ВИДЫ РЕЛЕ

Реле представляют собой ключевые элементы автоматизации и управления в электротехнике. Эти устройства, работающие по принципу коммутации электрических цепей, стали неотъемлемой частью современных систем управления и защиты электрооборудования.

Их многообразие и широкий спектр применения требуют детального понимания характеристик каждого типа.

История развития реле насчитывает более 150 лет, начиная с первых электромеханических устройств и заканчивая современными твердотельными решениями.

За это время технология производства и применения реле существенно эволюционировала, что привело к появлению множества специализированных типов устройств.

На сегодняшний день существует множество видов реле, различающихся конструкцией, назначением, характеристиками и принципом действия:

• электромагнитные;
• герконовые;
• тепловые;
• промежуточные;
• времени;
• твердотельные.

Кроме того, следует отметить ряд специализированных видов реле:

Частотные.

Контролируют частоту переменного тока в электрических сетях. Они обеспечивают защиту оборудования от недопустимых отклонений частоты.

Контроля фаз.

Следят за правильной последовательностью фаз, наличием всех фаз и симметрией напряжений в трехфазных сетях.

Напряжения.

Защищают оборудование от перенапряжений и пониженного напряжения в сети.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ РЕЛЕ

Электромеханические.

Являются наиболее распространенным типом коммутационных устройств.

Их принцип действия основан на взаимодействии магнитного поля катушки с подвижным якорем, который механически замыкает или размыкает контакты. Основными преимуществами таких реле являются простота конструкции, надежность и возможность коммутации больших токов.

Время срабатывания электромеханических реле обычно составляет от 5 до 15 миллисекунд, что достаточно для большинства применений.

При этом они способны надежно работать в широком диапазоне температур от -40 до +85 градусов Цельсия. Срок службы таких реле может достигать миллиона циклов при правильной эксплуатации.

Особое внимание следует уделить материалам контактов электромеханических реле.

Наиболее распространенными являются серебряные контакты, обеспечивающие оптимальное соотношение цены и качества. Для особо ответственных применений используются контакты с добавлением палладия или золота, что существенно увеличивает ресурс работы устройства.

Твердотельные.

Твердотельные реле представляют собой следующий этап эволюции релейной техники.

В отличие от электромеханических аналогов, они не имеют подвижных частей и работают на основе полупроводниковых элементов. Это обеспечивает практически неограниченный ресурс работы и высокую скорость переключения.

Время срабатывания твердотельных реле составляет менее 1 миллисекунды, что делает их незаменимыми в высокоскоростных системах управления.

При этом они абсолютно бесшумны в работе и не создают электромагнитных помех, характерных для механических контактов.

Однако твердотельные реле имеют и свои особенности эксплуатации. Они требуют обязательного теплоотвода при работе с большими токами, так как имеют определенное падение напряжения на силовых элементах.

Кроме того, их стоимость обычно выше, чем у электромеханических аналогов.

Промежуточные.

Промежуточные реле занимают особое место в системах автоматизации.

Они предназначены для усиления управляющих сигналов и гальванической развязки цепей управления и исполнительных механизмов. Их характеристики оптимизированы для частых переключений и длительной работы.

Типичное промежуточное реле имеет несколько групп переключающих контактов и может управляться небольшим током, что делает его идеальным интерфейсом между микропроцессорными устройствами и силовым оборудованием.

Время срабатывания таких реле обычно составляет 10-20 миллисекунд.

Современные промежуточные реле часто оснащаются дополнительными функциями, такими как индикация состояния, защита от обратной полярности и встроенные цепи подавления помех. Это существенно упрощает их интеграцию в сложные системы управления.

Времени.

Реле времени представляют собой специализированные устройства, обеспечивающие временную задержку при коммутации электрических цепей.

Они могут работать как на замыкание, так и на размыкание контактов с регулируемой задержкой от долей секунды до нескольких часов.

Современные реле времени часто реализуются на базе микропроцессоров, что обеспечивает высокую точность выдержки времени и широкие функциональные возможности.

Они могут работать в различных режимах, включая циклическое включение/выключение, задержку на включение или выключение, формирование импульса заданной длительности.

Важной характеристикой реле времени является стабильность временных параметров при изменении температуры и напряжения питания. Лучшие образцы обеспечивают точность выдержки времени на уровне 0,1% во всем диапазоне рабочих условий.

Тепловые.

Тепловые реле являются важным элементом защиты электродвигателей от перегрузки. Кроме того, они используются в автоматических выключателях и автоматах дифференциальной защиты.

Их принцип действия основан на изгибе биметаллической пластины при нагреве проходящим током. При достижении определенной температуры происходит размыкание контактов и отключение нагрузки.

Характеристики срабатывания тепловых реле подбираются в соответствии с тепловой характеристикой защищаемого оборудования.

Важным параметром является класс расцепления, определяющий время срабатывания при различных кратностях перегрузки.

Современные тепловые реле часто дополняются электронными компонентами, что позволяет реализовать более сложные алгоритмы защиты и диагностики состояния электродвигателя. При этом сохраняется высокая надежность, характерная для электромеханических устройств.

Герконовые.

Герконовые реле представляют собой особый тип коммутационных устройств, в которых контакты помещены в герметичную стеклянную колбу, заполненную инертным газом.

Это обеспечивает высокую надежность работы и защиту контактов от внешних воздействий.

Время срабатывания герконовых реле составляет всего 0,5-2 миллисекунды, что делает их идеальными для высокочастотных применений. При этом они обладают очень высокой износостойкостью, достигающей десятков миллионов срабатываний.

Особенностью герконовых реле является относительно небольшая коммутируемая мощность, обычно не превышающая 100 Вт.

Однако в области слаботочной коммутации они остаются незаменимыми благодаря высокой надежности и стабильности характеристик.

Поляризованные.

Поляризованные реле отличаются наличием постоянного магнита в конструкции, что обеспечивает их работу в зависимости от полярности управляющего сигнала. Это позволяет создавать более сложные алгоритмы управления и защиты.

Основной особенностью поляризованных реле является высокая чувствительность и малое потребление энергии в цепи управления.

Они способны работать от источников с очень малой мощностью, что делает их идеальными для применения в измерительной технике.

Время срабатывания поляризованных реле обычно составляет 2-5 миллисекунд, при этом они обеспечивают высокую стабильность характеристик и повторяемость параметров срабатывания.

Заключение.

При выборе реле для конкретного применения необходимо учитывать множество характеристик, включая:

• условия эксплуатации;
• требуемые параметры коммутации;
• быстродействие;
• надежность;
• экономическую целесообразность.

Современный рынок предлагает широкий выбор устройств, способных удовлетворить практически любые технические требования.

Правильный выбор типа реле и его характеристик позволяет создавать надежные и эффективные системы управления и защиты. При этом следует помнить, что каждый вид имеет свои особенности и ограничения, которые необходимо учитывать при проектировании.