Преимущества и недостатки ТТР
Твердотельные реле не зря вытесняют с рынка обычные пускатели и контакторы. Эти полупроводниковые приборы обладают множеством преимуществ перед электромеханическими аналогами, которые заставляют потребителей останавливать выбор именно на них.
Реле для микросхем имеет компактные размеры и сильно ограничены по максимально пропускаемому току. Крепятся они преимущественно путем припаивания специальных ножек
К таким достоинствам относят:
- Низкое потребление электроэнергии (на 90% меньше).
- Компактные габариты, позволяющие монтировать устройства в ограниченном пространстве.
- Высокая скорость запуска и отключения
- Пониженная шумность работы, отсутствуют характерные для электромеханического реле щелчки.
- Не предполагается техническое обслуживание.
- Длительный срок службы благодаря ресурсу в сотни миллионов срабатываний.
- Благодаря широким возможностям по модификации электронных узлов, ТТР имеют расширенные сферы применения.
- Отсутствие электромагнитных помех при срабатывании.
- Исключается порча контактов вследствие их механического удара.
- Отсутствие прямого физического контакта между цепями управления и коммутации.
- Возможность регулирования нагрузки.
- Наличие в импульсных ТТР автоматических цепей, защищающих от перегрузок.
- Возможность использования во взрывоопасных средах.
Указанных преимуществ твердотельных реле не всегда достаточно для нормальной работы оборудования. Именно поэтому они ещё не полностью вытеснили электромеханические контакторы.
Для стабильной работы мощных твердотельных реле важен эффективный отвод тепла, потому что при повышенных температурах резко искажается напряжение нагрузки (+)
ТТР имеют и недостатки, которые не позволяют им использоваться во многих случаях.
К минусам относят:
- Невозможность работы большинства устройств с напряжениями свыше 0,5 кВ.
- Высокая стоимость.
- Чувствительность к высоким токам, особенно в пусковых цепях электродвигателей.
- Ограничения по использованию в условиях повышенной влажности.
- Критическое снижение рабочих характеристик при температурах ниже 30°С мороза и выше 70°С тепла.
- Компактный корпус приводит к избыточному нагреву устройства при стабильно высоких нагрузках, что требует применения специальных устройств пассивного или активного охлаждения.
- Возможность расплавления устройства от нагрева при коротком замыкании.
- Микротоки в закрытом состоянии реле могут быть критическими для работы оборудования. Например, подключенные в сеть люминесцентные лампы могут периодически вспыхивать.
Таким образом, твердотельные реле имеют определенные сферы применения. В цепях высоковольтного промышленного оборудования их использование резко ограничено из-за несовершенных физических свойств полупроводниковых материалов.
Однако в бытовой технике и автомобильной промышленности ТТР занимают прочные позиции за счет своих положительных свойств.
Электрическая схема подключения реле
На крышке любого устройства, производитель наносит принципиальную схему подключения электромагнитного реле в сеть. На электрической схеме катушку реле изображают прямоугольником и обозначают литерой «К» с цифровым индексом, например, К3. При этом контактные пары, которые не находятся под нагрузкой маркируются буквой «К» с двумя, разделенными точкой, цифрами. например, К3.2 — контакт номер 2, реле К3. Расшифровывается обозначение так: первая цифра – это порядковый номер электромагнитного реле на схеме, вторая обозначает индекс контактных пар данного реле.
Ниже приведён пример электрической схемы, на которой происходит управление соленоидом пневматического клапана с помощью НО контакта реле К1. После замыкания S1 реле запитывается и НО контакт 13, 14 замыкается, при этом на соленоиде Y1 появляется напряжение.
Контактные пары, которые располагаются вблизи электромагнитной катушки, обозначаются штриховой линией. В принципиальной схеме подключения реле обязательно отображаются все параметры контактных пар, указывается максимально допустимое значение коммутационного тока контактов. На катушке реле производитель указывает тип тока и рабочее напряжение.
Стоит отметить, что схема подключения электромагнитного реле составляется для каждого типа элемента сугубо индивидуально в соответствии с особенностями его работы в автоматизированной сети. При этом, для корректной работы некоторых типов реле необходима настройка, в ходе которой устанавливаются оптимальные параметры для работы реле: задержка активации, ток сработки, перезагрузка и т. д.
Основные виды и принцип работы реле времени
Принцип работы и схема подключения теплового реле
Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения
Для чего нужен магнитный пускатель и как его подключить
Что такое импульсное реле — схема подключения для управления освещением
Что такое электроконтактный манометр, назначение, принцип работы, схема подключения и обзор популярных моделей
Схема АВР с применением реле контроля фаз ЕЛ-11Е.
Подключение реле серии ЕЛ очень простое и не представляет особых затруднений: к клеммам L1, L2, L3 подключаются фазы А, В, С соответственно, а через контакты 15-16 и 25-28 напряжение подается в цепь управления катушек контакторов, где в зависимости от состояния электрической сети реле управляет работой контакторов замыканием или размыканием этих контактов.
На рисунке ниже изображена схема АВР, обеспечивающая бесперебойное снабжение трехфазным питающим напряжением потребителей. Схема собрана на двух контакторах КМ1 и КМ2, реле контроля фаз KV1, трехполюсных автоматических выключателей QF1, QF2 и SF1, однополюсного автоматического выключателя SF2 и двух ламп накаливания HL1 и HL2, обеспечивающих индикацию работы АВР.
Рассмотрим работу схемы. Первым в работу запускаем основной ввод включением автоматических выключателей QF1 и SF1, после чего трехфазное напряжение основного ввода подается на входные клеммы реле L1, L2, L3. Если напряжение основного ввода в норме, то контакт реле KV1.1 замыкается и через него фаза А поступает на левый по схеме вывод катушки контактора КМ1, контактор срабатывает, его силовые контакты КМ1 замыкаются и через них трехфазное сетевое напряжение А3, В3, С3 поступает к потребителю.
Одновременно с этим нормально-замкнутые контакты реле KV1.2 и контактора КМ1.1 размыкаются и разрывают цепь питания катушки КМ2, а нормально-разомкнутый контакт КМ1.2 замыкается и включает лампу HL1, сигнализирующую о работе основного ввода.
Теперь включаем автоматы QF2 и SF2 и запускаем резервный ввод. Напряжение резервного ввода А2, В2, С2 поступает на верхние клеммы силовых контактов контактора КМ2 и остается там дежурить. Фаза А2 через автомат SF2 поступает на левые по схеме клеммы контактов КМ1.1 и КМ2.2 и также остается на них дежурить. При этом никаких изменений в работе АВР не происходит, так как в данный момент работает основной ввод.
При возникновении аварийной ситуации на основном вводе реле KV1 переключает потребителя на резервный ввод: контакт реле KV1.1 (25-28) размыкается и прекращает подачу питания на катушку контактора КМ1, отчего контактор обесточивается, его силовые контакты КМ1 размыкаются и напряжение основного ввода перестает поступать к потребителю. Об этом также сигнализирует лампа HL1, которая гаснет при размыкании контакта КМ1.2.
Одновременно с этим нормально-замкнутые контакты реле KV1.2 (15-16) и контактора КМ1.1 становятся замкнутыми и через них фаза А2 поступает на катушку контактора КМ2, контактор срабатывает и теперь через его силовые контакты КМ2 трехфазное сетевое напряжение А3, В3, С3 поступает к потребителю.
Также нормально-замкнутый контакт КМ2.1 размыкается и разрывает цепь питания катушки контактора КМ1, а контакт КМ2.2 замыкается и включает лампу HL2, которая сигнализирует о работе резервного ввода.
При восстановлении параметров сетевого напряжения на основном вводе реле контроля фаз автоматически переключит потребителя с резервного ввода на основной.
В рамках этой части статьи мы рассмотрели стандартную схему АВР, реализованную на реле серии ЕЛ. Как уже было сказано выше, отечественной промышленностью выпускается достаточное количество различных типов реле контроля фаз, но принцип построения схем и работа автоматического ввода резерва с использованием подобных реле остается неизменным – будь то трех или четырехпроводная электрическая сеть. Главное надо понимать, что для каждого конкретного случая выбирается конкретный тип реле контроля фаз.
На этом хочу закончить статью о простых системах АВР, выполненных с применением контакторов и реле контроля фаз. Удачи!
Литература: Паспорт: реле контроля трехфазного напряжения ЕЛ-11Е, ЕЛ-12Е, ЕЛ-13Е. ТУ 3425-007-49874443-07.
Основной принцип работы первого электромагнитного реле.
Когда электрическая цепь замыкалась или размыкалась, через обмотку подковообразного электромагнита проходил электрический ток, создавая вокруг сердечника электромагнитное поле. Якорь, который находился между полюсами подковы-сердечника, притягивался к магниту или отходил от него, а своим обратным концом размыкал или замыкал расположенные рядом электрические контакты. Контакты, в свою очередь, управляли следующей, такой же, похожей на предыдущую электрической цепью. Вторая цепь управляла третьей и так далее.
Таким образом, получалась единая цепь, осуществляющая передачу электрического сигнала, напоминающую эстафету(передать сигнал) и смену участков(отдельных цепей), как смену почтовых лошадей(relay,англ). Одним словом будет сказано, была собрана первая релейная проводная связь. Подобным образом, но используя беспроводную — радио связь, работают мобильные телефонные сети, телевидение, телеграф.
Вот краткая история появления современного электромагнитного выключателя — реле́, название которого связано с курьерской почтовой службой.
Из чего состоит современное электромагнитное реле.
Современное электромагнитное реле имеет основные три части: электромагнит, якорь, притягивающийся к сердечнику, и контактный переключатель, управляемый движением якоря. Электромагнит представляет собой сердечник, во многих моделях — стержень, из магнитного — обычно стального материала с намотанным поверх катушкой из электрического провода. Пластина, притягивающаяся к электромагниту, называется якорем, который управляет через изолированный толкатель контактами, то есть размыкает или смыкает их.
Катушка реле может питаться токами малой величины, а срабатываемый якорь — управлять контактами с бо́льшими в тысячи раз токами.
Какие электромагнитные реле бывают.
Электромагнитные реле делятся на две основные группы: с нормально замкнутыми контактами и с нормально разомкнутыми. В зависимости от тока управляющего сигнала, они делятся на реле постоянного и переменного тока. Далее разделяются по типу исполнения, по времени срабатывания, по нагрузке на контакты, по контролируемой величине, а также на специальные виды.
Как обозначаются электромагнитные реле на схеме.
Основу любого электромагнитного реле выполняет его обмотка — катушка электрического провода. Она изображается прямоугольником, с отводом от длинных сторон линий, указывающих на подключение к цепи, с обозначением: А1 и А2.
Символьное обозначение соответствует букве (К).
- KA — токовое реле;
- KH — указательное реле;
- KK — электротепловое реле;
- KM — контактор или магнитный пускатель;
- KT — реле времени;
- KV — реле напряжения;
- KCC — реле команды включения;
- KCT — реле команды отключения;
- KL — промежуточное реле.
Изображение контактов напоминает рисунок выключателей. На концах контактов указываются геометрические символы, характеризующие их тип и функциональность. Символьное обозначение соответствует порядковому обозначению электромагнитного реле в схеме, а через точку номер группы контакта этого реле. К примеру: К1.2.
Область применения реле весьма обширна: холодильники, компьютеры, телевизоры, автомобили, утюги — перечислять можно долго и Вы в этом сами убедитесь, как только сможете находить их на схемах.
Название «Электромагнитное реле на схеме»
Фрагмент содержимого Современное электромагнитное реле имеет основные три части: электромагнит, якорь, притягивающийся к сердечнику, и контактный переключатель, управляемый движением якоря. Электромагнит представляет собой сердечник, во многих моделях — стержень, из магнитного — обычно стального материала с намотанным поверх катушкой из электрического провода. Пластина, притягивающаяся к электромагниту, называется якорем, который управляет через изолированный толкатель контактами, то есть размыкает или смыкает их. Катушка реле может питаться токами малой величины, а срабатываемый якорь — управлять контактами с бо́льшими в тысячи раз токами.
Автор
Издатель
«Весёлый Карандашик»
Громкоговоритель в действии и на схемах
Электромашина в работе и на схеме
«Подписаться на рассылку новых записей» 860
Импульсное реле — плюсы и минусы
Положительные и отрицательные черты отличаются в зависимости от вида индуктивного реле. Из вышеперечисленного следует, что реле делятся на два вида: электромеханические и электронные.
Импульсное реле BIS-402
Электромеханические реле имеют следующие преимущества. Они очень надежные в использовании, также имеют отличную переносимость высоких напряжений электрической сети.
Минусами таких моделей могут послужить: неимение индикации расположения контактов; выполнение одной и той же функции.
Преимуществами электронных реле являются:
- безопасное их использование;
- большие возможности управления электрическими цепями;
- в конструкцию входят индикаторные светодиоды;
- хорошая производительность в сфере регулирования осветительными приборами;
- в устройство можно вмонтировать дополнительные приспособления.
Значительным плюсом электронного типа реле является способность выполнять несколько функций.
Минусами такого реле могут выступить: реагирование на высокие импульсы; восприимчивость к величине напряжения; помехи в электросети могут вызвать ложные срабатывания реле.
По сравнению с электронными типами электромеханические реле пользуются большой популярностью среди потребителей благодаря своей надежности и удобством в применении. Работа электронного устройства требует дополнительный источник питания, при этом должны всегда присутствовать фаза и ноль. Помимо этого они имеют пониженную защищенность от помех.
Одновременно с этим установка импульсного реле – недорогой процесс, так как для его монтажа не требуется силового кабеля. При этом не будет затрачено много сил и финансовых вложений.
Классификация
Реле классифицируются следующим образом:
- По способу управления контактами – якорные и герконовые. В первом случае замыкание-размыкание контактов производится при перемещении якоря. В герконовых переключателях сердечник отсутствует и магнитное поле воздействует непосредственно на ферромагнитные электроды с контактами.
- Управляющий ток может быть постоянным или переменным. В последнем случае якорь и сердечник выполняются из пластин электротехнической стали для уменьшения потерь. Для постоянного тока устройства бывают нейтральными и поляризованными.
- По быстродействию срабатывания реле делятся на 3 группы: до 50 мс, до 150 мс и более 1 с.
- Защита от внешних воздействий предусматривает устройства герметизированные, зачехленные и открытые.
При всем многообразии типов, представленных ниже, действие электромагнитного реле основано на общем принципе коммутации контактов.
Устройство электромагнитного реле спрятано внутри корпуса, снаружи выступают только выводы обмотки и контактов. Они большей частью пронумерованы, для каждой модели дается схема подключения.
Основные сферы применения в системах автоматики
В большинстве случаев ЭМР применяют для переключений нагрузок при коммутационном токе 10–16 А в сетях переменного (220 В) или постоянного (5–24 В) тока. Такие технические характеристики позволяют использовать реле для защиты таких электроустановок как маломощные двигатели, нагреватели, электромагниты, другие потребители мощностью до 4 кВт. Кроме того, реле применяют для управления цепями
- КИПиА;
- систем сигнализации;
- промышленной автоматики;
- систем удалённого регулирования.
Особенно эффективны ЭМР при работе с низковольтными индуктивными нагрузками с малой постоянной времени (до 10 мс). При этом токовые перегрузки при пуске невелики, а при отключении оборудования не происходят скачки напряжения. Способность устройства коммутировать сложные нагрузки обеспечивается их комплектацией контактными группами, рассчитанными на соответствующие токи.
Как подключать импульсные реле для управления несколькими светильниками из разных мест: практические рекомендации
Разберем случай с тремя лампами освещения, хотя их общее количество может быть произвольным. Схема подключения импульсных реле просто увеличится от начальной на число светильников. Сколько ламп, столько и релюшек.
Общее количество кнопок-выключателей выбирается владельцем квартиры по местным условиям.
Главные принципы построения схемы:
- Потенциал фазы после защитного автомата распределяется по всем кнопкам слаботочным проводом, а от них он направляется на обмотки бистабильных реле (контакт А1). Силовым же проводником он подводится к клемме 1 каждого выходного контакта, а с клеммы 2 подается на свой светильник.
- Потенциал нуля жестко разводится по всем лампочкам проводом освещения, а слаботочкой может быть заведен на контакт А2 всех обмоток.
- Каждый светильник работает от силового контакта своего бистабильного реле, которое управляется индивидуальными кнопками.
На первый взгляд здесь ничего сложного нет, но при создании цепочки принудительного отключения от одной кнопки существуют особенности:
- внутри квартиры с обычным однофазным питанием для централизованного отключения достаточно параллельными перемычками соединить все контакты OFF и вывести на общую кнопку у входа;
- в частном доме с трехфазным питанием каждый потребитель может подключаться от разных фаз и собственного автомата. Способ объединения перемычками выводов OFF становится не приемлемым. Здесь следует применить обычное промежуточное реле. Его контакты станут управлять каждым модулем.
Другими словами, в отдельных случаях для централизованного управления потребителями может потребоваться дополнительное реле сброса.
Обозначил его KL и показал на схеме принцип включения обмотки с общей кнопкой от любой фазы, расположенной вблизи (например, L1) и монтажом промежуточных контактов (KL1.1, KL1.2…) в цепочках централизованного отключения всех задействованных светильников.
Этот же принцип приемлем для централизованного одновременного включения всех импульсных модулей от одной общей кнопки по контакту OFF. Дабы не загромождать картинку лишними линиями, его просто не показываю.
При таком подключении в квартирном щитке располагаются автоматические выключатели разных групп освещения и импульсные реле. От них придется делать довольно разветвленную разводку к многочисленным кнопкам управления, включая централизованные, и светильникам.
Оптимальным вариантом соединения слаботочных жил и силовых проводов становятся обычные клеммники под винт.
Особенности монтажа двухклавишных кнопок с подсветкой в подрозетниках
Подключение слаботочных цепей кнопочных выключателей выполняется последовательно от одного подрозетника к другому по мере удаления от квартирного щитка. При этом все соединения даже для двух кнопок удобно монтировать следующим образом:
- потенциал фазы, показанный на картинке ниже красным цветом, соединяется от каждых отрезков кабелей по верхним контактам всех клемм кнопок перемычками;
- жилы управления, идущие на общий контакт управления, соединяются шлейфом ниже на кнопках (для примера показал коричневым и зеленым цветом);
- остальные не используемые жилы кабеля в этом выключателе, включая РЕ-проводник, монтируем на миниатюрном двухконтактном Wago.
Этот способ позволяет удобно выполнить компактное подключение скрытой проводки даже в малом объеме подрозетника.
Одновременно здесь удобно перемонтировать назначение любой кнопки. Для этого достаточно отсоединить нижний не нужный провод с кнопки и подключить от другого светильника, а разорванную цепь соединить освободившемся Ваго.
Отличительные особенности различных моделей
Отдельные производители выпускают импульсные модули в корпусах, предназначенных не только для управления одним светильником из разных точек, но и несколькими, как показано ниже на примере продукции от Шнайдер.
Компания ABB пошла иным путем. Она стала выпускать к своим модулям дополнительный блок централизованного управления, который позволяет выполнить те же функции. Его просто устанавливают на DIN рейку рядом с основным изделием.
Схема подключения таких устройств приведена на корпусе и в сопроводительной документации. Уточняйте ее особенности у каждого производителя.
Компания Меандр производит модули РИО-2, приспособленные для работы в трех режимах:
- обычного импульсного;
- трех перекрестных переключателей;
- автоматического таймера.
Они могут работать с местным и централизованным управлением. Показываю схему подключения производителя двух модулей с общими функциями.
Как видите, для каждого изделия может быть разработана своя заводская схема. Ее следует уточнить.
Маркировка релейной защиты
Электромагнитное реле постоянного тока
Чтобы обозначить релейную защиту, на чертежах применяются маркеры машин, приборов, аппаратов и самого реле. Все устройства изображают в условиях без напряжения во всех электролиниях. По типу назначения релейного прибора применяются три типа схем.
Принципиальные схемы
Принципиальный чертеж выполняется по отдельным линиям – оперативного тока, тока, напряжения, сигнализации. Реле на нем отрисовываются в расчлененном виде – обмотки находятся на одной части рисунка, а контакты – на другой. Маркировка внутреннего соединения, зажимов, источников оперативного тока на принципиальной схеме отсутствует.
Монтажная схема
Пример монтажной схемы
Маркировка устройств защиты производится на рабочих схемах, предназначенных для сборки панелей, управления или автоматики. Все приборы, зажимы, соединения или кабели отражают особенности подключения.
Монтажная схема также называется исполнительной.
Структурные схемы
Позволяют выделить общую структуру релейной защиты. Обозначаться будут уже узлы и типы взаимных связей. Для маркировки органов и узлов применяются прямоугольники с надписями или специальные индексы с разъяснением цели применения конкретного элемента. Структурную схему также дополняются условными знаками логических связей.
Виды указательных реле
По первоначальному положению контактов устройства разделяются на:
- с разомкнутыми клеммами в нормальном состоянии;
- с замкнутыми контакторами в первоначальной позиции;
- контакторами, переключающимися при определенном действии.
Также реле производятся для цепей постоянного и переменного тока. Устройства для постоянных цепей разделяются на следующие типы:
- поляризованные, чувствительные к знаку импульса — при его изменении происходит переключение;
- нейтрали, определяющие присутствие либо отсутствие командного импульса;
- комбинированные, учитывающие одновременно и присутствие командного импульса, и его знак.
Указательное реле позволяет повысить эффективность контроля и упростить упарвление работой системы По исполнению реле разделены на две группы:
- статические, в свою очередь разделяющиеся на ионные, МПЦ, ферромагнетики, полупроводники;
- электромеханические, разделяющиеся на магнитоэлектрические, электродинамические, электромагнитные, индукционные, термореле.
РУ также разделяются в зависимости от контролируемой величины:
- напряжению;
- мощности;
- времени;
- тока и др.
Устройство электромагнитных реле
Электромагнитное реле включается под действием электрического тока, поступающего на обмотку. На рисунке изображен принцип работы клапанного реле. Когда достигается нужная величина силы тока, в системе возникает электромагнитная сила, которая притягивает якорь (3) к поверхности ярма(1), при чем пружина (2) под действием электромагнитного поля прогибается. Вместе с якорем движется контакт (4) и давит на контакт внешней цепи (5), который при достижении определенной силы соприкасается с другим проводником (6).
После замыкания цепи срабатывает управляемый элемент (7), который производит определенное действие. Исходное положение может быть разомкнутым, как в данном примере, так и замкнутым. В последнем случае управляемый элемент выключается, при достижении определенного значения поступающего тока.
Когда силы тока становится недостаточно, чтобы удерживать якорь в нижнем положении, когда контакты 5 и 6 соприкасаются, пружина отводит якорь и размыкает цепь. Управляющее устройство перестает снабжаться электричеством и прекращает свою работу.
Большинство электромагнитных реле снабжаются не одной парой контактов, как в приведенном примере, а несколькими. В этом случае можно управлять одновременно многочисленными электрическими цепями.
Выводы и полезное видео по теме
Видеоматериал рассказывает об устройстве, работе, применении и истории создания этого вида устройств:
Следующий сюжет подробно описывает принцип действия твердотельных или электронных реле:
Использование импульсных реле находит все более широкое применение в современных системах электрификации. Увеличение требований к функционалу и гибкости управления освещением, экономии материалов и безопасности создает непрерывный импульс к совершенствованию контакторов.
Они уменьшаются в размерах, упрощаются конструктивно, повышая надежность. А использование принципиально новых технологий в основе работы позволяет применять их в жестких условиях пыльных производств, вибрации, магнитных полей и влажности.
Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Задавайте вопросы, делитесь полезной информацией по теме статьи, которая пригодится посетителям сайта. Расскажите о том, как выбирали и устанавливали импульсный выключатель.
