Что такое реле? Это устройство, которое используется повсеместно в электросетях для переключения контактов или отключения устройств от сети. Принцип работы реле достаточно прост, стоит только вспомнить о явлении индуктивности, но обо всем по порядку.
Что такое реле?
Реле это устройство, размыкающее сеть или переключающее сеть на другой контакт при изменении входных величин. Реле может реагировать на смену величины силы тока, напряжения и других величин, не всегда связанных с электронной природой. То есть реле может переключать цепи в зависимости от отрезка времени, подаваемого давления или даже тепла.
Виды
Основные виды реле зависят от контролирующей величины:
- Электрическое реле. Это устройства, которые используются для электросетей. Это достаточно общая группа, куда входят 4 и 5 контактные реле, реле регулировки напряжения, силы тока и мощности. Можно считать эту подгруппу достаточно распространенной. Принцип работы реле времени можно отнести к той же группе. Электрореле не используется в высокоскоростных сетях, так как имеет определенный период срабатывания. Ни одно реле не переключает контакты мгновенно.
- Реле давления и его разновидность реле сухого хода. Основное применение данного подвида устройства: защита насосов. Дело в том, что аппарат при работе вхолостую быстро изнашивается. Реле сухого хода размыкает связь между насосом и генератором. Кстати, разрыв или переключение сети называют коммутацией. Поэтому часто говорят, что реле коммутирует сигнал, то есть регулирует его и при определенных значениях разрывает.
- Тепловое реле применяется в электросетях для регулировки работы трансформаторов и других устройств с большими выделениями тепловой энергии. Если вдруг тепловыделения превысят какое-то определенное значение, то происходит выключение сети или переключение на более слабый ток.
Тепловое реле
Электрическое реле
Реле, изменяющее параметры электрического тока считаются самыми распространенными в мире. Работает реле на принципе явления электромагнитной индукции. Простейшее реле представляет собой три пластинки и катушку с медным проводом. На концах двух крайних пластинок находятся контакты. Рассмотрим принцип работы реле напряжения.
Предположим, что в обычном положении через реле сеть подключена к контакту один – дальнему от катушки. Тогда при достижении тока определенных величин, заданных конструкцией реле, магнитное поле вокруг проводника станет достаточным, чтобы вызвать сильный индукционный ток в соленоиде.
А индукционный ток в свою очередь создает магнитное поле вокруг катушки. Магнитное поле притягивает гибкую пластинку с контактом от одного проводника к другому. Как только ток нормализуется, магнитное поле катушки становится слабым, и гибкость центральной пластины возвращает контакт в первоначальное положение.
Важно понимать, что магнитное поле катушки существует всегда. Но его мощность зависит от параметров тока в проводнике. А от силы магнитного поля зависит возможность отогнуть центральную пластину, поскольку прочность металла препятствует изгибу. Подобный принцип работы релейного стабилизатора напряжения позволяет значительно продлить срок службы любой системы.
Электрическое реле
По моменту срабатывания выделяют следующие:
- Быстросрабатывающие. Это устройства, у которых период срабатывания меньше 0,5 с. Общий принцип работы реле регулятора генератора основан на уже приведенных выкладках. Однако для любых генераторов стараются использовать быстросрабатывающие устройства.
- Нормально срабатывающие – реле, которые действуют в пределах 1,5 с
- Реле времени. Такие устройства позволяют включать/выключать сеть в определенные моменты времени. Это очень удобно. Например, при использовании капельного полива необходимо поливать растения раз в 6 часов. Реле выставляют таким образом, чтобы спустя 6 часов насос включился на 1 час работы. Все временные отрезки выставляются с помощью специального оборудования.
Реле давления
Реле давления не имеет в своей конструкции соленоида. Работа по переключению контактов выполняется за счет мембраны в этом и заключается основа принципа работы реле давления. Мембраной называют натянутое тонкое резиновое полотно, которое четко реагирует на изменение давления. Натягивают мембрану, как правило, на кольцо.
Реле разности давлений
Рассмотрим принцип работы реле сухого хода как одну из разновидностей реле давления:
Особенно актуальна установка сухого реле на насосы, качающие воду из скважин и насосов внутридомовых сетей. В результате разрыва городских коммуникаций могут возникать огромные подсосы воздуха.
Тепловое реле
Нельзя забывать, что помимо электромагнитных волн и мембраны можно использовать природные свойства самой мембраны. Использование биметаллических пластинок позволяет реализовать свойства металла выгибаться под воздействием тепла. Рассмотрим принцип работы теплового реле.
Из биметаллической стали выполняется центральная пластинка. В нулевой момент времени пластинка замыкает контакт. Как только тепловые поступления становятся достаточно велики, для изменения положения пластинки, контакт разрывается. Размер тепловых выделений, необходимых для разрыва регулируется сортами стали, толщиной самой пластинки и расстоянием между контактами.
Реле с несколькими контактами
Такие устройства являются разновидностью электрореле и часто используются в автомобилестроении. Принцип работы 4 контактного реле в том, что в результате повышения электричества происходит не размыкание сети, а ее переключение на другие контакты. Такие реле могут регулировать одновременно несколько потоков тока.
При этом регулировка каждого отдельного контакта происходит отдельно. Не отличается от этого устройства и принцип работы 5 контактного реле. Разница только в количестве регулируемых контуров. Принцип работы пятиконтактного реле позволяет регулировать 5 контуров одновременно, переключая сети в момент скачков напряжения.
Это и есть основное преимущество любых реле: здесь система снабжения электроэнергией устройства и система размыкания электрически между собой не связаны. Это делает устройство более надежным. Грубо говоря, основная сеть не может своими перепадами воздействовать на работу регулятора. В условиях работы с переменным током это свойство крайне ценится электриками.
К тому же, любое реле устроено на простейших законах физики. Чем проще устройство, тем меньше вероятность, что оно сломается. Это говорит о надежности прибора. Стоит ли удивляться, что те или иные виды реле встречаются практически везде:
- В автомобиле строении. Для регулировки работы стартера и аккумулятора. Принцип работы реле поворотов основывается на обыкновенном электро реле.
- В электронике. Для разного рода электронных схем, надежного электроснабжения объектов и регулирования тепловых выбросов оборудования
- В теплогазоснабжении для регулирования работы насосов.
Это только наиболее основные способы использования устройств реле на твердотельном принципе работы. Несмотря на невозможности применения в сфере IT в силу момента задержки, реле еще долго будет востребовано человечеством.