. Когда на катушку подается управляющее напряжение, создаваемое магнитное поле приводит в движение якорь, который механически воздействует на контактную группу.

Основным достоинством таких реле является их исключительная надежность и способность коммутировать значительные токи при относительно простой конструкции. Однако наличие механических подвижных частей ограничивает их быстродействие и ресурс работы. Кроме того, при коммутации индуктивных нагрузок возможно возникновение дугового разряда между контактами.

Основные компоненты электромагнитного реле

Конструкция электромагнитного реле представляет собой тщательно продуманную механическую систему. Сердцем устройства является катушка, намотанная из медного провода на каркасе. При подаче управляющего напряжения создаваемое электромагнитное поле притягивает подвижный якорь, который через толкатель воздействует на контактную группу.

Контактная система обычно включает неподвижные и подвижные контакты, выполненные из специальных сплавов с высокой электропроводностью и стойкостью к эрозии. Возвратная пружина обеспечивает четкое возвращение якоря в исходное положение при снятии управляющего напряжения. Весь механизм помещен в защитный корпус, который предохраняет внутренние элементы от пыли, влаги и механических повреждений.

Твердотельные реле

Используют полупроводниковые элементы вместо механических контактов, как в электромагнитных реле.

Однофазные твердотельные реле используются для управления электрооборудованием, таким как освещение, нагревательные элементы и моторы. Они обычно имеют входы для управляющего сигнала, например от микроконтроллера или сенсора, и выходы для управления нагрузкой. Однофазные твердотельные реле отличаются от электромагнитных реле тем, что они не имеют подвижных частей и не производят шума, вибрации или искры при переключении.

Трехфазные твердотельные реле используются для управления трехфазными нагрузками, такими как трехфазные моторы и нагревательные элементы. Они имеют три входа для управляющего сигнала и три выхода для управления каждой фазой нагрузки. Трехфазные твердотельные реле могут быть однофазными или многоканальными, что позволяет им управлять несколькими нагрузками одновременно.

Основными преимуществами твердотельных реле являются высокая надежность, долговечность, отсутствие шума и искр, а также маленький размер и низкий вес. Однако они также имеют некоторые особенности, которые нужно учитывать при их применении, например, возможность перегрева при высокой мощности, требование к правильной установке и охлаждению, а также более высокую цену по сравнению с электромагнитными реле.

Особенности твердотельных реле

Силовая часть выполнена на основе мощных полупроводниковых приборов – симисторов для переменного тока или MOSFET-транзисторов для постоянного. Между входной и выходной цепями обеспечивается надежная гальваническая развязка, что исключает взаимовлияние цепей управления и нагрузки.

Герконовые реле

Герконовые реле отличаются уникальной конструкцией, где контакты размещены в герметичной стеклянной колбе, заполненной инертным газом. Это обеспечивает исключительную надежность и долговечность контактной группы.

Принцип действия основан на замыкании контактов под действием внешнего магнитного поля, которое может создаваться либо постоянным магнитом, либо электромагнитной катушкой. Благодаря герметичности контакты надежно защищены от окисления и загрязнения, что делает эти реле идеальными для работы в агрессивных средах.

Реле времени

Позволяет управлять электрическими цепями в заданный момент времени или в течение определенного временного интервала. Реле времени обычно используется для следующих целей:

• Управление освещением: реле времени может использоваться для автоматического включения и выключения освещения в зданиях и других помещениях, например, в офисах, школах, больницах и т.д.
• Управление системами отопления и кондиционирования воздуха: реле времени может использоваться для автоматического управления системами отопления и кондиционирования воздуха, чтобы поддерживать определенную температуру в помещении в заданный момент времени.
• Управление насосами и вентиляторами: реле времени может использоваться для автоматического включения и выключения насосов и вентиляторов в системах водоснабжения и вентиляции.
• Управление производственными процессами: реле времени может использоваться для управления производственными процессами, например, для включения и выключения оборудования в заданные моменты времени.
• Управление системами безопасности: реле времени может использоваться для управления системами безопасности, например, для включения и выключения систем видеонаблюдения, автоматических дверей и т.д.
• Управление системами датчиков движения: реле времени может использоваться для управления системами датчиков движения, чтобы активировать их в определенное время и выключить их в другое время.
• Управление системами автоматических систем полива: реле времени может использоваться для автоматического включения и выключения систем полива в садах, парках и т.д.

Виды реле: контактные и бесконтактные

По устройству исполнительного компонента реле делят на контактные и бесконтактные.

Контактные

Воздействуют на управляемую цепь с помощью электрических контактов. Их размыкание или замыкание полностью разъединяет или замыкает электроцепь. Для изготовления контактов используются: медь, серебро, вольфрам. Количество контактов – до 10 штук. Четырех- и пятиконтактные реле используются в электрических схемах автомобилей для включения и переключения цепей.

Бесконтактные

Такие реле воздействуют на управляемую цепь способом изменения электрических параметров выходных электроцепей – емкости, сопротивления, индуктивности, величины тока или напряжения.

Первичные

Эти устройства включаются непосредственно в цепь элемента, для защиты которого они предназначены. Их преимущества – не требуются измерительные трансформаторы, источники оперативного тока, контрольные кабели.

Вторичные

Подключаются в цепь с использованием вторичных трансформаторов. Это наиболее распространенный вид реле. Их преимущества – изоляция от высокого напряжения, возможность расположить устройство в месте, удобном для обслуживания. Вторичные реле выпускаются стандартными. Они рассчитаны на ток 5 (1) А и напряжение 100 В и могут устанавливаться в любые электроцепи, независимо от их тока и напряжения.

Виды реле по назначению

По назначению эти устройства бывают трех типов – управления, защиты, сигнализации.

Реле управления

Эти реле являются первичными. Монтируются непосредственно в электроцепь. Их роль – включение и выключение отдельных элементов схемы. Могут использоваться самостоятельно или в качестве комплектующих низковольтных комплектных устройств – ящиков, панелей, шкафов.

Реле защиты

Выполняют функции включения, отключения и защиты устройств, имеющих термические контакты – электродвигателей, вентиляторов. При превышении температуры термические контакты размыкаются. Оборудование может восстановить работу только после остывания термоконтактов до установленной температуры.

Сигнализации

Такие реле устанавливают в охранных системах автотранспорта, предприятий, придомовых территорий. Служат для формирования сигнала при достижении установленной величины параметра, который находится под контролем (ток, напряжение, частота, давление, температура, акустические параметры и другие).

Разновидности электромеханических реле

Наиболее распространенный вид электрических реле – электромеханические. К ним относятся: электромагнитные, индукционные, электротепловые устройства.

Электромагнитные

Один из видов электрических реле электромагнитное. В конструкции этого устройства имеются: обмотка со стальным сердечником, группа подвижных контактов, замыкающих и размыкающих управляемую электроцепь. Рассмотрим принцип их действия:

• На катушку сердечника подается управляющий ток.
• В сердечнике под воздействием электрического тока создается магнитное поле, притягивающее контактную группу.
• В зависимости от типа реле, контакты замыкают или размыкают электрическую цепь.

Разновидность электромагнитных реле – поляризованные, которые отличаются от нейтральных способностью реагировать на полярность управляющего сигнала. Размыкание или замыкание контактов зависит от полярности подключения электромагнита. Обладают более высокой чувствительностью, по сравнению с нейтральными реле. Такие устройства могут использоваться только в цепях постоянного тока.

Электротепловые (термические)

Тепловые реле представляют собой комплекс биметаллических пластин, для изготовления которых используются металлы с разным коэффициентом расширения при нагреве. Такие реле могут использоваться в качестве защитных устройств: при превышении температуры, установленной регулятором, контакты разъединяются, и поступление тока на потребителя прекращается.

Обычно тепловые реле используются в бытовых одно- и трехфазных сетях при подключении электрических двигателей. При увеличении нагрузки на двигатель выше установленной величины происходит нагрев биметаллического реле, которое при достижении определенной температуры размыкает электрическую цепь. Двигатель прекращает работу. После остывания биметаллических пластин цепь замыкается и двигатель возобновляет работу. Термические устройства могут оснащаться колесиком, с помощью которого регулируется температура отключения двигателя, и кнопкой принудительного запуска.

Существует разновидность термических реле, в которых биметаллические пластины заменены легкоплавящимся сплавом. Они срабатывают практически мгновенно – при достижении определенной температуры металл расплавляется и цепь размыкается. Принцип действия таких устройств похож на принцип действия предохранителей. После срабатывания такое реле, установленное непосредственно на оборудовании в качестве последней защиты от перегорания, подлежит замене.

Индукционные

Принцип действия этих устройств основан на взаимодействии между переменными магнитными потоками и токами, которые формируют переменные магнитные потоки. Индукционные приборы рассчитаны только на использование в цепях переменного тока. Существуют три типа индукционных реле – с рамкой, диском, цилиндрическим ротором («стаканом»). Эти устройства широко востребованы в системах релейной защиты и автоматики.

Твердотельные

Эти электронные устройства компактны и долговечны, благодаря отсутствию трущихся механических частей. Работу механики здесь выполняют полупроводниковые элементы – биполярные и МОП-транзисторы, тиристоры, симисторы. По сравнению с твердотельными, они имеют следующие преимущества:

• Низкий уровень шума при работе.
• Очень высокая наработка на отказ, которая в 100 раз и более превышает ресурс электромагнитных устройств.
• Быстродействие, составляющее доли миллисекунд, у электромагнитных 50 мс – 1с.
• Электропотребление ниже на 95 %.

Однако твердотельные реле имеют не только достоинства, но и недостатки. Одним из них является слабая устойчивость к импульсным перенапряжениям, которые электромагнитным реле практически не страшны. При использовании твердотельных реле необходимо предусмотреть схемотехническое решение, которое ограничивает эти импульсы. Есть и еще минусы – нагрев при работе, наличие токов утечки, приводящих к наличию напряжения на фазном проводе даже при отключенном реле.

Твердотельные реле применяют в системах регулирования температуры, в которых в качестве нагревателей используются ТЭНы, в промышленной автоматике, телеметрии, механизмах оборудования, используемого в металлургической и химической индустрии, в медоборудовании, военной электронике.

Герконовые

Реле этого типа представляют собой герконовую катушку. Это баллон, заполненный инертным газом, или внутри которого создан вакуум. Внутри баллона располагают соединительные элементы из пермаллоя – прецизионного сплава (сплава с точно заданным химическим составом), включающего железо и никель. Эти соединительные элементы имеют вид проволоки с контактами. Их покрывают серебряным или золотым напылением. Геркон размещают в середине электрического магнита или в пределах действия его поля. При подаче тока на обмотку электромагнита образуется магнитный поток, который запирает контакты. Герконовые реле могут выполнять функции: замыкающие, переключающие, размыкающие. Преимущества этих устройств – компактные габариты, доступная цена, отсутствие трущихся частей, что продлевает срок службы. Тот факт, что контактная группа располагается в инертном газе или вакууме и надежно защищена от влаги, повышает надежность реле.

• близкого присутствия источника ультразвука, который будет негативно влиять на работоспособность;
• воздействия постороннего магнитного поля;
• механических повреждений.

Колба изготавливается обычно из стекла, поэтому ее нужно всячески оберегать от механических воздействий. При разбитой колбе контактная группа срабатывать не будет. Герконовые реле можно использовать только в системах, в которых параметры электропитания находятся в пределах, установленных в технической документации. При подаче слишком высоких токов произойдет размыкание контактов. Нарушения в работе герконовых реле наблюдаются и в случаях подачи тока слишком низкой частоты.

Фотоэлектронные (фотореле)

Основой фотоэлектронного реле является полупроводниковый элемент – фоторезистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от изменения освещенности. Фотореле – прибор, широко применяемый коммунальными службами. Он надежен в работе и обеспечивает существенную экономию электроэнергии и безопасность на улицах. При повышении освещенности все осветительное оборудование отключается, а при наступлении темноты – включается. Большинство таких приборов оснащено регулятором порога срабатывания и механическим выключателем.

Виды реле по типу поступающего параметра

По этому параметру разделяют реле: тока, мощности, частоты, напряжения, давления, акустических величин, количества газа. Устройства могут быть максимальными и минимальными. Реле, которые срабатывают при превышении заданной величины, называют «максимальными», а при ее падении ниже заданного уровня – «минимальными».

Реле тока

Реле тока реагируют на резкие перепады тока и при необходимости отключают отдельную нагрузку или всю систему электроснабжения. Величина максимального тока, при которой необходимо отключить потребителей, устанавливается регулятором.

Реле напряжения

Реагирует на изменения напряжения в электрической сети и управляет соответствующим оборудованием, например, автоматически выключает оборудование при снижении напряжения или перегрузке.

Основное применение реле напряжения — это защита электрооборудования от повреждений, вызванных нестабильностью напряжения в сети. Реле напряжения используется в следующих ситуациях:

• Защита оборудования от перегрузки: реле напряжения может реагировать на перегрузку в электрической сети и автоматически отключать оборудование, чтобы предотвратить повреждения оборудования.
• Защита оборудования от пониженного напряжения: реле напряжения может реагировать на снижение напряжения в сети и автоматически отключать оборудование, чтобы предотвратить повреждения оборудования.
• Контроль напряжения в сети: реле напряжения может использоваться для контроля напряжения в электрической сети и поддержания его на определенном уровне.
• Сохранение энергии: реле напряжения может использоваться для управления энергопотреблением оборудования, например, для автоматического выключения оборудования, когда оно не используется или когда напряжение в сети слишком низкое.

Реле частоты

Служат для контроля частоты переменного тока, которая должна быть равна 50 или 60 Гц в одно- и трехфазных сетях. Обычно имеют фиксированные задержки срабатывания. Пороги размыкания цепи, которая находится под контролем, можно регулировать. Режим работы этого устройства может предусматривать наличие «памяти» аварии.

Реле мощности

Устройство, ограничивающее мощность, действует аналогично ограничителю тока нагрузки. При превышении установленного порога мощности происходит отключение потребителя. Реле ограничения мощности часто оснащаются функцией автоматического повторного включения. То есть, после снижения нагрузки работа оборудования возобновляется автоматически.

Реле давления

Реле давления – важнейший прибор, используемый в насосном оборудовании для контроля перепадов давления воды, масла, нефти, воздуха. Различают два основных типа таких приборов – электромеханические и электронные.

Электромеханические реле имеют в конструкции особый элемент, реагирующий на изменение давления в системе, – гибкую мембрану, которая изгибается под напором жидкости (воздуха) в системе. Она соединяется с двумя пружинами, одна из которых настраивается на минимально допустимый напор, а вторая – на разницу между верхней и нижней границами давления в системе. При снижении давления в системе ниже минимального порога реле включает насосное оборудование, при превышении верхнего порога – отключает. Это простые и надежные устройства, но не очень удобные в эксплуатации. Оператору приходится регулярно проверять настройки и при необходимости их корректировать.

Электронные устройства имеют более сложную конструкцию. Пределы можно устанавливать очень точно и при эксплуатации контролировать их не требуется. Электронные приборы чувствительны к гидроударам, поэтому их оснащают небольшими гидробаками (объем – примерно 400 мл). Электронное реле давления устанавливается между насосным оборудованием и первой точкой водоразбора.

Основными особенностями реле давления являются:

Чувствительность к изменениям давления: реле давления обычно имеет высокую чувствительность к изменениям давления в системе и может реагировать на них мгновенно.

Надежность: реле давления обычно имеет высокую надежность и долговечность.

Простота использования: реле давления обычно имеет простую конструкцию и легко управляется.

Легкость установки: реле давления легко устанавливается и подключается к системе.

Реле давления — это электронное устройство, которое используется для контроля и защиты оборудования от изменений давления в жидких и газовых средах. Оно обнаруживает изменения давления в системе и управляет соответствующими устройствами, например, насосами или клапанами, для поддержания заданного давления в системе.

Реле акустические

Акустические реле реагируют на изменение акустических величин – частоты звуковой волны, ее давления или акустических характеристик материалов – коэффициентов поглощения и отражения. Принцип действия может быть механическим или электрическим. В акустических приборах механического действия предусмотрена мембрана, которая прогибается под давлением звуковых волн, и при достижении определенной величины давления происходит замыкание контакта. В состав электрических акустических приборов входят: воспринимающий орган (микрофон, фильтр), усилитель, выходное электрическое реле.

Устройства, срабатывающие на любой шум, часто используются совместно с системой освещения. Они реагируют на любой возникающий шум в помещении и дают сигнал на включение света. Обычно их устанавливают в коридорах и на лестничных площадках. Также акустические реле широко используются в охранных системах, «интеллектуальных» игрушках.

Газовые реле

В промышленных системах управления реле выполняют множество критически важных функций. Они обеспечивают управление мощными электродвигателями, коммутацию силовых цепей, защиту оборудования от аварийных режимов. Особое значение имеют реле в системах автоматического управления технологическими процессами, где они выступают в роли исполнительных элементов.

Современные промышленные реле отличаются повышенной надежностью и способностью работать в тяжелых условиях – при вибрациях, повышенной влажности, значительных перепадах температур. Многие модели оснащаются дополнительными функциями – индикацией состояния, ручным дублированием, возможностью дистанционного управления.

Промежуточные реле

Часто функции промежуточных выполняют электромагнитные реле, в которых в зависимости от конструкции и области применения имеются контакты следующих типов:

• Нормально разомкнутые (замыкающие). При отсутствии электропитания находятся в разомкнутом состоянии. При подаче напряжения происходит их замыкание.
• Нормально замкнутые (размыкающие). В нормальном состоянии такие контакты находятся в замкнутом состоянии, а при поступлении электропитания контакты размыкаются.
• Перекидные. В таких реле при отсутствии напряжения имеется средний контакт, замкнутый с одним из неподвижных контактов. При подаче тока средний контакт разрывает связь с первым неподвижным контактом и замыкается со вторым неподвижным контактом.

Контакторы

Используются для управления большими электрическими нагрузками. Они состоят из электромагнита и контактов, которые могут открываться и закрываться при помощи электромагнита. Контакторы обычно используются в электрооборудовании для следующих целей:

• Управление электрическими цепями: контакторы используются для управления большими электрическими цепями, например, для включения и выключения моторов, компрессоров и других устройств.
• Регулирование мощности: контакторы могут использоваться для регулирования мощности электрических цепей, например, для уменьшения потребляемой мощности или для поддержания постоянного напряжения.
• Защита электрооборудования: контакторы могут использоваться для защиты электрооборудования от перегрузок и коротких замыканий, также как и реле.
• Автоматизация производственных процессов: контакторы могут использоваться для автоматизации производственных процессов, например, для управления роботами и другими устройствами.
• Управление освещением: контакторы могут использоваться для управления освещением в больших помещениях, например, в зданиях, аэропортах и т.д.
• Управление кондиционерами: контакторы могут использоваться для управления кондиционерами, которые потребляют большое количество электроэнергии.
• Управление системами безопасности: контакторы могут использоваться для управления системами безопасности, например, для включения и выключения систем пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения.

Реле времени

Реле времени представляют собой специализированные устройства, обеспечивающие коммутацию с заданной временной задержкой. Современные конструкции используют различные принципы формирования временного интервала – от электромеханических часовых механизмов до цифровых микропроцессорных схем.

Такие реле находят широкое применение в системах автоматического управления, где требуется точное соблюдение временных параметров технологических процессов. Особенно важна их роль в схемах автоматического пуска электродвигателей и системах аварийного питания.

Реле напряжения

Реле напряжения реагируют на величину напряжения и включаются через трансформаторы напряжения. Используются для контроля фаз напряжения в электросетях и защиты электроприборов. Основой такого реле является контроллер быстрого реагирования, отслеживающий отклонения напряжения за установленные пределы. Общепринятый стандарт срабатывания таких реле – ниже 170 В и выше 250 В.

Реле давления

Используется для контроля и защиты оборудования от изменений давления в жидких и газовых средах. Оно обнаруживает изменения давления в системе и управляет соответствующими устройствами, например, насосами или клапанами, для поддержания заданного давления в системе.

Основное применение реле давления — это контроль давления в различных системах, например, в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, гидравлических системах, системах очистки воды и т.д. Реле давления используется в следующих ситуациях:

• Контроль давления в системе: реле давления может использоваться для контроля давления в системе и поддержания его на заданном уровне.
• Защита оборудования от повреждений: реле давления может использоваться для защиты оборудования от повреждений, вызванных слишком высоким или слишком низким давлением.
• Регулировка потока жидкости или газа: реле давления может использоваться для регулировки потока жидкости или газа в системе.
• Сигнализация о неисправностях: реле давления может использоваться для сигнализации о неисправностях в системе, например, о слишком низком давлении или об обрыве цепи.

Реле уровня

Используется для контроля уровня жидкостей или сыпучих материалов в емкостях, резервуарах, баках и других емкостях. Оно обнаруживает изменения уровня в системе и управляет соответствующими устройствами, например, насосами или клапанами, для поддержания заданного уровня в системе.

Основное применение реле уровня — это контроль уровня жидкостей и сыпучих материалов в различных системах, например, в системах водоснабжения, канализации, промышленных производств и т.д. Реле уровня используется в следующих ситуациях:

• Контроль уровня жидкостей: реле уровня может использоваться для контроля уровня жидкостей в емкостях и поддержания его на заданном уровне.
• Защита оборудования от повреждений: реле уровня может использоваться для защиты оборудования от повреждений, вызванных слишком высоким или слишком низким уровнем жидкости.
• Регулировка потока жидкости: реле уровня может использоваться для регулировки потока жидкости в системе.
• Сигнализация о неисправностях: реле уровня может использоваться для сигнализации о неисправностях в системе, например, о слишком низком уровне жидкости или об обрыве цепи.

Реле температуры

используется для контроля и регулирования температуры в различных системах. Оно обнаруживает изменения температуры в системе и управляет соответствующими устройствами, например, обогревателями или охладителями, для поддержания заданной температуры в системе.

Основное применение реле температуры — это контроль температуры в различных системах, например, в системах отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, промышленных производств и т.д. Реле температуры используется в следующих ситуациях:

• Контроль температуры: реле температуры может использоваться для контроля температуры в системе и поддержания ее на заданном уровне.
• Защита оборудования от повреждений: реле температуры может использоваться для защиты оборудования от повреждений, вызванных слишком высокой или слишком низкой температурой.
• Регулировка температуры: реле температуры может использоваться для регулировки температуры в системе.
• Сигнализация о неисправностях: реле температуры может использоваться для сигнализации о неисправностях в системе, например, о слишком высокой или слишком низкой температуре.

Реле пуска и остановки

Используется для управления электрическими моторами, осуществляя функции пуска и остановки. Оно обеспечивает безопасную работу электродвигателей и предотвращает их повреждения.

Основное применение реле пуска и остановки — это управление электрическими моторами в различных системах, таких как насосные станции, вентиляционные системы, конвейеры и т.д. Реле пуска и остановки используется в следующих ситуациях:

• Пуск мотора: реле пуска и остановки может использоваться для пуска мотора. При включении, оно обеспечивает мягкий старт мотора, что позволяет ему плавно разгоняться и избежать резких перегрузок.
• Остановка мотора: реле пуска и остановки также может использоваться для остановки мотора. Оно может предотвратить повреждения мотора при перегрузках или других аварийных ситуациях.
• Защита мотора: реле пуска и остановки может использоваться для защиты мотора от повреждений. Оно может автоматически отключать мотор в случае перегрузок или других аварийных ситуаций.

Твердотельные реле

Твердотельные реле принципиально отличаются отсутствием подвижных механических элементов. Вместо традиционных контактов здесь используются полупроводниковые элементы – симисторы или мощные транзисторы, которые обеспечивают бесконтактную коммутацию.

Такая конструкция обеспечивает целый ряд преимуществ: практически неограниченный срок службы, высокое быстродействие, отсутствие дребезга контактов и искрения. Однако полупроводниковые элементы чувствительны к перегреву и требуют качественного теплоотвода. Кроме того, при коммутации постоянного тока возможно остаточное падение напряжения на полупроводниковом ключе.

Тепловые реле

Используются для защиты электрооборудования от перегрузок и коротких замыканий, которые могут привести к возгоранию или повреждению оборудования. Существует несколько типов тепловых реле, включая дифференциальные, прямые, обратные и реле уровня жидкости.

• Дифференциальные тепловые реле используются для защиты электрооборудования от перегрузок, вызванных разницей между входным и выходным током. Они часто используются для защиты моторов и трансформаторов. Дифференциальные тепловые реле имеют встроенный датчик, который измеряет разницу тока, и при достижении определенного порога срабатывает, отключая оборудование.
• Прямые тепловые реле используются для защиты электрооборудования от перегрузок, вызванных превышением тока, проходящего через проводник. Они часто используются для защиты освещения и нагревательных элементов. Прямые тепловые реле имеют встроенный нагревательный элемент, который при превышении определенного порога срабатывает, отключая оборудование.
• Обратные тепловые реле используются для защиты электрооборудования от перегрузок, вызванных перегревом. Они часто используются для защиты трансформаторов и моторов. Обратные тепловые реле имеют встроенный термистор, который измеряет температуру и при достижении определенного порога срабатывает, отключая оборудование.
• Реле уровня жидкости используются для контроля уровня жидкости в резервуарах и емкостях. Они могут использоваться для заполнения или опорожнения резервуара, а также для предотвращения перелива или пустого хода. Реле уровня жидкости могут быть прямыми или обратными, и они обычно имеют датчик, который измеряет уровень жидкости и при достижении определенного порога срабатывает, отключая или включая насос или клапан.

Реле в промышленности

На электрических схемах реле обозначается прямоугольником, от наибольших сторон которого показаны выводы питания. Функциональное назначение реле указывается на схеме буквами:

• KA – тока;
• KV – напряжения;
• KB – блокировки;
• KBS – блокировки от многократного включения;
• KH – указательное;
• KL – промежуточное;
• KQ – фиксации положения выключателя;
• KSV – контроля цепи напряжения;
• KSP – контроля давления;
• KSH – контроля напора;
• KSL – контроля уровня жидкости;
• KSR – скорости;
• KSQ – состава вещества;
• KW – мощности;
• KZ – сопротивления.

Реле в бытовой технике

Бытовая техника активно использует реле различных типов для автоматизации рабочих процессов. В холодильниках они управляют компрессором, в стиральных машинах – нагревательными элементами и электродвигателями. Современные системы освещения применяют реле для реализации сложных алгоритмов управления световыми приборами.

Особенностью бытовых реле является их компактность и энергоэффективность. Производители уделяют особое внимание снижению шумности работы и повышению надежности, так как ремонт и обслуживание бытовой техники должны быть минимальными.

Таблица №1

Другие материалы по теме

Твердотельное реле (ТТР) – полупроводниковое устройство, применяемое для создания контакта между низковольтными и высоковольтными цепями, является современной альтернативой традиционным пускателям и контакторам. Применяется в бытовой технике, промавтоматике,…

Резистор (от латинского «resisto» — сопротивляюсь) – это пассивный элемент электрической цепи, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления. Резисторы предназначены для линейного преобразования силы тока в напряжение и…

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Часто задаваемые вопросы о назначении реле

Вопрос: Для чего используется реле в электрических цепях?
Ответ: Реле используется для замыкания и размыкания электрических цепей при изменении входных параметров, а также для гальванической развязки цепей управления и силовых цепей.

Вопрос: Какое основное назначение реле защиты?
Ответ: Основное назначение реле защиты — отключение оборудования при аварийных режимах (короткое замыкание, перегрузка, падение напряжения) для предотвращения повреждений.

Вопрос: Чем отличается реле управления от реле защиты?
Ответ: Реле управления предназначено для коммутации цепей в нормальных режимах работы, а реле защиты срабатывает только в аварийных ситуациях.

Вопрос: Какое назначение у промежуточного реле?
Ответ: Промежуточное реле служит для усиления и размножения сигналов управления, а также для согласования параметров разных участков схемы.

Вопрос: Для чего применяется реле времени?
Ответ: Реле времени применяется для создания задержки включения или отключения нагрузки, а также для формирования временных интервалов в автоматике.

Вопрос: Каково назначение теплового реле?
Ответ: Тепловое реле предназначено для защиты электродвигателей и других устройств от длительных перегрузок по току.

Вопрос: Для чего нужно реле напряжения?
Ответ: Реле напряжения контролирует уровень напряжения в сети и отключает нагрузку при выходе напряжения за допустимые пределы.

Вопрос: Какое назначение у твердотельного реле?
Ответ: Твердотельное реле предназначено для бесконтактной коммутации цепей, обеспечивая высокое быстродействие и отсутствие механического износа.

Вопрос: Для чего используется реле давления?
Ответ: Реле давления используется для контроля давления жидкостей или газов и управления работой насосов, компрессоров и другого оборудования.

Вопрос: Каково назначение герконового реле?
Ответ: Герконовое реле предназначено для коммутации слаботочных цепей с высокой скоростью и надежностью, часто используется в системах автоматики и сигнализации.