Реле напряжения служит для предотвращения возникновения аварийных режимов, связанных с выходом уровня напряжения за переделы допустимых значений. Организация контроля этого параметра востребована повсеместно – реле напряжения применяют для защиты бытовых приборов, промышленных установок и агрегатов, для контроля значений величины напряжения распределительных, районных и магистральных сетей, в схемах контроля состояния изоляции – что особо актуально для цепей постоянного тока.
По принципу работы такие устройства делятся на два типа: электромагнитные и электронные. Как работает реле напряжения каждого из этих двух видов будет рассмотрено в настоящей статье.
Работа реле напряжения электромагнитного типа
Принцип работы реле напряжения электромеханического типа будет рассмотрен на примере реле, изображённых на рис. 1 и 2. Эти модели относятся к серии РН-50, активно применяемой в схемах РЗиА. Как нетрудно догадаться, работа реле напряжения электромеханического типа основана на электромагнитном принципе действия.
Конструкция включает в себя шихтованный П-образный сердечник "4", набираемый стальными пластинами, и поворотный якорь "13". Обмотки "5" размещается на обоих полюсах сердечника "4". В случаях применения реле в цепях гармонически изменяющегося тока (в серии РН-50 – это модификации РН-53, РН-53/60Д), подключение обмоток к контролируемой сети выполняется через выпрямительный диодный мост "14" и добавочный резистор "15". На платформу "6" устанавливается сердечник "4". В платформе "6" выполняется два отверстия под цапфы, дающие возможность подвижной системе реле поворачиваться.
В зависимости от конкретной модели, реле рассматриваемой серии реагируют на выход контролируемого параметра либо только за верхние, либо только за нижние заданные пределы – в серии РН-50 это модели РН-51/М и РН-54 соответственно (реле максимального и реле минимального напряжения).
При достижении указанной границы в катушках устройства появляется поле, создающее электромагнитный момент, величина которого достаточна и позволяет якорю "13" начать движение, что и приводит к изменению состояния перекидных контактов аппарата. Настройка уставки осуществляется ослаблением или усилением натяжения обструкционной пружины "10", демпфирующей поворотное усилие якоря. Реле могут иметь более одного диапазона уставок. В зависимости от конструкции, изменение диапазона реализуется посредством добавочных резисторов или путём изменения типа соединения обмоток с последовательного на параллельное и наоборот.
Работа реле напряжения электронного типа
Рассматриваемые в предыдущем разделе реле способны коммутировать нагрузки, величиной не более 2 А. Они используются в контрольных цепях и в цепях управления.
Для коммутации токов бо́льших значений такие устройства могут использоваться совместно с промежуточными электромагнитными реле. Электронные же реле способны работать с нагрузками гораздо более высоких значений – величина тока может достигать 75 А. Этого вполне достаточно, чтобы, не прибегая к дополнительным устройствам, удовлетворять требованиям любого потребителя из категории населения, а также обеспечить защиту весомой части промышленных нагрузок.
Но в отличие от электромагнитных реле напряжения, симбиотирующих с промежуточными реле на факультативной основе, конструкция электронного реле включает в себя и орган контроля, и орган коммутации уже в обязательном порядке (носит характер мутуализма). В платах контроля используются различные чипы, интегральные схемы, микропроцессоры. Широко применяются TSM1012IDT, ATmega328P-AU, LTC4236CUFD-1PBF, UAA2016PG, ATtiny26L-8PU, IRIS4009, LM2576HVT-5.0/NOPB производства таких фирм, как Motorola, Atmel, National Semiconductor, STMicroelectronics, Texas Instruments, Fairchild Semiconductor, IRF.
За коммутацию нагрузки в электронных реле напряжения отвечают твердотельные промежуточные реле, обеспечивающие возможность работы с токами достаточно больших величин и при этом обладающие высокой скоростью срабатывания. Такой тип реле, в отличие от электромеханического собрата, имеет одновременно две уставки – верхнюю и нижнюю допустимую границу – тем самым одновременно обеспечивая защиту потребителя как в случае превышения напряжением величины верхнего предела, так и в случае падения ниже минимальной границы.
Также полезной функцией многих электронных реле является наличие алгоритмов работы по кривым ITIC (Information Technology Industry Council). Дело в том, что некоторые виды потребителей, особенно это касается электроники и компьютерной техники, нетерпимы не только к повышенному или пониженному напряжению, но и к скорости его изменения. Кривые ITIC содержат в себе информацию о пределах терпимости электрооборудования в зависимости от соотношения значений величины напряжения и времени его изменения. Эти зависимости стандартизированы международным Институтом инженеров электротехники и электроники в регламенте ANSI/IEEE 446, последняя редакция которого относится к 2000-му году. Реле, в котором заложен алгоритм по ITIC, сработает даже если напряжение не дошло до заданной вручную уставки, но при этом скорость изменения критически высока.
Схема на рис. 4 служит для управления стартером автомобиля в зависимости от величины напряжения и реализуется на основании импульсного понижающего регулятора LM2576-ADJ, который останавливает стартер при превышении напряжением заданного значения и пускает повторно при снижении до допустимого уровня путём воздействия на полевой транзистор VT1 и ротор. Интегральная схема TC4420 служит для сокращения времени переключения VT1, а защита реализовывается на сопротивлении R3, конденсаторе С1 и диодах Зенера VD1 и VD2. Vref регулируется сопротивлениями R1 и R2. Напряжение контрольной цепи регулируется диодом D2, а катушка L1 разряжает стартер через диоды D4 и D5 после отключения нагрузки.
Приобрести реле напряжения вы можете на нашем сайте.
Также рекомендуем статью о том, можно ли подключать розетки шлейфом.
Понравилась публикация? Ставьте "лайк" и подписывайтесь на наш канал: Кабель.РФ: всё об электрике.