Разновидности реле тока и принципы их работы

Запуск нагрузки кнопкой на заданное время

По просьбе читателя Сергея публикуем схему, реализовав которую, появится возможность запускать нажатием кнопки исполнительное устройство на заданное время. Например, двигатель. Устройство задержки РВО-П2-15 выбрано случайным образом, подойдет любое другое со сходными параметрами.

Схема простая и приводится без пояснений:

Для правильной работы РВО-П2-15, необходимо выполнить его настройку согласно паспорту:

1. Чтобы устройство задержки включалось одновременно с подачей питания, необходимо DIP-переключатель 4 перевести в положение 2.
2. DIP-переключателями 1–3 выбрать диапазон времени.
3. Установить заданное время выдержки.

Реле максимального тока Назначение и рейтинг

Реле, которое срабатывает или поднимается, когда ток превышает заданное значение ( значение настройки ), называется реле максимального тока.

Защита от перегрузки по току защищает системы электропитания от чрезмерных токов, вызванных короткими замыканиями, замыканиями на землю и т. Д. Реле максимального тока могут использоваться для защиты практически любых элементов силовой системы, то есть линий электропередачи, трансформаторов, генераторов или двигателей.

Для защиты фидера, для защиты различных секций фидера может быть более одного реле максимального тока. Эти реле максимального тока должны координироваться друг с другом таким образом, чтобы сначала срабатывала реле.

Использовать время, ток и комбинацию времени и тока — это три способа распознавания смежных реле максимального тока.

OverCurrent Relay обеспечивает защиту от:

Перегрузка по току включает защиту от короткого замыкания, а короткое замыкание может быть:

1. Фазовые неисправности
2. Замыкания на землю
3. Ошибки обмотки

Токи короткого замыкания, как правило, в несколько раз (от 5 до 20) тока полной нагрузки . Следовательно, быстрое короткое замыкание всегда желательно для коротких замыканий.

Первичное требование защиты от перегрузки по току

Защита не должна срабатывать для пусковых токов, допустимого максимального тока, скачков тока. Для этого обеспечивается временная задержка ( в случае обратных реле ).

Защита должна быть согласована с соседней защитой от перегрузки по току.

Реле максимального тока является основным элементом защиты от перегрузки по току.

Назначение защиты от перегрузки по току

Это наиболее важные цели реле максимальной токовой защиты:

• Обнаружение аномальных состояний
• Изолировать неисправную часть системы
• Скорость Быстрая работа для минимизации ущерба и опасности
• Дискриминация Изолировать только неисправный раздел
• Надежность / надежность
• Безопасность / стабильность
• Стоимость защиты / от стоимости потенциальных опасностей

Рейтинги перегрузки по току

Для того, чтобы устройство защиты от перегрузки по току работало должным образом, должны быть правильно выбраны номинальные значения защиты от перегрузки по току. Эти рейтинги включают напряжение, ампер и прерывающий рейтинг.

Если рейтинг прерывания не выбран надлежащим образом, существует серьезная опасность для оборудования и персонала.

Ограничение по току можно рассматривать как еще одно номинальное значение защиты от перегрузки по току, хотя не все устройства защиты от перегрузки по току должны иметь эту характеристику

Номинальное напряжение: номинальное напряжение устройства защиты от перегрузки по току должно быть как минимум равно или больше напряжения цепи. Ток защиты от перегрузки по току может быть выше, чем напряжение в системе, но не ниже.

Ампер- номинал номинальная мощность устройства защиты от перегрузки по току обычно не должна превышать токопроводящую способность проводников. Как правило, номинальный ток устройства защиты от перегрузки по току выбирается при 125% от тока постоянной нагрузки.

Виды контактных групп

Электромагнитные реле делят по способу работы контактов. Они могут быть:

• Нормально замкнутыми (закрытыми, размыкающими). Сокращенно обозначаются НЗ, на импортных схемах NC.
• Нормально разомкнутыми (открытыми, замыкающими). Обозначение — НО на наших — и NO на зарубежных.
• Перекидными (переключающими). Перекидные отличаются внешне, так как имеют три пластины с контактами. У них обычно обознается только общий контакт — пишут «общ» или comon.

В общем-то, по названиям контактов ясно, как они работают. Нормально замкнутые контакты в исходном состоянии замкнуты, через них протекает ток. При сработке реле контакты размыкаются, цепь питания обрывается.

Нормально закрытый (замкнутый) контакт: что значити принцип работы

Нормально открытые (понятнее — нормально разомкнутые) контакты, наоборот, в обычном состоянии разомкнуты. Когда реле срабатывает, контакт замыкается, в цепи возникает ток.

Электромагнитное реле с нормально открытым (разомкнутым) контактом

Наверное, уже понятно как работают переключающий контакт. В отличие от первых двух, переключающий состоит из трех пластин. По краям две неподвижные и подвижная в центре. Подвижный контакт часто называют общим. В нормальном положении подвижная пластина касается одного из контактов, ток протекает по этому пути (на рисунке снизу справа).

Принцип работы электромагнитного реле с переключающими контактами

При срабатывании реле, подвижный контакт изменяет положение благодаря упорной рамке (на рисунке это просто штырь, припаянный к подвижной пластине). А рамка прикреплена к якорю. После срабатывания реле, в первой цепи появляется разрыв, во второй начинает протекать ток.

Это все типы контактов — вроде не так много. Но в одном реле могут быть собраны все три вида, и количество групп каждого виды бывает разным. Их выбирают в зависимости от необходимости.

Назначение и принцип работы

Данное устройство призвано следить за величиной тока на определенном участке сети. В случае превышения установленного значения РМТ переключается, подавая сигнал на исполнительный механизм, который обесточит участок схемы или включит табло сигнализации.

Каждый элемент: релейная защита, пускатели, контроллеры, двигатели, трансформаторы в электрической сети, имеет свой предельный допустимый ток. Использование максимального реле тока вместо автоматических выключателей или предохранителей, имеет свое преимущество за счет селективности. В данном случае это возможность отключить определенный участок цепи, не затронув другие.

Конструкция токового реле представлена следующими элементами:

О том, как работает реле максимального тока и как его настроить, вы можете узнать из видео:

Характеристика видов

Реле тока можно разделить на первичные и вторичные. Первый тип чаще встречается в конструкциях выключателей. Применяется в электрической сети, напряжение которой составляет не более 1 тыс. В.

Вторичные реле срабатывают при помощи трансформатора тока, который подключается к кабелю питания. Трансформатор снижает ток до того значения, которое подходит для нормального функционирования прибора. Вторичный тип реле можно разделить на следующие подвиды:

• индукционный;
• электромагнитный;
• дифференциальный;
• устройство на интегральных микросхемах.

Электромагнитные реле могут быть нейтральными. Они одинаково реагируют на постоянный ток, который проходит по обмотке. По направлению движения якоря такие реле делятся на угловые устройства с перемещением якоря и с якорем, что втягивается. Электромагнитный аппарат состоит из следующих элементов:

• контакты;
• сердечник;
• якорь;
• штифт;
• ярмо.

Чтобы удерживать якорь на большом расстоянии от сердечника, используются специальные пружины. Как только на обмотку поступает сигнал — формируется магнитная сила, и якорь прижимается к сердечнику. Это приводит к тому, что одни контакты замыкаются, а другие размыкаются.

Второй тип электромагнитных устройств — поляризованные приборы. Их главное отличие — присутствие двух обмоток и сердечников, а также постоянная контактная тяга.

Прибор электромагнитного типа имеют следующие преимущества:

• доступная цена;
• отсутствие необходимости охлаждения;
• небольшое выделение теплоты;
• невосприимчивость к помехам, которые могут возникать вследствие удара молнии.

Такие модели имеют свои недостатки. К их числу можно отнести небольшую скорость функционирования и формирование радиопомех во время работы силовых контактов.

Дифференциальные модели сравнивают занижение до потребителя и после него. В качестве потребителя может быть силовой трансформатор. Если он функционирует в нормальном режиме, то ток в нём всегда практически одинаковый. Однако при коротком замыкании баланс нарушается. Тогда прибор полностью замыкает контакты.

Устройства дифференциального типа чаще всего используются в бытовой технике. Они позволяют предотвратить утечку тока из проводов или прибора. Чаще всего таким образом защищается следующая бытовая техника:

• светильники;
• оргтехника;
• бойлеры.

Различные способы коммутации контакта

Слаботочными можно называть поляризованные переключатели по объемам коммутируемой мощности. Через контакты реле переменного тока для 24 вольт проходит энергия меньше нескольких десятков миллиампер. Почти во всех видах устройств такого типа предусмотрен «перекидной» контакт. Для изделий на 24 В мощности характерна пружинная система якоря.

Такие переключатели могут разделяться на два основных вида по методу коммутации:

• После снятия управляющего напряжения обмотки контакты размыкаются. Доступны три основных положения для якоря такого переключателя,
• После снятия мощности обмоток состояние коммутации запоминается.

Для надежной работы источников электроэнергии в авиации используется специально разработанный поляризованный силовой переключатель.

Обозначение реле на схеме

Чтобы отремонтировать или создать новое электрооборудование, мало знать как работает реле, нужно знать как оно выглядит на схемах. В приведенной ниже таблице показаны самые основные буквенно-графические обозначения КУ принятые в международном классификаторе.

Основные обозначения

Изображение	Описание
	Схематически обмотка соленоида выглядит как прямоугольник, от наибольших сторон которого отходят выводы питания электромагнита – А и А1. Также на схеме это коммутационное устройство может обозначаться буквой К.
	Контакты КУ на схеме изображаются точно так же как и контакты переключателей.
	Поляризованное реле на схеме изображается в виде прямоугольника с жирной точкой на одном из выводов контакта. Буквенное обозначение P внутри прямоугольника также говорит о полярности устройства.
	Иногда внутри прямоугольника указывают параметры или конструктивные особенности. Так, например, две наклонные линии могут обозначать, что в устройстве имеется 2 обмотки.

Подробнее, с символическим обозначением реле и других элементов электронных и электрических схем, можно ознакомиться, заглянув в специальные справочники, которых в интернете довольно много.

Как оно работает

Реле тока представляет собой устройство (как правило, электромагнитное или электронное), реагирующее на превышение контролируемой величины во входной цепи. При превышении установленной величины выходные контакты переключаются, и этот сигнал используется для управления цепями сигнализации или устройствами силовой коммутации (отключения нагрузки).

При снижении тока ниже установленного значения, реле тока возвращается в исходное состояние, и его выходной сигнал обрабатывается цепями автоматики, управляющей силовыми цепями. Реле с интегрированным токовым трансформатором, позволяет протянуть через переднюю панель изделия провод, в котором происходит замер тока. От провода с контролируемым переменным током осуществляется питание реле.

Первое упоминание о реле

Нельзя отнести изобретение только к одному ученому. Так как этот вопрос до сих пор является спорным. Одни считают, что первооткрывателем был русский ученый Шиллинг П. Л., который сконструировал реле в 1830-ых годах. Оно являлось основным элементом в телеграфе, им же созданным.

Другие утверждают, что первым создателем реле был физик Джозеф Генри. В 1835 году он начал усовершенствовать телеграфный аппарат, которого он создал в 1831 году. И для этого он изобрел контактное реле, которое работало на основе принципа электромагнитной индукции. На тот момент устройство было некоммутационное. В 1837 году реле начало выпускаться в больших количествах.

Как отдельное устройство, реле было упомянуто в патенте на телеграфный аппарат, который был выдан Самуэлю Морзе в 1837г.

Первоначально реле было устройством для телеграфа. В современном мире, почти каждое оборудование, техника, бытовые приборы, автомобили и т.д. имеет релейное устройство.

Импульсное реле и его устройство

Для того чтобы вы могли детально разобраться и понять устройство импульсного реле мы решили рассмотреть его работу на импульсном реле с лестничным автоматом BIS-403. Корпус этого устройства считается качественным, но его собирают без единого болтика. Все детали, которые в нем установлены, соединяются с помощью термического клея. На коробке, которую предоставляет производитель можно увидеть, что это устройство должно устанавливаться в монтажной коробке.

Это импульсное реле в первую очередь состоит из контроллера ST 78522. Также в нем имеется и стабилизатор напряжения на 5 Вольт. Также в его конструкции вы сможете найти выпрямители и диоды.

Это устройство должно управлять прохождением тока через обычное реле. Благодаря контактам, которые установлены в этом реле, можно определить коммутируемую мощность. Это устройство способно выдерживать нагрузку в 2 ампера. Если ваша нагрузка составляет больше чем 0.5 кВт, тогда вам потребуется установка дополнительного контактора. Для более надежной защиты вам потребуется установить автоматический выключатель.

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.

Принцип работы и схема токового реле

Понятие «реле тока» широко распространено в электротехнике, а сам этот узел является обязательной составляющей большинства защитных приборов: автоматов, устройств отключения и им подобных

Особенности конструкции и принцип работы таких реле важно знать и понимать не только новичку, но и специалисту со стажем. Но в первую очередь потребуется разобраться с устройством этого переключающего элемента, а также со всем многообразием его видов и типов

1. Устройство реле тока
2. Принцип действия
3. Назначение и способы подключения
4. Виды ТР
5. Для непосредственного и косвенного включения
6. Дифференциальная защита и токоограничение
7. Современные типы токовых реле

Особенности монтажа

Как правило, установку теплового реле производят совместно с магнитным пускателем, который и осуществляет коммутацию и запуск электропривода. Однако существуют также и приборы с возможностью установки как отдельное устройство рядом на монтажной панели или DIN рейке, такие как ТРН и РТТ. Все зависит от наличия нужного номинала в ближайшем магазине, складе или в гараже в «стратегических запасах».

Наличие у теплового реле ТРН только двух входящих подключений не должно вас пугать, поскольку фазы три. Неподключенный провод фазы уходит с пускателя на двигатель, минуя реле. Ток в электродвигателе меняется пропорционально во всех трех фазах, поэтому контролировать достаточно любые две из них. Собранная конструкция, пускатель с теплушкой ТРН будет выгладить так: Или так с РТТ:

Рассмотрим схему из статьи в которой трехфазный двигатель вращается в одну сторону и управление включением осуществляется с одного места двумя кнопками СТОП И ПУСК.

Автомат включен и на верхние клеммы пускателя поступает напряжение. После нажатия на кнопку ПУСК, катушка пускателя А1 и А2 оказывается подключена к сети L2 и L3. В данной схеме используется пускатель с катушкой на 380 вольт, вариант подключения с однофазной катушкой 220 вольт ищите в нашей отдельной статье (ссылка выше).

Катушка включает пускатель и замыкаются дополнительные контакты No(13) и No(14), теперь можно отпустить ПУСК, контактор останется включенным. Данная схема называется «пуск с самоподхватом». Теперь для того чтобы отключить двигатель от сети необходимо обесточить катушку. Проследив по схеме путь тока, видим что это может произойти при нажатии СТОП или размыкании контактов теплового реле (выделен красным прямоугольником).

То есть, при возникновении внештатной ситуации, когда теплушка сработает, она разорвет цепь схемы и снимет пускатель с самоподхвата, обесточив двигатель от сети. При срабатывании данного устройства контроля тока, перед повторным запуском необходимо осмотреть механизм, для выяснения причины возникновения отключения, и не включать до ее устранения. Часто причиной срабатывания является высокая внешняя температура окружающего воздуха, данный момент необходимо учитывать при эксплуатации механизмов и их настройке.

Сфера применения в домашнем хозяйстве тепловых реле не ограничивается только самодельными станками и прочими механизмами. Правильно было бы использовать их в системе контроля тока насоса системы отопления. Специфика работы циркуляционного насоса в том, что на лопастях и улитке образуется известковый налет, который может стать причиной заклинивания мотора и выхода его из строя. Используя приведенные схемы подключения, можно собрать блок контроля и защиты насоса. Достаточно установить в цепи питания нужный номинал теплушки и подключить контакты.

Кроме того будет интересна схема подключения теплового реле через трансформаторы тока, для мощных двигателей, таких как насос системы водополива для дачных поселков или фермерских хозяйств. При установке трансформаторов в цепи питания, учитывается коэффициент трансформации, к примеру 60/5 это при токе через первичную обмотку в 60 ампер, на вторичной обмотке он будет равен 5А. Применение такой схемы позволяет сэкономить на комплектующих, при этом не потеряв в эксплуатационных характеристиках.

Как видно, красным цветом выделены трансформаторы тока, который подключены к реле контроля и амперметру для визуальной наглядности происходящих процессов. Трансформаторы подключены схемой звезда, с одной общей точкой. Такая схема не представляет из себя больших трудностей в реализации, поэтому вы можете самостоятельно ее собрать и подключить к сети.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором наглядно показывается процесс подключения теплового реле к магнитному пускателю для защиты электродвигателя:

Вот и все, что вы должны знать о подключении теплового реле своими руками. Как вы видите, монтаж не представляет особой сложности, главное правильно составить схему подсоединения всех элементов в цепи!

Будет интересно прочитать:

• В чем отличия между контактором и магнитным пускателем
• Что такое релейная защита
• Как собрать трехфазный щит

Что такое электромагнитное реле, устройство, назначение

Электромагнитное реле — коммутирующее устройство, которое для работы использует электромагнитное поле. Состоит оно из электромагнитной катушки и подвижного якоря, подвижных и неподвижных контактов. Якорь и катушка закреплены на основании. Якорь подпружинен и расположен так, чтобы неподвижные контакты с неподвижными имели точки соприкосновения.

Устройство электромагнитного реле

Как работает электромагнитное реле? При подаче напряжения на обмотку в ней возникает электромагнитное поле. Закрепленный подвижно якорь притягивается к сердечнику катушки, контакты переключаются (смыкаются/размыкаются). В этом и состоит работа реле — перекидывать контакты. К ним подключена разная нагрузка и, в результате срабатывания, изменяется цепи, по которым протекает электрический ток.

При снятии питания электромагнитное поле исчезает, якорь под действием пружины возвращается в исходное состояние. Соответственно и схема возвращается в исходное состояние. По принципу действия очень похоже на работу обычного выключателя. С той лишь разницей, что кнопки нет и  «управляются» контакты автоматически, а вместо лампочки может быть участок цепи или какое-то устройство.

Для чего нужно реле в электросхемах

На рисунке выше представлена простейшая схема с электромагнитным реле. Есть кнопка, при помощи которой подается питание на катушку. К контактам подключен исполнительный орган, например, электрическая лампа. При нажатии кнопки питание подается на катушку, якорь притягивается к сердечнику катушки, и давит на контакты. Они замыкаются, на лампочку поступает напряжение и она загорается. При снятии питания с катушки, пружина оттягивает якорь в исходное положение, цепь питания лампочки разрывается и она тухнет. Этот пример показывает, для чего и как используют электромагнитные реле.

Примеры схем подключения

Рассмотрим одно- и трехфазные схемы подключения на примере устройства ABB LSS 1/2.

Реле ABB LSS 1/2 относятся к доступным и качественным устройствам на рынке нашей страны

По схеме для однофазной системы сначала ставится 25-амперный счетчик, после него — автомат. Затем устанавливается реле, контролирующее напряжение, но для упрощения картинки на схеме его нет. Далее показано реле для управления нагрузкой с подключенной к нему фазой (в данном случае система однофазная), внутри реле разделяющаяся на три линии:

• PL — линия приоритетная;
• NPL1 — первая линия неприоритетная;
• NPL2 — вторая линия без приоритета.

Пример разделения нагрузок в соответствии с их приоритетом через РПН Через автоматы (с номиналом, не превышающим 16А) к линиям подсоединяются устройства. При подключении автоматов большей мощности требуется их соединение через контакторы (вторая схема). Если суммарная нагрузка превысит допустимую, реле отключит все нагрузки, оставив подключенной только приоритетную.

Схема подключения РПН для одной фазы, справа — через контакторы

Согласно принципу работы реле, сначала отключаются линии L1 И L2, подключение осуществляется в обратном порядке.

Трехфазная схема подключения, принцип работы которой идентичен однофазной схеме, для устройства ABB LSS 1/2 приведен на рисунке ниже.

Схема подключения реле марки ABB LSS 1/2 для трех фаз