Электрические реле

Электрическое реле — автоматический аппарат, осуществляющий скачкообразное изменение выходной величины под воздействием плавно изменяющейся входной величины и решающий логические задачи ДА— НЕТ—ИЛИ.

Реле обычно состоит из трех функциональных органов:

чувствительного, воспринимающего входную величину и преобразующего ее в электрическую;

сравнения преобразованной величины с эталоном, который при достижении заданного значения передает воздействие на исполнительный орган;

исполнительного, который воздействует на управляемую электрическую цепь.

По характеру воздействующей величины реле делятся на электрические (реагирующие на электрический ток или напряжение), тепловые (реагирующие на температуру), механические (реагирующие на давление или перемещение), оптические (реагирующие на силу света), акустические (реагирующие на силу звука).

По принципу действия исполнительного органа реле делят на контактные и бесконтактные. Контактные реле воздействуют на управляемую электрическую цепь с помощью замыкания и размыкания контактов. Бесконтактные реле осуществляют управление путем резкого изменения значения параметра исполнительного органа, включенного в управляемую электрическую цепь (изменение резистивного, индуктивного сопротивления).

По принципу действия исполнительного органа контактные реле разделяются на электромагнитные, поляризованные, индукционные. К бесконтактным реле относятся магнитные реле, полупроводниковые и др.

По характеру входных параметров реле могут реагировать на максимальное или минимальное значение воздействующих величин, на разность величин, на значение и направление и т. п.

ЗАПОМНИТЕ

Основной характеристикой реле является характеристика «вход — выход», устанавливающая зависимость момента скачкообразного (релейного) изменения выходного параметра у от входной величины х.

На рис. 210,а,б,в представлены зависимости у(х) для трех типов реле: электромагнитного, бесконтактного (магнитного, электронного) и реле с памятью. При изменении входной величины х от 0 до x_ср выходная величина у равна нулю (или у_min у бесконтактных реле). При х = х_ср выходная величина у изменяется скачком до y_max. При уменьшении х величина у остается неизменной и при x: = x_отп скачком уменьшится до нуля (или до у_min у бесконтактных реле). Отношение х_отп/х_ср=к_в называется коэффициентом возврата.

В реле с памятью (рис. 210, в) для возврата его в исходное состояние необходимо изменить направление входного параметра х.

С помощью реле осуществляется управление в электрических цепях, мощность которых значительно превышает мощность управления реле. Это свойство реле хаоактеоизуется коэффициентом управления по мощностигде Р_у, — мощность в управляемой цепи, Р_ср — мощность, которую необходимо подвести к реле для приведения в действие исполнительного органа.

Быстродействие реле характеризуется временем срабатывания t_ср — это интервал времени с момента подачи управляющего сигнала до полного срабатывания исполнительного органа (замыкания или размыкания цепи).

В табл. 2 даны к_у, t_ср некоторых типов реле.

Таблица 2

Максимальное значение мощности Р_ср ограничивается в контактных реле дугой и нагревом при размыкании и замыкании контактов. Для гашения дуги и уменьшения искрения контактов используют шунтирование RС-цепью, через которую ток проходит только в переходном процессе (в момент замыкания и особенно при размыкании контактов).

Основным требованием к реле является надежность их работы. Надежность контактных реле в значительной степени зависит от работы контактов, бесконтактных реле — от работы электронных приборов.

Бесконтактные реле работают более надежно, чем контактные. Но контактные реле можно эксплуатировать при значительных колебаниях температуры (—80^оС-+250^оС), они не чувствительны к радиационным воздействиям, обеспечивают полный разрыв управляемой электрической цепи.

► Электромагнитные реле по принципу действия аналогичны контакторам. Подвижная часть реле — якорь — перемещается так же, как и в контакторах под действием сил, создаваемых магнитным полем, которое возбуждается током обмотки реле., В зависимости от применения электромагнитные реле разделяются в основном на реле защиты и управления.

Реле защиты электротехнических устройств и сетей выполняются для защиты от превышения тока и напряжения — максимальное реле, а также от обрыва цепи или снижения напряжения питания — минимальное реле. Они работают при небольшой частоте включения и выключения и небольших токах главных контактов (0,5—20А), но должны обеспечивать четкую и безотказную работу.

Максимальные реле тока типа РТ имеют настройку на выбранные значения тока срабатывания. Зажимы рабочих катушек 2, 4, 6, 8 реле тока включаются в силовую сеть, а размыкающие 5, 7 и замыкающие 1, 3 контакты — в цепь управления (рис. 211).

В тех случаях, когда разрывная способность или количество контактов реле защиты недостаточ

ны, применяются вспомогательные (промежуточные) реле, обычно постоянного тока. Промежуточное реле типа ЭП (рис. 212) выполняется на базе электромагнитного механизма клапанного типа. При прохождении тока в обмотке 2 якорь 4 притягивается к сердечнику 1 вместе с подвижными контактами 3.

Реле типа ЭПВ отличается от реле типа ЭП наличием устройства для получения и регулирования выдержки времени с помощью дополнительной короткозамкнутой обмотки, которая замедляет процесс нарастания магнитного потока в магнитопроводе.

Схема зашиты с помощью максимального и промежуточного реле, действующих на отключение сети, представлена на рис. 213. При превышении тока нагрузки чувствительный орган — трансформатор тока ТТ — через вторичную обмотку включен на управляющую обмотку максимального реле РТ, которое включает цепь управления промежуточного реле РП. Промежуточное реле в свою очередь включает питание обмотки привода выключателя В.

Поляризованное реле (рис. 214) является разновидностью электромагнитного. Оно реагирует не только на значение управляющего тока, но и на направление его. В поляризованных реле магнитный поток создается как мдс обмотки, так и постоянным магнитом, встроенным в магнитную систему реле.

Принцип работы поляризованного реле состоит в следующем. При отсутствии тока в обмотке поляризующий магнитный поток постоянного магнита при строго вертикальном положении якоря создает взаимно уравновешивающие силы. При прохождении тока через обмотку магнитный поток управления Ф_у в магнитопроводе, складываясь с потоком постоянного магнита, уменьшает результирующий магнитный поток в одной из половин магнитопровода и увеличивает его в другой. В результате электромагнитные силы, действующие на якорь, не будут уравновешиваться, и он переместится вправо или влево в зависимости от направления тока, проходящего через обмотку.