Реферат на тему реле

Обновлено: 05.07.2024

К релейным элементам автоматики (реле) относятся устройства, преобразующие плавное изменение входной величины в скачкообразное изменение выходной. Реле широко применяют в системах автоматики в качестве элементов управления и защиты, дискретных датчиков, размножителей сигналов при автоматическом управлении и регулировании различных технологических процессов. Первое реле было изобретено американцем Джозефом Генри в 1831 г. и базировалось на электромагнитном принципе действия. Следует отметить, что реле Дж. Генри было не коммутационным. Слово реле возникло от английского relay, что означало смену уставших почтовых лошадей на станциях или передачу эстафеты (relay) уставшим спортсменом. Как самостоятельное устройство реле впервые упомянуто в патенте на телеграф Самюэля Морзе.

Содержание

Введение 3
Основная часть
Реле напряжения 4
Виды реле напряжения
Установка реле напряжения 7
Заключение 10
Список использованной литературы 11

Вложенные файлы: 1 файл

практика 2.docx

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский Государственный Технический Университет

Кафедра АПП им. проф.

Дисциплина: «Электрические аппараты и элементы

Тема: Реле напряжения

Проверил: Шошымбекова Г.Т.

Выполнил: ст.гр. ЭЭ-10-1

Реле напряжения 4

Виды реле напряжения

Установка реле напряжения 7

Заключение 10 Список использованной литературы 11

Первое реле было изобретено американцем Джозефом Генри в 1831 г. и базировалось на электромагнитном принципе действия. Следует отметить, что реле Дж. Генри было не коммутационным. Слово реле возникло от английского relay, что означало смену уставших почтовых лошадей на станциях или передачу эстафеты (relay) уставшим спортсменом. Как самостоятельное устройство реле впервые упомянуто в патенте на телеграф Самюэля Морзе.

Реле классифицируют по виду физических величин поступающих на вход реле:

реле управления;
защиты, сигнализации;
связи и т.д.

По принципу воздействия на выходную цепь:

По роду величины, на которую реагирует реле:

реле тока;
напряжения;
мощности;
частоты;
сопротивления и т.д.

открытые;
с защитным чехлом;
пылебрызгозащищенные;
герметические.

Реле напряжения

Сегодня нельзя представить себе любой электронный прибор, будь-то бытовой или промышленный, в котором не использовалось бы реле напряжения. Электронные приборы постоянно усовершенствуются, приобретают новые функции, уменьшаются в размерах, но их стабильная работа зависит от постоянства напряжения. Таким образом, реле напряжения также постоянно изменяется в размерах, формах, но продолжает, на протяжении всего периода развития электроники, выполнять свою основную функцию.

Колебания напряжения в сети, как резкое его повышение, так и понижение негативно влияет на приборы. Вследствие этого, происходит их выход из строя, а часто и возгорание. Многих бед вызванных изменением сетевого напряжения, можно избежать, используя в электрической цепи реле напряжения. Этот прибор, почти мгновенно, реагирует на изменения напряжения и предохраняет оборудование от поломок.

Состоит реле напряжения из двух основных деталей: устройства контролирующего напряжение и разъединителя, которые находятся в одном корпусе.

Устройство, которое контролирует напряжение в цепи создано на основе микропроцессора или более простые на основе компактора. Реле на основе микропроцессора имеют плавную регулировку нижнего и верхнего пределов срабатывания.

Основным критерием реле есть быстрота его срабатывания. Современные реле срабатывают практически мгновенно, за несколько наносекунд. Чувствительность реле выставляется при помощи потенциометра по специальной шкале.

Главным отличием реле напряжения от стабилизатора есть то, что оно моментально отключает прибор, а не пытается выровнять напряжение. После стабилизации напряжения, прибор автоматически включается. Особенно неоценима его роль при критических, аварийных ситуациях, таких как обрывы и перегрузки.

Виды реле напряжения

Реле напряжения - для быта выпускают страны СНГ и, конечно же, Китай. Страны, которые мы привыкли называть "развитой мир", выпускают реле контроля напряжения исключительно для производственного оборудования. Из украинских производителей наиболее известные торговые марки - это "DigiTOP" (г. Донецк), "Зубр" (г.Донецк), "Укрреле" (г. Днепропетровск), "Новатек" (г. Одесса)

В зависимости от типа подключения реле напряжения выпускаются как для одного прибора (с установкой в розетку), так и для группы приборов (в форме удлинителя или тройника) и, конечно же, для всей квартиры/дома (с возможностью установки в электрошкафу). Ниже Вы можете увидеть фотографии реле напряжения для различного вида.

По типам подключения реле разделяют на следующие виды

- Вилка-розетка (V-protector 16AN, РН-101М)

Отличием данного вида реле есть то, что они устанавливаются прямо в розетку. Микроконтроллер наблюдает за состоянием напряжения и показывает его по цифровому табло. Отключение осуществляет электромагнитное реле. Выбор допустимого диапазона напряжения, а также фиксация времени задержки устанавливаются при помощи кнопок.

- Удлинитель (РН-101М, ZUBR P616y, V-protector 10Acy)

В принципе, он аналогичен предыдущему, но основное отличие в том, что этот прибор может иметь несколько розеток. Он является более универсальным, и может защищать одновременно несколько бытовых приборов.

-реле, установленные на DIN-рейку (V-protector 16-80A, ZUBR D340t)

Такое реле напряжения устанавливается в распределительном шкафу. С его помощью можно обезопасить от перепадов напряжения много потребителей, например весь дом. Благодаря своим конструктивным особенностям данный вид реле, может работать в разных независимых режимах. Такой прибор может работать как реле напряжения, так и реле максимального или минимального напряжения, а также в роли реле времени, при этом имея время задержки на включение.

Если мощность нагрузки не поднимается выше 8,5 кВА, то ее коммутация осуществляется самими контактами реле напряжения. В случае, когда нагрузка превышает 8,5 кВА, тогда она отключается с помощью магнитного пускателя, автоматического выключателя необходимой мощности.

Еще одной принципиальной особенностью реле есть наличие однофазных и трехфазных реле напряжения.

Реле напряжения однофазные предназначены для защиты однофазной нагрузки от недопустимых колебаний сетевого напряжения. Имеют широкий диапазон регулировок, в том числе регулировку задержки включения для защиты холодильного, компрессорного и кондиционерного оборудования. Могут применяться как самостоятельные коммутационные аппараты, так и управляющие другими коммутационными аппаратами, например, магнитными пускателями.

Соответственно трехфазные реле напряжения, в основном, используются в промышленности и на предприятиях, где они предохраняют от выхода из строя трехфазное оборудование и трехфазные двигатели. Таким образом, они подходят для всего промышленного оборудования, как станков, так и различных компрессорных, холодильных, установок, которые имеют электропривод.

Также распространено применение таких приборов для контролирования фазности и качества напряжения в рабочей сети. Недостатком трехфазного реле есть то, что при колебаниях напряжения на одной фазе, автоматически будут отключаться и две другие, так как работа трехфазных двигателей без одной фазы не допустима. При наличии перекосов в фазах, такое реле также произведет полное отключение всего оборудования, так как это недопустимо при работе двигателей. Хотя остальные приборы при таких колебаниях могли бы спокойно работать. Поэтому в жилых домах, где нет трехфазных потребителей, практикуют установку однофазного реле на каждую фазу отдельно.

При выборе реле напряжения необходимо брать запас мощности 20 – 30 %. Это нужно потому того, указанная на реле сила тока, означает величину, которую может пропустить через себя реле без вреда для прибора. А при размыкании реле, сила тока несколько превышает номинальную величину. Таким образом, если у вас выключатель на 25А, то для надежности и безопасности работы необходимо взять реле напряжения минимум на 32А, а то и на 40А.

Реле – коммутационное устройство (КУ), соединяющее или разъединяющее цепь электронной или электрической схемы при изменении входных величин тока. Прежде чем мы перейдем к детальному рассмотрению того, что такое реле, как устроено, по какому принципу работает и где применяется, пожалуй, нужно узнать, когда это устройство впервые появилось и кто его изобретатель.

История создания

Первенство создания реле спорно. Некоторые утверждают, что впервые это устройство было сконструировано в 1830—1832 гг. русским ученым Шиллингом П.Л. и являлось основным элементом вызывающего механизма в разработанном им же варианте телеграфа.

Другие научные историки приписывают первенство изобретения известному физику Дж. Генри, который в 1835 г. разработал контактное реле во время усовершенствования созданного им в 1831 году телеграфного аппарата. Первый соленоид работал по принципу электромагнитной индукции и был некоммутационным устройством.

Реле, в качестве самостоятельного устройства, впервые упоминается в патенте на телеграф, выданном Самуэлю Морозе.

Первое реле Морзе

Как видим, первой сферой применения этого коммутационного устройства был телеграф и только позднее с развитием техники он стал применяться в электрическом и электронном оборудовании.

Устройство и принцип работы реле

Реле представляет собой катушку, состоящую из немагнитного основания, на которое намотан провод из меди с тканевой или синтетической изоляцией, но чаще всего с диэлектрическим лаковым покрытием. Внутри катушки установленной на нетокопроводящее основание, размещается металлический сердечник. Также в устройстве имеются пружины, якорь, соединительные элементы и пары контактов.

При подаче тока на обмотку электромагнита (соленоида) сердечник притягивает якорь, который соединяется с контактом и электрическая или электронная цепь замыкается. При снижении силы тока до определенного значения, якорь, под действием пружины, возвращается на исходную позицию, вследствие чего происходит размыкание цепи.

Более плавная и точная работа достигается благодаря использованию резисторов, а защиту от скачков напряжения и искрения обеспечивает установка конденсаторов.

У большинства электромагнитных реле имеется не одна, а несколько пар контактов, что позволяет управлять несколькими цепями одновременно.

Простейшая схема устройства электромагнитного соленоида

Если в двух словах, то этот вид коммутационного устройства работает по принципу электромагнитной индукции. Благодаря довольно простому принципу действия реле имеют высокую надежность в эксплуатации.

Электромагнитное реле -хорошо известное и широко применяемое на практике электротехническое изделие. Область применения электромагнитных реле простирается от отметивших свой 150-летний юбилей схем релейной автоматики до новейшего телекоммуникационного оборудования и интерфейсов между контроллерами и промышленными системами управления, где требуются надежные и мощные схемы для управления исполнительными устройствами, гарантирующие высоковольтную гальваническую развязку между объектом управления и управляющей системой. Можно без преувеличения сказать, что вся современная электротехника и промышленная автоматика выросла из дискретных устройств на базе электромагнитного реле.

Содержание работы

Введение 3
1 Принцип действия и область применения 4
1.1 Принцип действия электромагнитного реле 4
1.2 Область применения 5
2 Конструктивные особенности и основные характеристики 7
2.1 Конструкция 7
2.2 Основные характеристики 8
3 Схемы включения 12
4 Примеры отечественных и зарубежных аналогов 15
4.1 Отечественные электромагнитные реле 15
4.1.1 Реле РЭС6 15
4.1.2 Реле РКМ-1 16
4.1.3 Реле РПС-4, РПС-5, РПС-7 18
4.2 Зарубежные электромагнитные реле 19
4.2.1 Реле Fujitsu серия FTR-B4 19
4.2.2 Реле Fujitsu cерия UM1 20
4.2.3 Реле Fujitsu cерия FTR-K1 21
Литература 22

Файлы: 1 файл

Shorokhov_elme_rele_4.docx

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

Систем Управления и Информатики

Работа выполнена с оценка

1 Принцип действия и область применения 4

1.1 Принцип действия электромагнитного реле 4

1.2 Область применения 5

2 Конструктивные особенности и основные характеристики 7

2.1 Конструкция 7

2.2 Основные характеристики 8

3 Схемы включения 12

4 Примеры отечественных и зарубежных аналогов 15

4.1 Отечественные электромагнитные реле 15

4.1.1 Реле РЭС6 15

4.1.2 Реле РКМ-1 16

4.1.3 Реле РПС-4, РПС-5, РПС-7 18

4.2 Зарубежные электромагнитные реле 19

4.2.1 Реле Fujitsu серия FTR-B4 19

4.2.2 Реле Fujitsu cерия UM1 20

4.2.3 Реле Fujitsu cерия FTR-K1 21

1 Принцип действия и область применения

1.1 Принцип действия электромагнитного реле

Рассмотрим особенности работы реле по этапам, рисунок 1.1 на примере реле с поворотным якорем. За счет индуктивности катушки реле ток в ней нарастает (убывает) не мгновенно, а постепенно. При детальном рассмотрении работы реле в процессе срабатывания и отпускания можно определить четыре этапа.

Рисунок 1.1 - Временная диаграмма работы реле

Этап I – срабатывание реле. Длительность этого этапа – время полного срабатывания t_ср, т.е. промежуток времени от момента подачи напряжения на катушку реле до момента надежного замыкания контактов (точка А); I_тр – ток трогания, при котором начинается движение якоря; t_тр – время, за которое ток достигает значения I_тр, (точка а), т.е. промежуток, соответствующий началу движения якоря; I_ср – ток, при котором срабатывает реле; t_дв – время движения якоря при срабатывании. Таким образом, время полного срабатывания, отвечающее окончанию движения якоря, t_ср = t_тр + t_дв.

Этап II – срабатывание реле (t_раб – время работы реле). После того как реле сработает, ток в обмотке продолжает увеличиваться (участок АВ), пока не достигнет установившегося значения. Участок АВ необходим для того, чтобы обеспечить надежное притяжение якоря к сердечнику, исключающее вибрацию якоря при сотрясениях реле. Впоследствии ток в обмотке реле остается неизменным. Отношение установившегося тока I_уст к току срабатывания I_ср называется коэффициентом запаса реле по срабатыванию K_зап, т.е. K_зап показывает надежность работы реле: K_зап = I_уст/I_ср = 1,5…2. Величина I_уст не должна превышать значения, допустимого для обмотки реле по условиям его нагрева.

Этап III – отпускание реле. Этот период начинается от момента прекращения подачи сигнала (точка С) и продолжается до момента, когда ток в обмотке реле уменьшится до значения I_от (точка D – прекращение воздействия реле на управляемую цепь). При этом различают время трогания при отпускании t_тр и время движения t_дв.

Время отпускания t_от = t_тр + t_дв, где t_тр – время до начала движения якоря при отпускании; t_дв – продолжительность перемещения якоря. Отношение тока отпускания к току срабатывания называется коэффициентом возврата: К_в = I_от/I_ср факторам, надежность и долговечность радиоэлектронной аппаратуры. [3]

2 Конструктивные особенности и основные характеристики

Электромагнитные реле подразделяются на нейтральные и поляризованные. Нейтральное реле одинаково реагирует на постоянный ток обоих направлений, протекающий по его обмотке, т.е. положение якоря не зависит от направления тока в обмотке реле. Поляризованные реле реагируют на полярность сигнала.

Электромагнитные реле, рисунок 2.1 по конструкции подвижной части подразделяются на реле с поворотным якорем и реле с втягивающимся якорем.

Рисунок 2.1 - Конструкции электромагнитных реле

Реле с поворотным якорем, рисунок 1.2, а представляет собой электромагнитный механизм и ряд контактных групп, закрепленных на общем основании 1. Магнитопровод электромагнитного механизма состоит из ярма 11, сердечника 8 и поворотного якоря 6. На сердечнике находится каркас 9 с одной или несколькими обмотками 10. При протекании через обмотки тока якорь притягивается к сердечнику, который, поворачиваясь, через штифт 3 из токонепроводящего материала замыкает контакты 4 и 5. Контакты закрепляются на контактных плоских пружинах 2. Чтобы исключить залипание якоря при обесточивании обмоток из-за наличия остаточного намагничивания, на якоре имеется пластинка 7 из немагнитного материала, обеспечивающая при срабатывании реле зазор σ₀ = 0,1 мм между сердечником и якорем. Поворот якоря в исходное положение при обесточивании обмоток происходит в некоторых реле под действием несбалансированной массы якоря, в других реле – под действием контактных пружин или под действием специально предусмотренных для целей возвратных пружин (на рисунке 1.3 не показаны).

В реле с втягивающимся якорем, рисунок 1.2, б магнитопровод состоит из ярма 11, неподвижного сердечника 8 и якоря 6. внутри ярма расположен каркас 9 с обмотками 10. В исходном положении якорь удерживается пружиной 12. При срабатывании реле якорь 6 втягивается внутрь каркаса до соприкосновения с сердечником 8; при этом замыкаются контакты 5 и 4, 5 и 13. Пластина 7 из немагнитного материала, как и у реле с поворотным якорем, служит для исключения залипания якоря за счет остаточного намагничивания. [2]

2.2 Основные характеристики

Основными параметрами реле, характеризующими их в процессе работы и значение которых необходимо для правильного выбора и применения реле, являются: 1. Чувствительность. 2. Ток (напряжение) срабатывания. 3. Ток (напряжение) отпускания. 4. Ток (напряжение) несрабатывания. 5. Ток (напряжение) удержания. 6. Коэффициент запаса. 7. Коэффициент возврата. 8. Рабочий ток (напряжение). 9. Сопротивление обмотки. 10. Временные параметры. 11. Сопротивление электрического контакта. 12. Коммутационная способность. 13. Сопротивление и электрическая прочность изоляции. 14. Износостойкость и количество коммутации.

Чувствительность реле определяется минимальной мощностью, поданной в обмотку и достаточной для приведения в движение якоря и переключения контактов. Чувствительность различных реле неодинаковая и зависит от конструкции реле и намоточных данных катушки. Чувствительность обычно в технической документации не указывается, а определяется как мощность срабатывания:

где — ток (напряжение) срабатывания, мА (В); -сопротивление обмотки, Ом.

Мощность срабатывания —величина непостоянная. Она зависит от числа витков, сопротивления обмотки, температуры окружающей среды. Наиболее стабильный параметр, которым можно оценивать чувствительность, —это н. c. срабатывания . Наиболее чувствительными электромагнитными реле являются поляризованные РПЗ, РП4, РП5, РП7, РП4М, 64П, РПС4, РПС5, РПС7, РПС11, РПС18, РПСЗЗ.

Ток (напряжение) срабатывания указывается в технической документации для нормальных условий. Ток срабатывания может изменяться под воздействием различных факторов: механических, климатических и в процессе хранения. Поэтому этот параметр приводится для нормальных условий, и он является контрольным параметром для проверки реле при изготовлении и на входном контроле.

Ток (напряжение) отпускания , так же как и ток (напряжение) срабатывания, не является рабочим параметром и приводится в технической документации для нормальных условий.

Ток (напряжение) несрабатывания установлен для некоторых типов реле. Этот параметр может быть проверен в процессе измерения тока (напряжения) срабатывания.

Ток (напряжение) удержания установлен для некоторых типов реле. Этот параметр может быть проверен в процессе измерения тока (напряжения) отпускания.

Коэффициент запаса К_з представляет собой отношение рабочей н. с. к н. с. срабатывания и выражается зависимостью

Коэффициент запаса характеризует надежность срабатывания и удержания якоря реле в притянутом положении.

Коэффициент возврата характеризует чувствительность магнитной системы реле к возможному изменению тока в обмотке. Коэффициент возврата

где —ток отпускания, мА.

Рабочий ток (напряжение) указывается в виде номинального значения с двусторонними допусками. Верхнее значение рабочего тока (напряжения) ограничивается в основном температурой нагрева обмотки. Нижнее значение определяется надежностью работы реле при снижении величины напряжения источника питания и при повышении сопротивления обмотки за счет ее нагревания.

Сопротивление обмотки, измеренное при постоянном токе, указывается с допусками применительно для температуры окружающей среды +20°С.

Читайте также: