Промежуточное реле: как работает, виды, маркировка, регулировка и подключение

Большая часть электросхем разрабатывается и используется в слаботочных системах. Основное предназначение подобного рода схем – трансформация входящих сигналов по заложенному алгоритму действий.

Для гальванической развязки цепей низковольтного и более высокого номинала напряжения задействуют промежуточное реле. За счет небольших размеров и надежности эти приборы широко распространены в различных областях.

О предназначении изделия

Такой вид коммутатора является вспомогательным объектом в электроцепи. Многофункциональность образцов позволяет применять их в автоматизированных, защитных и регулировочных схемах.

Используется в случаях, когда есть надобность в синхронном замыкании или размыкании нескольких автономных электросхем, иными словами – размножение токоведущих каналов.

Схема подключения аварийной кнопки автомобиля: посредством одной контактной линии электромагнитного реле можно осуществить выключение переключателя, а второй – воспроизвести в блоке сигнализации звуковое оповещение

Контактор может быть использован и в качестве регулятора более мощного реле, благодаря которому осуществляется коммутация цепи с высоким напряжением.

Возьмем, к примеру, такую ситуацию: есть необходимость подачи тока на катушку индуктивности выключателя, где максимальное моментальное значение электроведущей силы при включении — 63 А.

Однако выполнить такую задачу, используя один электромагнитный аппарат, не представляется возможным.

Поэтому изначально необходимо подать питание на катушку сердечника разделительного устройства, использующего собственные связи, включить контактор с большей мощностью, на который и будет возложена задача коммутации большей силы электроэнергии.

Также деталь можно использовать для создания искусственной задержки действия реле защиты или, как говорят, для формирования выдержки времени.

Конструктивное строение прибора

Электромагнитные устройства подключаются к электроцепи, осуществляющей контроль или регулировку изделий, которые подключены к силовому узлу, для преобразования.

Запуск может осуществляться влиянием различного рода факторов: электропитание, световая энергия, гидростатическое или давление газа.

Конструктивное устройство электромагнитного реле:1 – пружина; 2 — подвижный якорь; 3 — ферромагнитный стержень (сердечник); 4 – катушка; 5 — основание; 6 – один или несколько неподвижных контактов; 7 – исполнительный орган

Согласно стандартам, простейшее контактное устройство координируется тремя основными участками: воспринимающий, промежуточный и исполнительный. Каждый из них представлен индивидуальным механизмом, отвечающим за определенные действия в коммутационной системе.

Первичный, так называемый, чувствительный элемент производит реакцию на входящий параметр и трансформирует его в физическую величину, требующуюся для функционирования контактора.

Такой воспринимающий механизм воплощен в электромагнитной катушке с сердечником — на схеме обозначен номером 4. В зависимости от сети, к нему может быть подключено или переменное, или постоянное напряжение.

Промежуточное звено начинает сравнительный анализ преобразованной величины с заложенным образцом. Как только достигается заданное значение, узел передает сигнал чувствительного механизма исполнительному. Этот участок состоит из пружин противодействия (1) и успокоителей.

Успокоительные элементы в контакторе используются для устранения колебаний подвижных сегментов, а в реле времени — для обеспечения необходимого временного интервала

В производственной части посредством коммутационных линий (6), расположенных на корпусе над колодкой, воспроизводится влияние на подчиненную линию и контакты замыкаются.

Принцип действия контактора

В алгоритме работы этого вида реле заложено применение электродинамических сил, создаваемых в ферромагнетике во время прохождения электричества по спирали витков изолированного провода катушки.

Исходя из технических особенностей коммутатора и количества размещенных в нем контактных связей, якорь либо замыкает, либо размыкает их

Первоначальное расположение Г-образной пластины (якоря) зафиксировано пружиной. Подавая на магнит ток, якорь, с находящимся на нем коммутирующим контактом преодолевает силы пружины и тянется к намагниченному полю.

При передвижении хвостовик, расположенный на плоскости контакта, цепляет нижнюю контактную схему, перемещая ее вниз.

Если на катушке прекращается подача электричества, пружина оттягивает назад ярмо и устройство принимает свой первоначальный вид.

Рассмотрим на примере, как работает реле электромагнитного типа в автомобиле. Если его подключить к трехфазному асинхронному мотору будут воспроизведены следующие действия:

1. Старт – включение сигнализации.
2. Срабатывание пускателя.
3. Замыкание последней пары контактов в результате — пуск механизма двигателя.

Кроме этого, именно реле отвечает за выключение мотора при разрыве реверса. Таким образом устраняется проблема резкой остановки двигателя.

Для распознавания типа электромагнитного контактора в производстве применяются маркировочные значения, состоящие из набора букв и цифр, нанесенных на устройство

Также важно знать, что электромагнитное реле может оснащаться несколькими группами регулировочных контактов. Количество последних полностью зависит от предназначения конкретной модели прибора.

Разновидности промежуточных коммутаторов

Контакторы промежуточного типа разгружают основные исполнительные устройства. Иначе условия дугогашения станут более строгими, что обусловит нерентабельность производства, например, таких мощных источников, как ТЭС.

Используемые методы включения

Классификация электромагнитных коммутаторов осуществляется согласно основным признакам и характеристикам, а именно:

• по способу включения;
• особенности конструкции — численность и тип обмоток, а также количество, состояние и мощность контактных линий;
• принципу действия;
• по времени срабатывания и возврата в начальное положение.

Исходя из назначения, контакторы производятся с обмоткой напряжения или тока либо двумя разновидностями одновременно. Выделяют два унифицированных метода их подсоединения.

Электромагнитный прибор обязан включаться не только при стандартном режиме функционирования источника питания, но и при аварийных показателях, работая на понижение тока до 40%

Первый тип подключения – сериесный. Прибор включен последовательно в секциях обмоток других устройств и функционирует от тока, протекающего по контуру этой цепи.

Следующий – шунтовый. Включается на номинальные показатели напряжения источника оперативного тока.

Особенности конструкции прибора

Особенности устройства предполагают образцы с одним витком обмотки напряжения или тока (РП-23, РП-252), двумя (РП-11) и нечасто с тремя.

Реле постоянного тока (РП-23) производятся на такие номинальные значения напряжения: 12, 24, 48, 110 и 220 В, переменного (РП-24) – 127, 220 и 380 В.

Устройство РП-23: электромагнит с обмоткой, якорь с хвостовиком, неподвижные и подвижные контакты, пружина, регулирующая пластинка. Контактор установлен на цоколе и закрыт кожухом

Коммутаторы типов РП-23 и РП-24 предназначены для функционирования на гальваническом токе и имеют по 5 контактных линий, которые могут быть применены в разных сочетаниях. Различия между ними в их устройстве.

Второй вид устройств оснащен встроенным механическим указателем расцепления. Их расходуемая мощность при базисном напряжении составляет 6 Вт.

Серии РП-25 и РП-26 работают исключительно на переменном токе и устроены аналогичным образом, как и предыдущие приборы.

Дополнительный элемент – короткозамкнутый виток на сердечнике с катушкой, предназначенный для устранения вибраций движущейся части механизма. Их потребляемая энергия одинаковая – 10 Вт.

В последнее время ЗАО ЧЭАЗ (завод по производству электроаппаратов в Чебоксарах) вместо указанных выше модификаций производят переориентировку на модернизированные модели.

Это коммутаторы РП16-1 (гальванический ток) и РП16-7 (переменный ток), оснащенные двумя размыкающими и четырьмя замыкающими контактными группами.

Распределитель нового поколения РП16-7 направлен на включение в селективные силовые схемы защиты и автоматики для коммутирования электронагрузки

Двух- и трехобмоточные периферийные устройства обычно используют в нескольких случаях. Рассмотрим, какие задачи они решают и какой тип прибора для этого потребуется:

1. При потребности активирования режима работы от тока и удержания от напряжения, например, серия РП-232 с одновитковой рабочей обмоткой.
2. Если необходимо действие устройства от напряжения и воздержание от электричества — РП-233 на два удерживающих токовых витка.

Таким же образом, взамен вышеописанных контакторов ЧЭАЗ внедряет новые образцы РП-16-2 – РП16-4 и РП17-1 – РП17-5.

Принцип действия коммутаторов

Контактные устройства применяются в сегменте связи и автоматики. Исходя из принципа работы, их разделяют на нейтральный и поляризованные (импульсные) виды.

Основное различие между ними – в первых смещение якоря не подчинено полярности управляющего сигнала, у вторых — наоборот, имеют прямую зависимость от направления движения заряженных частиц в обмотке.

Нейтральные выключатели имеют самое простое устройство, состоящее из двух систем: контактного и магнитного вида.

В контактной группе есть два неподвижных и один обобщенный подвижный контакт. Магнитный узел состоит из якоря, электромагнита и ярма.

Схема электромагнитного реле нейтрального типа: в) со втягиваемым внутрь катушки якорем. Если сигнал управления находится на максимальном расстоянии – якорь удален от сердечника – одна пара контактов замкнута, а другая – разомкнута

Дополнительно нейтральные аппараты разделены по характеру движения якоря: угловой (поплавковый) и втяжной.

Для снижения резисторных сил магнитного воздушного канала между подвижной пластиной и сердечником. Последний оснащается полюсным наконечником.

Такие релейные электросхемы применяются в системах управления производственных станков и машин. РЭС-6 является одним из представителей слаботочных контакторов нейтрального класса.

Устройство может иметь вид двухпозиционного или одностабильного. Его номинальное напряжение работы 80-300 В, коммутационный ток – 0,1-3 А-В.

Схема электромагнитного реле поляризационного типа: а) клапанный с замыкающими и размыкающими контактами; б) клапанный только с замыкающими контактами

Согласно двум размещенным в разделе схемам, комплектация всех подвидов нейтральных контакторов составлены из таких элементов:

• блок с обмоткой (1);
• якорь (2);
• питающие выводы обмотки (3);
• ответная часть (4);
• контактные пружины (5);
• замыкающие линии (6);
• подвижные контакты (7);
• размыкающий контакт (8);
• возвратная пружина (9);
• якорь (10);
• штифт отлипания (11);
• сердечник (12);
• проводниковое покрытие (13);
• линейные изоляторы (14).

Импульсная категория составлена из таких же систем. Однако магнитный участок дополнительно оснащен двумя стержнями с обмоткой, а также контактной тягой и постоянным магнитом, создающим поляризующий поток.

Благодаря такому типу подачи устремление электромагнитной силы, воздействующей на якорь, меняется исходя из направленности силового потока в катушке.

Конструкция поляризованного реле ИМШ1-0,3: катушка, постоянный магнит с полюсными надставками и пластиной, стойка, пружина, линии связи. Увеличение быстроты реакции прибора достигается за счет материала изготовления сердечника – листовой стали

Контакторы ИМШ1-0,3 широко распространены в качестве путевого релейного механизма в импульсных защитных (РЗ) схемах гальванического тока.

ИМВШ-110 задействуют в цепях переменного тока. Технически оно состоит из диодного моста, преобразующего переменные силы в постоянную величину.

Время срабатывания и возврата

Время срабатывания промежуточного механизма (t притяжения) – период с момента поступления команды на сработку до начала увеличения выходных параметров.

Это значение полностью подчинено конструкционным особенностям реле, схеме его подключения и входного сигнала.

Время отключения (t отпускания) – интервал от подачи сигнала на выключение до достижения выходным параметром наименьшего значения.

Схема блока замедления при срабатывании реле РП18. Процесс замедления обеспечивается посредством полупроводниковых схем, к выходу которых и подключены обмотки реле

К рассматриваемому типу реле предъявляются повышенные требования по быстродействию. В зависимости от временного интервала срабатывания, устройства классифицируют следующим образом:

• быстродействующие – время замедления на притяжение и отключение до 0,03 с (например, РЭП37-13, РП 17-4М);
• нормальные – 0,15–0,20 с (серия RE);
• медленные – 1,0-1,5 с (НММ4–250, НММ4–500);
• временные – более 1,5 с (РП18-2-РП18-5).

На рынке такие модификации представлены различными производителями. Поэтому в зависимости от марки, конструкция реле может несущественно отличаться.

Однако с помощью маркировки, нанесенной на устройство, можно точно определить параметры изделия.

О чем расскажет маркировка

В маркировке контакторов указан полный набор данных о назначении и особенностях конструкции, в том числе информация о климатическом исполнении.

Расшифровка модели ТКЕ520ДГ: устройство с выдержкой обмотки до 30 В, а контактов — до 5 А, есть два замыкающих контакта, конструкцией прибора предусмотрен долгосрочный режим работы, выполнен герметично

Рассмотрим подробно структуру условного обозначения на примере ПЭ41(Н) (*)(*)(*)(*)(*)/(*)(*)(*)(*)5:

1. РЭП — реле электромагнитное промежуточное.
2. 37 (Н) – номер разработки.
3. (*) — обозначение рода тока в цепи включающей обмотки: 1 — постоянного тока; 2 — переменного тока.
4. (*) — вид замедления: 1 — замедленные при включении; 2 — замедленные при отключении.
5. (*) — значение исходя из численности обмоток;
6. (*)(*) — числовое значение замыкающих и размыкающих контактов;
7. (*)(*) — напряжение или ток силовой намотки: постоянный (D) и переменный (А);
8. (*)(*) — обозначение электросилы удерживающих обмоток;
9. (*) — вид и технология подсоединения тыловых проводниковых линий: 1 – с ламелями под пайку; 2 – монтаж с винтовой фиксацией; 3 — крепление клеммами к разъемной колодке.
10. (*)5 — климатическое оформление и категория размещения по ГОСТ: УХ — умеренно-холодный; В — всеклиматический.

При выборе необходимой модели коммутирующего устройства берутся во внимание не только его электротехнические параметры, но и среда, в которой оно будет работать.

Подбор контактора производится исходя из требуемых характеристик: питающей силы (В), расходуемой мощности (Вт), коммутируемого тока (А), групп контактов, время сработки (с), размеров

Несмотря на предусмотренное высокое качество коммутатора, основной недостаток заключен в системе контактов.

Предполагается, что чистая связная группа может находиться только в герметичных условиях вакуума. Если же воздействует основной отрицательный фактор – контакт с воздухом – на них начинает образовываться оксидная пленка.

Нюансы подключения и регулировки

После установки промежуточного механизма его необходимо подключить к электросхеме. Для этого будут задействованы контакты катушки, а также дополнительные связующие элементы.

Обычно, в устройстве насчитывается несколько контактных пар: NO – нормально-открытые и нормально-закрытые (NC).

Распределение групп в представленной электросхеме: 10-11 – нормально-замкнутые контакты; 11-12 – нормально-разомкнутые; контакты 1 (фаза) – 3 (ноль) – напряжение питания реле

В первой позиции предполагается полное лишение подачи сигнала на катушку. Поскольку в ней нет полярности, внутреннее соединение контактной группы может выполняться в хаотичном порядке.

Для подключения обзорного механизма рассмотрим схематические указания. Предполагаемое напряжение в катушке может составлять: 12, 24 или 220 В.

Электросхема прибора без подключения к сети. Его установка осуществляется в схемах управления и автоматики. Месторасположение — между главным исполнителем и источником задачи

Регулирование электронного пускателя разберем на примере самой распространенной модели РП-23. Процесс состоит из следующих этапов:

1. Проверяя напряжение пуска и возврата с подачей источника гальванического тока на катушку, осуществляем нерезкое регулирование.
2. На момент притягивания якоря у подвижного узла системы должен быть совместный ход 0,1-1,5 мм. Методом подгиба хвостовика на Г-образную пластину осуществляем корректировочную процедуру.
3. Между активным и неактивным контактом уровень зазора устанавливается в пределах значений 1,5-2,5 мм. Настройка прогиба выполняется поджиманием угольника неподвижных контактов и верхнего упора подвижной системы.
4. При конечном расположении якоря (замыкание) провал неактивных контактов будет 0,3-0,4 мм.
5. В середине плоскости подвижные и неподвижные контакты должны совпадать. Корректировка производится путем перемещения пластины и направляющей скобы.

Таким же методом воспроизводится и настройка параметров реле РП-25, однако исключается зазор между катушкой с сердечником и якорем в притянутом состоянии.

Выводы и полезное видео по теме

Принцип работы электромагнитного реле, где применяются, также рассмотрены основные показатели надежности приборов. Подробнее в видеоматериале:

Выбрав необходимую модель устройства, переходим к ее подключению и настройке. Основные нюансы описаны в представленном сюжете:

Технологические разработки конструкций промежуточных реле всегда были направлены на уменьшение массы и габаритов, а также увеличения степени надежности и удобства монтажа приборов. В итоге небольшие контакторы стали размещать в герметичном кожухе, заполненным сжатым кислородом или с добавлением гелия.

За счет этого, внутренние элементы имеют больший эксплуатационный срок, бесперебойно выполняя все заложенные команды.