Назначение. Принцип действия

Контактные реле

В системах автоматики одним из наиболее распространенных элементов является

реле — устройство, в котором при плавном изменении входного (управляющего) сигнала осуществляется скачкообразное изменение (переключение) выходного сигнала.

В электромеханических реле изменение (переключение) выходного сигнала осуществляется посредством контактов, а усилие, перемещающее контакты, создается электромеханическим преобразователем электрической энергии в механическую. Простейшим из таких преобразователей является электромагнит. Поэтому из электромеханических реле наибольшее распространение получили электромагнитные реле.

Пусть входной сигнал х_вх изменяется во времени непрерывно (т. е. может принимать любые значения) от нуля до некоторого значения, а затем также непрерывно уменьшается, как показано на рис. 33, а. Сначала при малых значениях х_вх.ср выходной сигнал х_вых равен нулю. Но когда входной сигнал увеличится до некоторого значения х_вх.ср, выходной сигнал скачком примет значение х_вых.ср (рис. 33, б) При дальнейшем увеличении входного сигнала выходной сигнал не изменяется и остается равным х_вых.ср. При уменьшении сигнала х_вх значение выходного сигнала не изменяется.

При умень­шении х_вх до значения х_вх.отп выходной сигнал скачком уменьшается до нуля. При дальнейшем уменьшении входного сигнала нулевое значение входного сигнала сохраняется. Зависимость выходного сигнала от входного показана на рис. 33, в.

Значение входного сигнала х_вх.ср, при котором выходной сигнал скачком изменяется от 0 до х_вых.ср, называется сигналом срабатывания.

Значение входного сигнала х_вх._отп, при котором выходной сигнал скачком изменяется от х_вых.ср до 0, называется сигналом отпускани я.

Как правило, сигнал срабатывания больше сигнала отпускания. Поэтому изменение х_вых при увеличении х_вх происходит по одному графику, а при уменьшении х_вх, — по другому (рис. 33, в). Можно сказать, что характеристика реле имеет петлю гистерезиса. В ряде случаев, когда значения сигналов срабатывания и отпускания близки, гистерезисом можно пренебречь. Тогда зависимость х_вых = f(х_вх) имеет вид, представленный на рис. 33, г.

Рисунок 33 -Характеристики реле

Теперь рас­смотрим изменение выходного сигнала при изменении полярности входного сигнала.

Если полярность входного сигнала не влияет на полярность выходного сигнала, то при х_вх = - x_вх.ср. выходной сигнал скачком изменяется от нуля до х_вых.ср (рис 33, д). Такую характери­стику имеют нейтральные реле.

Если полярность входного сигнал влияет на полярность выходного сигнала, то при х_вх = - х_вх.ср, выход­ной сигнал скачком изменяется от нуля до - х_вых.ср (рис. 33, е). Такую характеристику имеют поляризованные реле.

По принципу действия различают

· электромеханические реле,

· магнитные бесконтактные реле,

· электронные,

· полупроводниковые

· фотоэлектрические реле и др.

Реле применяются в схемах автоматического управления, а также для сигнализации, защиты и блокировки.

На рис. 34 показана схема сигнализации с использованием реле. Реле состоит из обмотки 1, размещенной на неподвижном сер­дечнике 2, подвижного якоря 3 и контактов 4, 5, 6. Сердечник с об­моткой и якорем представляет собой электромагнит. Когда под дей­ствием напряжения 0 по обмотке реле 1 проходит ток I, якорь 3 притягивается к сердечнику 2 и перемещает подвижный контакт 6 влево. При этом контакты 5 и 6 размыкаются, а контакты 6 и 4 за­мыкаются. Контакт 6 размещен на плоской пружине. Когда ток в об­мотке 1 прекратится, сила притяжения якоря 3 к сердечнику 2 будет равна нулю и усилие сжатой пружины контакта 6 заставит якорь вер­нуться в прежнее положение. При этом снова замкнутся контакты 5, 6 и разомкнутся контакты 6 и 4. Таким образом, основными частями реле являются электромагнит, контактный узел и противодействую­щая пружина.

Рисунок 34 - Схема сигнализации с электромагнитным реле

Схема на рис. 34 работает следующим образом. Пока кнопка не нажата, ток в реле не поступает и горит лампа HL1 (зеленая), кото­рая питается напряжением сети переменного тока U, через замкну­тые контакты 5 и 6. Лампа HL2 (красная) при этом не горит, поскольку контакты 6 и 4 разомкнуты. Если нажата кнопка, то ток идет в обмотку реле, оно срабатывает (т. е. в электромагните якорь 3 при­тягивается к сердечнику 2), контакту 6, 4 замыкаются, а контакты 5 6 размыкаются. Загорается лампа HL2 (красная), Получая питании через контакты 6, 4, а лампа HL1 гаснет. Так будет до тех пор, пока нажата кнопка. Если ее отпустить, то схема возвратится в исходное состояние.

Рисунок 35 - Электрическая схема сигнализации (условное изображение)

На рис. 35 показана электрическая схема, соответствующая рис. 34, на которой использованы стандартные условные обозначе­ния элементов. Обмотка реле обозначена прямоугольником. Контактные пары 5—6 и 6—4 показаны в том состоянии, в котором они находятся, когда ток по обмотке реле не проходит. Контакты 5—6 называются размыкающими, контакты 6—4 — замыкающими. Обра­тите внимание на то, что обмотка реле и его контакты обозначены одинаковыми буквами К.

На электрической схеме они могут находиться в самых разных местах, хотя конструктивно относятся к одному и тому же устройству. Одно реле может иметь несколько за­мыкающих и размыкающих контактов, но все они должны обозна­чаться одинаковыми буквами (или буквами и цифрами, если в схеме используется несколько реле).

Ток и мощность в цепи обмотки реле обычно значительно мень­ше, чем ток и мощность в цепи нагрузки, переключения в которой осуществляются с помощью контактов этого реле. Поэтому можно говорить об эффекте усиления, обеспечиваемом реле. Это значит, что кнопка в цепи обмотки реле может быть маломощной. Напри­мер, вместо нее можно применить путевой выключатель или микро­переключатель. А контакты реле уже могут быть достаточно мощны­ми, но они размещены в более благоприятных условиях, чем управляющие контакты путевого выключателя, находящегося непо­средственно на производственном механизме. Само реле находится обычно в каком-либо шкафу управления, а в конструкции реле пре­дусмотрены меры по защите контактов.

Дата добавления: 2013-12-12