В прошлых статьях мы разобрались с принципом действия и схемами включения реле. Возможно, кто-нибудь из читателей захотел поэкспериментировать и закрепить знания практикой. Но при покупке реле его ждало разочарование:
- Дайте мне электромагнитное реле.
- А вам какое?..
Поэтому сегодня предлагаем поговорить о том, как выбрать реле.
Основные характеристики реле
Как мы уже говорили, реле, управляемые напряжением, используются чаще, чем управляемые током. Такие реле называют по-разному: промежуточными, исполнительными, интерфейсными, а иногда и силовыми. Но номинальные параметры у них одинаковые.
Есть много характеристик, описывающих состояние реле при эксплуатации. Например, реле начинает срабатывать при величине управляющего напряжения (или тока) меньшей, чем нужно для стабильного удержания якоря. А отключается реле при напряжении значительно меньшем, чем включается. Наглядно эти величины при включении и выключении реле изображены на циклограмме ниже, где синяя область обозначает включённое состояние реле.
Для упрощения предлагаем говорить о реле не с точки зрения дисциплины «Электрические аппараты», а по каталожным характеристикам, которые можно разделить на две группы:
- Параметры входной цепи.
- Параметры выходной цепи.
Рассмотрим их подробнее, а для примера возьмём таблицу из паспорта реле ONI серии OGR-1 2C.
Параметры входной цепи
Входная цепь электромагнитного реле — это катушка, от количества витков и конструкции которой зависит величина напряжения в цепи управления и род тока.
Выбор реле нужно начинать именно с неё, потому что если вам не хватит количества и коммутационной способности контактов, то вы всегда сможете добавить ещё несколько реле или вообще усилить выход контактором. А вот если катушка не подходит для вашего управляющего сигнала, использовать это реле вы никак не сможете.
Таблица характеристик из паспорта реле ONI серии OGR-1. Обозначения «1C/2C/4C» — это количество контактных групп. Красным выделены основные параметры, на которые нужно обращать внимание.
Первое, что видим в таблице, — «Номинальное напряжение цепи управления Uc, В», эта же характеристика может называться иначе, например, «Номинальное напряжение катушки». При этом буквенное обозначение чаще всего одинаковое — Uc.
Также в таблице указано напряжение постоянного (DC) или переменного (AC) тока, которое нужно подать на катушку для включения реле.
Далее перечислены не менее важные, но меньше влияющие на выбор параметры:
Напряжение изоляции Ui — величина действующего напряжения, которую длительно выдерживает обмотка без электрического повреждения изоляции.
Напряжение срабатывания (включения) и напряжение возврата (отключения или удержания) реле — это величины, при которых реле начнёт включаться при повышении напряжения и выключаться при понижении, что наглядно изображено на циклограмме выше.
Указываются эти величины в долях от номинального напряжения цепи управления. То есть «не менее 0,75Uc» значит, что реле с катушкой на 24 вольта начнёт включаться при напряжении выше, чем 0,75×24=18 вольт.
Время срабатывания/возврата — время, за которое контакты реле переключаются из нормального состояния в активное и наоборот. Зависит от параметров обмотки катушки, конструкции контактов и возвратной пружины.
Кроме этих характеристик, в паспорте может указываться ток или мощность, потребляемая катушкой — эти параметры важно учитывать, если реле подключено к транзисторному выходу контроллера или датчика.
Чем отличаются реле постоянного и переменного тока
Контакты большинства реле могут коммутировать цепи и постоянного, и переменного тока, поэтому когда говорят «реле постоянного или переменного тока», чаще всего имеют в виду тип катушки. Мы уже разобрались, что при подаче тока вокруг катушки с сердечником возникает магнитное поле, которое притягивает якорь с контактами.
И это справедливо для постоянного тока, но у переменного тока магнитное поле изменяется по направлению и величине 100 раз в секунду. Из-за этого в момент перехода значения синусоидального питающего тока через 0 исчезает электромагнитная сила, воздействующая на якорь. Пружина возвращает его в исходное положение, а когда электромагнитная сила опять достигает нужной величины — якорь притягивается к сердечнику. И так 100 раз в секунду. То есть якорь будет вибрировать и жужжать, как старый дверной звонок.
Чтобы решить эту проблему, на сердечнике располагают короткозамкнутый виток, в котором переменное магнитное поле катушки наводит ток. Согласно правилу Ленца:
Индукционный ток всегда имеет такое направление, что он ослабляет действие причины, возбуждающей этот ток.
То есть магнитное поле тока короткозамкнутого витка (Фкзв) противодействует полю сердечника. Магнитный поток в сердечнике разделяется на 2 части (Ф1, Ф2), разные по величине и смещённые по фазе во времени. Потоки суммируются, и в результате электромагнитная сила (Fсум), действующая на якорь, не снижается до нуля и притягивает его к сердечнику.
Поэтому у всех реле, управляемых переменным током, есть короткозамкнутый виток на сердечнике. Если подать постоянный ток на такую катушку, то ничего страшного не произойдёт, и реле будет нормально работать. Но если подать переменный ток на катушку постоянного тока, у которой нет КЗ-витка, то реле не включится и будет дребезжать. Поэтому будьте внимательны, выбирая реле под ваши цепи управления.
Параметры выходной цепи
Выходная цепь реле – это контакты. Есть 3 основных параметра, на которые нужно обращать внимание:
- Номинальный ток контактов.
- Номинальное рабочее постоянное и переменное напряжение.
- Количество и тип контактных групп.
Номинальная коммутационная способность или номинальный ток, который могут коммутировать контакты, – это величина неоднозначная и зависит от типа нагрузки. Обычно номинальный ток указывается для активной нагрузки, типа нагревателей, ламп накаливания и подобного. Но если контакты будут управлять индуктивной или ёмкостной нагрузкой, то номинальный ток будет ниже из-за возникновения дуги при замыкании и размыкании цепи.
Поэтому в паспорте коммутационного прибора может указываться номинальный ток для разных категорий применения, например: «AC-1 10А», «AC-3 2А».
Интересно! Категория применения определяет, в каком режиме и с какой нагрузкой работает коммутационный прибор, подробнее смотрите в п. 2.1.18 ГОСТ IEC 60947-1-2017.
Мы уже упоминали, что контакты реле способны управлять цепями и постоянного, и переменного тока, поэтому для них указывается пара номинальных напряжений, как в нашем примере:
- AC 12A, 220В.
- DC 12А, 30В.
В обоих случаях ток одинаковый, но напряжение отличается в 7 раз, почему?
При размыкании цепи между контактами загорается дуга. Как известно, дугу в цепи постоянного тока гасить сложнее, чем в цепи переменного тока, где она и сама гаснет в момент перехода напряжения через 0. К тому же в реле нет дугогасящих камер, поэтому такая разница между номинальными напряжениями управляемой цепи.
О видах контактных групп, NO, NC и NO/NC, мы рассказали во второй статье цикла. Их количество может быть любым, но в основном от 1 до 4 групп, что особенно полезно, когда нужно подать сигнал в несколько гальванически не связанных цепей.
Кроме этих параметров, могут указываться и такие как электрическая и механическая износостойкость, климатическое исполнение, степень защиты и прочие.
Вот мы и разобрались с характеристиками реле, и вы можете смело приступать к выбору нужного для ваших задач устройства.
Если вам понравилась статья – не забывайте ставить лайки и оставлять комментарии.
И подписывайтесь на наш канал, мы расскажем еще много интересного об электротехнике!
Наши предыдущие статьи про реле и контакты:
#iek #iekgroup #электрика #электротехника #реле #oni
