Статические реле переменного тока

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕЛЕ

Конструктивно электромагнитное реле представляет собой катушку выполняющую роль втягивающего устройства.

Она состоит из основания из немагнитного материала, на которое намотан медный провод, который, в зависимости от исполнения, может быть в изоляции из тканевых, синтетических материалов, но в большинстве случаев проводник покрывается диэлектрическим лаком.

При подаче напряжения на катушку происходит втягивание металлического сердечника, связанного с толкателем, который приводит в движение контакты.

В зависимости от назначения контактный блок реле может состоять из нормально открытых (разомкнутых) или нормально закрытых (замкнутых) контактов, в некоторых случаях блок контактов может совмещать в себе оба типа контактов.

Более подробно устройство реле можно понять если разбить его составляющие на блоки:

управляющий — служит для преобразования управляющего сигнала (в нашем случае из электрического — в магнитное поле);
блок промежуточных элементов — приводит в действие исполнительный механизм;
исполнительный блок — воздействует непосредственно на управляемую цепь. В качестве исполнительного блока можно рассматривать контактную группу устройства.

Также, при проектировании управляющих цепей с использованием электромагнитных реле необходимо учитывать, что ввиду того что чувствительным элементом является электромагнитная катушка, то ток в обмотке увеличивается или уменьшается не мгновенно, а в течении некоторого времени.

В связи с этим следует учитывать возможное время задержки срабатывания. Оно достаточно мало, но в некоторых ситуациях может оказывать влияние на работу других элементов схемы.

Электромагнитные реле можно классифицировать по следующим признакам:

области применения:

для цепей управления, защиты или сигнализации;

мощности управления:

малой мощности, управляющий сигнал ≤1 Вт, средней мощности, сигнал управления находится в пределах от 1 до 9 Вт, высокой мощности — мощность сигнала ≥10 Вт;

времени реакции на сигнал управления:

безынерционные время реакции ≤ 0,001 сек., быстродействующие — время реакции от 0,001 до 0,05 сек., замедленные время реакции от 0,05 до 1 сек., а также реле времени с регулируемой задержкой срабатывания.

характеру управляющего напряжения:

постоянного тока —нейтральные, поляризованные и переменного тока.

Отдельно стоит остановиться на особенностях реле постоянного тока. Как было выше сказано они подразделяются на нейтральные и поляризационные. Главное отличие этих двух групп заключается в том, что поляризационные устройства чувствительны к полярности приложенного напряжения, то есть подвижный сердечник меняет свое направление с правого на левое или наоборот в зависимости от полярности напряжения.

Электромагнитные реле постоянного тока делятся на:

двухпозиционные;
двухпозиционные с преобладанием;
трехпозиционные или реле с нечувствительной зоной.

Срабатывание же устройств нейтрального типа не зависит от полярности подаваемого напряжения. К недостаткам реле использующих, в качестве управляющего сигнала, постоянный ток можно отнести необходимость установки блоков питания, для подачи постоянного тока и высокая стоимость самого устройства.

Реле переменного тока этого лишены, но и у них есть свои недостатки такие как — необходимость доработки конструкции для устранения вибрации сердечника.

Рабочие параметры хуже, чем у устройств использующих линейную форму управляющего сигнала, а именно — хуже чувствительность, гораздо меньшее электрическое усилие. Но в тоже время они могут напрямую подключаться к электрической сети переменного тока.

В чем особенности?

При создании твердотельного реле удалось исключить появление дуги или искр в процессе замыкания/размыкания контактной группы. В результате срок службы прибора увеличился в несколько раз. Для сравнения лучшие варианты стандартных (контактных) изделий выдерживают до 500 000 коммутаций. В рассматриваемых ТТР такие ограничения отсутствуют.

Стоимость твердотельных реле выше, но простейший расчет показывает выгоду их применения. Это обусловлено следующими факторами — экономией электроэнергии, продолжительным ресурсом работы (надежностью) и наличием управления с помощью микросхем.

Выбор достаточно широк, чтобы подобрать устройство с учетом поставленных задач и текущей стоимости. В продаже имеются как небольшие приборы для установки в бытовых цепях, так и мощные устройства, используемые для управления двигателями.

Как отмечалось ранее, ТТР отличаются по типу коммутируемого напряжения — они могут быть рассчитаны на постоянный или переменный I. Этот нюанс требуется учесть при выборе.

К особенностям твердотельных моделей стоит отнести чувствительность прибора к нагрузочным токам

Чтобы избежать такой проблемы в процессе эксплуатации, важно внимательно подойти к процессу монтажа и установить в цепи ключа защитные устройства

Кроме того, важно отдавать предпочтение ключам, имеющим рабочий ток в два или три раза превышающий коммутируемую нагрузку. Но и это не все

Для дополнительной защиты рекомендуется предусмотреть в схеме предохранители или автоматические выключатели (подойдет класс «В»).

Шаговые двигатели – типы, устройство и принцип работы, подключение и управление

Контактный ток передачи

И контакты, и металлические выводы к ним, представляют собой элементы с конечной площадью поперечного сечения. Существует ограничение на количество тока, который может проходить через них без опасения перегрева.

Параметр усилия нажима повторить сложнее. Контакты сталкиваются с большой силой и затем удерживаются на месте якорем. Давление на замыкающие контакты обеспечивается только пружиной, которая не должна быть слишком сильной, чтобы электромагнит реле мог ее согнуть. По этой причине ток, который могут проводить замыкающие контакты, может быть больше чем ток, протекающий через замыкающие контакты. Некоторые производители правда оговаривают, что максимальный прямой ток замыкающих контактов доступен при номинальном напряжении питания катушки. Многие производители учитывают это и проектируют свою продукцию таким образом, чтобы не было разницы в параметрах между нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми контактами.

Реле тока, виды и применение

Реле тока – устройства, чаще всего используемые для сигнализации превышения тока в контролируемой цепи, а также для отключения электрических цепей, в случае возникновения перегрузок и коротких замыканий. Применяемые реже реле минимального тока, наоборот, предназначены для размыкания цепей в случае достижения в них определенного минимального его значения.

Существует много различных типов токовых реле (в дальнейшем ТР), отличающихся принципом действия и конструктивным исполнением

«Классическое» ТР представляет собой катушку с железным сердечником и подпружиненный подвижный якорь, управляющий контактами.При прохождении тока по катушке создаётся магнитное поле, под действием которого сердечник катушки намагничивается и притягивает якорь, вызывая срабатывание контактов.В отличие от реле напряжения катушка ТР содержит небольшое количество витков провода довольно большого диаметра (зависит от величины тока, на который оно рассчитано) За счёт чего и достигается небольшое падение напряжения на катушке, что важно, так как катушка включается последовательно с контролируемой цепью.Некоторые ТР имеют регулировку тока срабатывания, которая чаще всего осуществляется изменением натяжения пружины якоря. Диапазон регулировки может составлять десятки процентов

Реле переменного тока (для контроля больших токов) может быть включено через трансформатор тока.Важнейшей характеристикой ТР является время его срабатывания. У реле максимального тока, время срабатывания должно быть как можно меньше и может достигать десятков миллисекунд. Эти устройства используются для защиты от коротких замыканий.Для защиты от длительных перегрузок вместе с этими устройствами используют реле времени, осуществляющие задержку отключения защищаемой цепи. Это исключит возможные ложные срабатывания при кратковременных превышениях тока. Время срабатывания, обычно регулируется.Тепловое ТР представляет собой биметаллическую пластину с нагревательным элементом из материала с высоким удельным сопротивлением (нихром). Она состоит из двух материалов с разными коэффициентами теплового расширения. При нагревании, пластина изгибается, воздействуя на исполнительный механизм.Время срабатывания теплового ТР зависит от величины тока, превышающего номинальное значение уставки ТР. Получается это вследствие того, что чем больше ток, тем быстрее происходит разогрев биметалической пластины и время срабатывания, соответственно уменьшается.Такая характеристика в большинстве случаев является предпочтительной. Поэтому из-за простоты конструкции и надежности в работе, тепловые ТР, как и реле электромагнитного типа, получили очень широкое распространение.Трёхполюсные тепловые ТР, совместно с электромагнитными пускателями, применяются, чаще всего для защиты электродвигателей. Они имеют регулировку тока срабатывания (в пределах +/- 5-10%) кнопку возврата.Реле упомянутых типов совместно применяются и в автоматических выключателях, используемых как в быту, так и в промышленности. В корпусе автоматического выключателя размещается электромагнитное реле максимального тока для защиты от коротких замыканий и тепловое ТР для защиты от перегрузок.При установке управляющего флажка автомата в положение «включено», замыкаются контакты, включающие электрическую цепь, взводится пружина и срабатывает фиксатор, удерживающий это положение. Срабатывание любого токового реле приводит к освобождению фиксатора и под действием возвратной пружины контакты автоматического выключателя размыкаются (состояние «выключено»).Электронные ТР используется для мгновенного или с минимальной задержкой отключения оборудования при перегрузке по току. Электронная схема реле обрабатывает сигнал в соответствии с заданными характеристиками. Как правило, можно установить максимально допустимый ток и необходимое время задержки отключения при перегрузке.Кроме того, возможно и полное отключение функции контроля при пуске оборудования на некоторое время, во избежание ложных срабатывание из-за возникновения в цепи больших пусковых токов.Электронные ТР могут быть как переменного, так и постоянного тока. Их выходы, непосредственно управляющие нагрузкой, могут быть выполнены бесконтактными. Это могут быть тиристоры, симисторы, IGBT, МОП транзисторы, а так же их оптоэлектронные аналоги.ТР может входить в состав некоторых устройств (бесконтактных пускателей, регуляторов мощности и т.п.). Так, в аналоговых электроприводах это часть схемы, а в цифровых электроприводах это функция программы управления. Параметры защиты по току задаются в настройках устройства.

Твердотельные реле серий SSR и TSR

Сегодня в продаже встречаются модели TSR и SSR. Рассмотрим их подробнее.

Особенности

Изделия имеют сопротивление изоляции от 50 Мом и более при проверке мегаомметром на напряжение 500 Вольт. Изоляция на входе и выходе отличается прочностью, равной 2 500 Вольт. Мощность управления небольшая — 12 Вольт*7,5А.

Стоит выделить минимальное излучение ЭМ помех, что гарантируется коммутацией при переходе через ноль, а также высокий параметр перегрузки по I. Допускается превышение номинального I в десять крат на время до одного периода.

Расшифровка

Название изделия имеет следующий вид — SSR (1) — 40 (2) D (3) A (4) — Н (5). Цифры в скобках соответствуют номеру расшифровки:

SSR или TSR — твердотельное реле (однофазное или трехфазное соответственно).
Нагрузочный I. Цифра соответствует параметру тока. В нашем случае — 40 А.
Сигнал на входе. Здесь возможны следующие варианты:
- L — от 4 до 20 мА (линейное ТТР).
- D — от 3 до 32 В постоянного I (включения и отключения).
- V — переменное сопротивление.
- A — от 80 до 250 Вольт переменного I (включения и отключения).
Напряжение на выходе:
- D — постоянное.
- A — переменное.
Диапазон напряжения на выходе:
- H — от 90 до 480 Вольт (переменное).
- Нет — от 24 до 380 Вольт (переменное).

Определение

Твердотельное реле — устройство электронного типа, один из видов реле, в котором нет движущихся элементов. Изделие применяется для подачи тока или разрыва цепи путем внешнего управления (действием небольшого напряжения).

Твердотельное реле (сокращено — ТТР) имеет внутри датчик, реагирующий на подачу управляющего сигнала. Кроме того, в составе изделия имеется твердотельная электроника, в том числе включающая цепочка, способная коммутировать большие I.

Устройство может устанавливаться в цепях переменного и постоянного тока, часто применяется как обычное реле. Главная разница в том, что в ТТР нет механических контактов.

Техника безопасности

Токовое реле может не только защищать устройство от поломок, но и причинять вред здоровью

Это происходит в тех случаях, когда люди пренебрегают правилами техники безопасности и не берут во внимание рекомендации опытных специалистов

Необходимые меры безопасности:

Любые работы по регулировке или проверке токового реле следует выполнять с соблюдением мер предосторожности.
Ремонтные или профилактические мероприятия имеют право проводить только высококвалифицированные сотрудники, имеющие большой опыт подобной работы.
Выполнять установку реле могут только люди, ознакомленные с инструкцией прибора и правилами техники безопасности.
Запрещается проводить ремонт при включённом в сеть устройстве. В противном случае есть высокая вероятность поражения электрическим током, который может стать причиной серьёзных проблем со здоровьем.
Нельзя использовать в работе устройство, имеющее видимые повреждения одного или нескольких элементов.
Перед включением оборудования необходимо проверить все контакты токового реле на наличие повреждений и каких-либо дефектов

В случае их обнаружения следует аккуратно устранить проблему при помощи специальных инструментов или их аналогов.
Любая износившаяся деталь конструкции должна быть сразу же заменена на новую.
Запрещается использовать защитное устройство при сильных вибрациях и чрезмерной запылённости.
Нельзя применять приспособление для защиты оборудования, работающего в помещениях с высокой влажностью или большой вероятностью попадания какой-либо жидкости.
Некоторые активные химические пары и газы способны разрушить изоляционный слой. Из-за этого не рекомендуется подключать реле в потенциально опасных помещениях.
Запрещено использовать защитное реле в помещениях, где хранятся легковоспламеняющиеся и взрывоопасные материалы.
Защитное устройство может работать только при температуре от -20 до +40 градусов по Цельсию и влажности не более 80%.
Все составные части конструкции должны соответствовать стандартам и быть правильно промаркированными. Если используется какой-либо несоответствующий элемент, то может возникнуть аварийная ситуация, которая повлечёт за собой множество дополнительных проблем.

Реле минимального тока — это эффективное защитное устройство, которое помогает избежать эксплуатации оборудования при заниженных показателях в сети. При правильном использовании и соблюдении всех рекомендаций специалистов можно значительно увеличить продолжительность работы приспособления и избежать каких-либо проблем.

Выбор и подключение

При выборе определённой модели реле специалист руководствуется рядом факторов

Важно обращать внимание даже на малейшие детали. Необходимо учитывать токовую нагрузку. Современные устройства могут крепиться к плоским поверхностям или же устанавливаться на рейках в распределительном шкафу

Современные устройства могут крепиться к плоским поверхностям или же устанавливаться на рейках в распределительном шкафу

Современные устройства могут крепиться к плоским поверхностям или же устанавливаться на рейках в распределительном шкафу.

Некоторые модели имеют довольно маленькие габариты. Желательно отдавать предпочтение аппаратам, где можно легко регулировать диапазон пороговых значений. Удобно, когда при срабатывании возникает звуковая и световая индикация. Для этого может быть светодиодный или жидкокристаллический дисплей. На выбор влияет также степень защищённости реле и климатические условия, где будет размещаться аппарат.

Инструкция по установке и подключению у каждого прибора своя. Монтаж реле вида ЕРР происходит следующим образом:

Питание полностью отключается.
Реле устанавливается на шине распределительного щита.
Подсоединение к питанию проводится по правилам, которые указаны в техдокументации.
Через сквозной канал для подключения реле проводится кабель измеряемой линии.
Провод питания сигнализации подсоединяется по очереди к контактам устройства для контроля тока.

При установке устройства неопытный мастер может допустить ошибку. Не следует забывать, что электромагнитные конструкции в высокогорье могут работать с перебоями. Это объясняется изменениями в атмосферном давлении. Поэтому перед установкой прибора необходимо внимательно изучить его описание. Обычно в инструкции указывается, что его можно применять при максимальной высоте в 2 тыс. м над уровнем море. Специалисты должны учитывать этот факт в работе с авиационной техникой.

Тип нагрузки реле

Максимальный прямой ток контактов – это параметр, который может различаться для постоянного и переменного тока. Он также может различать резистивные и реактивные нагрузки. Чаще всего резистивная нагрузка может потреблять больше тока, чем реактивная.

Некоторые производители предоставляют более подробную спецификацию в своих примечаниях к реле, например с учетом нагрузки на двигатель. Например несмотря на высокий максимальный прямой ток контактов, который достигает 16 А, максимальная мощность управляемого двигателя может составлять всего 650 Вт. Причина проста – индуктивная нагрузка представляет собой проблему для контактов из-за возникающего перенапряжения, да и пусковые токи. Поэтому с виду «сильного» реле может оказаться недостаточно.

Описание модели РМТ 101

Данное реле современного исполнения, многофункциональное и пользуется большим спросом у потребителей, рассмотрим его технические возможности.

Функциональное назначение

Реле используется для контроля тока нагрузки на протяжении всего времени эксплуатации, приборов нагрузки с однофазным питанием. Пределы измерения тока от 0 до 100А, прибор отключает нагрузку при достижении установленного порогового значения тока. Каждый игрок, приходя в игровой зал, ищет способ немного сэкономить и уменьшить затраты на игру. Он проходит регистрацию и получает выгодный приветственный капитал – бездепозитные бонусы от казино , которые поступают в виде реальных средств или бесплатных спинов. Начать игровой процесс можно и без первоначальных вложений – используйте первое поощрение от клуба на собственное благо. Чтобы его зачислили на счет, нужно пройти регистрацию на сайте казино, указать и подтвердить личные данные пользователя, а потом сделать запрос на приветственный капитал. Нагрузка подключается через коммутирующие контакты реле при потребляемой мощности не более 1.75кВА. токовые нагрузки выше этого значения до 20кВА подключают через магнитные пускатели с контактами способными выдерживать нагрузку соответствующей мощности.

Органы управления реле позволяют пользователю вручную задавать:

Пороги срабатывания по току;
Время задержки отключения;
Время повторного включения после срабатывания;

В то же время кроме функций защиты изделие имеет дополнительные функции:

Цифровой амперметр измеряет и отображает токи нагрузки;
Ограничение токов потребления;
Используется реле с приоритетом выбора нагрузки.

Встроенный трансформатор тока позволяет измерять величину тока без разрыва цепи, на лицевой панели светодиодные индикаторы отображают состояние реле и в каких пределах находится ток нагрузки.

Основные технические характеристики

Питание однофазная сеть переменное напряжение	220В
Частота напряжения в сети	50 Гц
Диапазон токовых измерения	0-100А
Погрешность измерений	1%
Интервал регулировки времени включения	0 – 900 сек.
Интервал регулировки времени отключения	0 – 300 сек.
Максимальный ток коммутации	8А
Максимально допустимое напряжение	400В
Потребляемая мощность без нагрузки	3.5Вт.
Износостойкость контактов коммутации: — при нагрузке 8А — при нагрузке 1А	100 тыс. срабатываний; 1 миллион.
Сечение подключаемых проводов в сети	0.5 – 2мм2
габариты	90-52,6-69,1
крепление	На дин — рейку

Конструкция позволяет функционировать изделию в любом положении в пространстве относительно поверхности земли.

Промежуточные реле

Промежуточные реле (РП) благодаря наличию в них большого количества нормально замкнутых и разомкнутых контактов применяются в релейной защите, когда необходимо одновременно замыкать и размыкать несколько независимых цепей (цепи управления сигнализации, выключателей и другие), подключаемые к разным контактам реле. Кроме того, наличие у них мощных контактов дает возможность использовать их для разгрузки маломощных контактов основных реле от больших токов (для замыкания цепей электромагнитных приводов выключателей).

Промышленностью выпускается большое количество промежуточных реле, работающих на электромагнитном принципе. Основным элементом промежуточных реле является электромагнит с подвижным якорем и подвижная система комбинированных контактов (нормально закрытых и открытых), связанных с якорем. Промежуточные реле изготавливаются для работы в оперативных цепях переменного и постоянного тока. Реле РП – 23 и РП – 24 работают в оперативных цепях постоянного напряжением 12, 24, 48, 110 и 220 В, а реле РП – 25, РП – 26 – в цепях переменного тока напряжением 100 и 220 В.

На рисунке ниже показаны устройство и принцип действия реле РП – 23:

Реле состоит из катушки 12, размещенной на сердечнике 11, якоря 9 неподвижных контактов 4, подвижной контактной системы 5, разделенной изоляционными втулками 6, возвратной пружины 3, скобы 2, на которой закреплен сердечник упора 7, ограничителя хода якоря 10 и основания реле 1.

При подаче напряжения на катушку реле якорь, втягиваясь, хвостовиком 8 перемещает подвижную контактную систему вниз. При этом замыкаются нормально открытые контакты и размыкаются нормально закрытые контакты. Реле имеет четыре нормально открытых контакта и один нормально закрытый. При исчезновении тока в катушке реле под действием пружины 3 контактная система возвращается в исходное положение.

Принцип работы твердотельного реле

Рис. №3. Схема работы с использованием твердотельного реле. В положении выключено, когда на входе наблюдается 0 В, твердотельное реле не дает пройти току через нагрузку. В положение включено, на входе есть напряжение, ток идет через нагрузку.

Основные элементы регулируемой входной цепи переменного напряжения.

Регулятор тока служит для поддержки неизменного значения тока.
Двухполупериодный мост и конденсаторы на входе в устройство служат для преобразования сигнала переменного тока в постоянный.
Встроенный оптрон оптической развязки, на него подается питающее напряжение и через него протекает входной ток.
Тригерная цепь служит для управления эмиссией света встроенного оптрона, в случае прекращения подачи входного сигнала ток прекратит свое протекание через выход.
Резисторы, расположенные в схеме последовательно.

В твердотельных реле используется два распространенных типа оптических развязок – семистор и транзистор.

Симистор обладает следующими преимуществами: включение в состав развязки тригерной цепи и ее защищенность от помех. К недостаткам следует отнести дороговизну и необходимость больших величин тока на входе в устройство, необходимого для переключения выхода.

Рис. №4. Схема реле с семистором.

Тиристор — не нуждается в наличии большого значения тока для переключения выхода. Недостаток – нахождение триггерной цепи вне развязки, а значит большее число элементов и слабая защита от помех.

Рис. №5. Схема реле с тиристором.

Рис. №6. Внешний вид и расположение элементов в конструкции твердотельного реле с транзисторным управлением.

Принцип работы твердотельного реле типа SCR полупериодного управления

При прохождении тока через реле исключительно в одном направлении величина мощности снижается почти на 50%. Для предотвращения этого явления используют два параллельно подключенных SCR, расположенные на выходе (катод соединяется анодом другого).

Рис. №7. Схема принципа работы полупериодного управления SCR

Типы коммутирования твердотельных реле

Управление коммутационными действиями при переходе тока через ноль.

Рис. №8. Коммутация реле при переходе тока через ноль.

Используется для резистивной нагрузки в системах управления и контролирования нагревательных устройств. Использование в слабоиндуктивных и емкостных нагрузках.

Фазовое управление твердотельным реле

Рис.№9. Схема фазного управления.

Основные показатели для выбора твердотельных реле

Ток: нагрузки, пусковой, номинальный.
Тип нагрузки: индуктивность, емкость или резистивная нагрузка.
Тип напряжения цепи: переменное или постоянное.
Тип сигнала управления.

Ориентировочные примеры выбора реле при превышении тока

Нагрузка активной мощности, например, ТЭН – запас 30-40%.
Электродвигатель асинхронного типа, 10 кратный запас по току.
Освещение с лампами накаливания – 12 кратный запас.
Электромагнитные реле, катушки – от 4 до 10 кратного запаса.

Рис. №10. Примеры выбора реле при активной нагрузке по току.

Такой электронный компонент электрических цепей как твердотельное реле становиться обязательным интерфейсом в современных схемах и обеспечивает надежную электрическую изоляцию между всеми задействованными электроцепями.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Статические реле переменного тока

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕЛЕ

В чем особенности?

Контактный ток передачи

Реле тока, виды и применение