Принципът на действие и видове електрически релета

Използва се специално устройство за битови и промишлени електропреносни мрежи, ICE контрол и осветление. Релето е прекъсвач от електромагнитен или електрически тип, който се задейства от механичен, електронен или електрически импулс. Разбирането на принципите на работа и конструктивните характеристики на устройството ще ви помогне самостоятелно да решите редица проблеми в електротехниката.

История на създаването

Някои източници съобщават, че руският учен П. Шилинг (1830-1832) е инсталирал релето като звънещ елемент в телеграфа. Има и друго мнение, приписващо авторството на регулатора на J. Henry. Американски физик създава контактно устройство с електромагнитен принцип на работа през 1835г.

Ако разгледаме значението на думата, „щафета“ се превежда от френски като предаване на щафетата на състезанието или подмяна на пощенски коне. За първи път регулаторът като независим елемент е споменат от С. Морс, който създава телеграфа.

Теорията за устройствата от релеен тип започва да се развива през 1925-1930 г., но след като през 1936-1938г. В. Шестаков, А. Накашима и К. Шанън използваха математическа логика за решаване на релейната задача и беше пусната теоретичната основа.

На международни симпозиуми многократно се повдигаха проблемите на теоретичната стойност на релеен превключвател, автомати от краен тип. Първата консултация се проведе през 1957 г. в САЩ, втората в СССР (1962 г.).

Специфичност на релейните елементи

Релеен елемент се разбира като набор от възли и връзки, който се променя под формата на скокове при въздействие върху входа. Поради тази причина за характеризиране на елементите се използват критериите за влияния върху продукцията и входа:

• Задействане - на входа ефектът е минимален, той се увеличава бавно, което води до промяна в състоянието на елемента и едновременно въздействие върху изхода.
• Отпускане - намаляване на минималното входно действие, така че елементът да се върне в първоначалното си състояние.
• Връщане е параметър, който определя максималното влияние на действието в случай на увеличение, при което релейният възел се връща в първоначалното си състояние.
• Скорост - зависи от съотношението на времето за реакция към времето за връщане или освобождаване.

Електрическото реле е елемент, чийто тип действие зависи от потока на тока или проводимостта.

Как работи превключвателят

Релето е комутационно устройство, което свързва или изключва верига на веригата в случай на колебания в текущите параметри. Устройството се активира, когато се достигне границата на стойността на състоянието (напрежение или ток), затваряне или отваряне на линията.

За да се разбере принципът на действие на релето, се изисква да се изяснят съставните му възли. Дизайнът на устройството включва индуктор, котва и комутационни канали. Когато е свързан към верига в индуктори с магнетизиран проводник, възниква ЕРС на самоиндукция, т.е. фаза изостава от напрежението. В процеса на подаване на ток към бобината елементът привлича котва с контакти, която затваря веригата.

Устройството има два вида вериги:

• контролиран - затворен от котва в момента на задействане;
• управление - през него токът тече към бобината.

Управлението на големи токове в управляващата верига се осъществява посредством слаботокова контролна връзка.

Релейният апарат от електромагнитен тип работи съгласно принципа на хистерезис - активиране известно време след пристигането на текущия импулс. Токът в бобината се увеличава в цикъл, достигайки необходимата стойност. Поради хистерезис, релейните устройства не се използват за оборудване с бърза реакция.

На корпуса са посочени управляващи и контролирани контакти, допустими параметри на напрежението и тока.

Опции за чувствителност

Чувствителност - принципът на работа на релето, при който устройството реагира дори на незначителни отклонения в индикаторите и бързо се връща в стандартен режим.

Високочувствителните модели възприемат стойности под 10 mW, нормални - от 1 до 5 W, нискочувствителни - от 10 до 20 W.

Разновидности на релета

За решаване на практически проблеми се използват видове релета, които се различават по характеристиките на действие, включване и наличие на защита.

По принципа на работа

Тези видове релета включват:

• Електромагнитни - модели от електромеханичен тип, работещи от магнитното поле на тока на намотката, действащ върху котвата. Електромагнитният превключвател може да бъде неутрален с отговор на текущите параметри и поляризиран с отговор на текущата величина и полярност.
• Електронна - ще работи при големи натоварвания. Дизайнът е представен от полупроводникови елементи за захранване и изключване на напрежението.
• Тръстика - направена под формата на цилиндър с вакуум или намотка, пълна с инертен газ. Тръстиковият превключвател е разположен в центъра на магнита или е изложен на поле. Този тип се активира при подаване на ток към намотката. След образуването на магнитен поток и намагнитването на пружините контактите се затварят.
• Електротермални - работят въз основа на разликата в коефициента на разширение при нагряване на биметални плочи. Видът на разпределението на релето се определя от броя на фазите на мрежата.

Електротермичните модели са подходящи за производство или като електрически мотор.

По вида на включване на възприемащия елемент

Има модификации:

• Първичен - свързан към веригата на елемента. Те могат да се използват без измервателни трансформатори, кабели, източници на бързи токове.
• Вторичен - свързан посредством трансформатори с отговор на колебанията на тока и напрежението.
• Междинен - ​​поставен като спомагателно устройство, усилва или трансформира сигналите на вторичните модели.

Видът на сензорния елемент зависи от релейното устройство. Това може да бъде електромагнитна, магнитоелектрическа, индукционна, електродинамична система.

По начин на експозиция

В зависимост от това как задвижването действа върху контролирания индикатор, има устройства:

• директно действие - задвижването действа директно върху управляващата верига;
• непряко действие - помощните устройства се използват за въздействие върху веригата.

Активна контактна система се използва като изпълнителен елемент на електромеханичните устройства.

Защитни устройства

Автоматизацията се задейства от колебания в съпротивление, мощност и напрежение. Има такива видове релета:

• максимална токова защита - защитата от свръхток се задейства, когато токът достигне зададената граница;
• насочена защита - в допълнение към тока се следи мощността;
• диференциална защита - устройствата реагират, когато напрежението на оборудването се промени рязко или на повреди в самата мрежа;
• отдалечени устройства - защитата се извършва при стандартна и висока честота, когато се установи намаляване на съпротивлението или късо съединение;
• диференциално-фазови устройства - DFZ управлява фазите от двата края на захранващата линия.

В битови условия е разрешено използването на MTZ устройства от електромагнитен тип.

Обозначение на диаграмите

Международният класификатор ви позволява да ремонтирате или проектирате оборудване. Схемата се отличава с буквено-цифрови маркери:

• правоъгълник с хоризонтални линии отстрани, маркиран с буквите A и A1 - соленоидна намотка с захранващи проводници; понякога се обозначава с буквата К;
• превключващи контакти - стабилизаторни контакти;
• правоъгълник с удебелена точка на един щифт или буквата P вътре във фигурата е поляризирана модификация;
• правоъгълник с две наклонени линии - наличието на две намотки.

Диаграмите за обозначаване на домакинското реле също показват вида на контактите, характеристиките на отваряне и наличието на самовъзврат.

Области на употреба

Контактното устройство се използва за целите на:

• управление на електрически системи - можете да доставите стабилизатор за постоянен, променлив ток или защита;
• предотвратяване на влиянието на пренапреженията върху възлите на домакинските уреди - превключвателят създава стабилен тип връзка;
• непрекъсната работа на промишлено и производствено оборудване;
• автоматизация на електрически уреди, използвани в ежедневието;
• усилване на управляващи сигнали на диаграмите.

Разпределителната уредба е предварително зададена от производителя, така че да може да се задейства в определени ситуации.

Изисквания за стабилизатор

Независимо от метода на експозиция, включване и наличие на защита, при избора трябва да вземете предвид техническите характеристики:

• време за реакция - периодът от получаване на управляващия сигнал на входа до момента на въздействие върху параметрите на мрежата;
• превключваща мощност - допустимата граница на мощността за оборудването или мрежата;
• задействаща мощност - минималният индикатор, при който устройството ще започне да работи;
• зададената стойност е променлив параметър, указващ величината на работния ток.

Моделите на съвременните производители имат опростен тип дизайн или са оборудвани с микропроцесори, системи за управление, сензори.

Спазвайки изискванията за избор и знаейки обхвата на приложение на релето, е лесно да се осигури непрекъсната работа на електрическата мрежа в условия на колебания на напрежението и мощността.