Здравствуйте мои уважаемые читатели!
Продолжаем работу по созданию библиотеки элементов.
В предыдущих материалах мы рассмотрели УГО группы «H».
В этом материале рассмотрим группу «K». Элементы в группе «K» очень разнообразны и отличаются друг от друга не только назначением и параметрами, но и габаритами.
В эту группу входят элементы под одним общим названием РЕЛЕ. В зависимости от назначения они делятся на реле, магнитные пускатели и контакторы, но в любом случае все они РЕЛЕ, только размеры разные!
Само название РЕЛЕ дали этим элементам по аналогии с французским словом «relay», что означает смена лошадей ( на почтовой станции ) или передача эстафеты. И действительно при помощи реле мы передаём ЭСТАФЕТУ от маленькой ( маломощной ) кнопки большому ( а иногда очень большому ) устройству. Под кнопкой подразумевается не только кнопка, но и какое-то электронное устройство, отслеживающее какой-то параметр: подача команды; выход параметров за допустимый предел или при достижении заданной величины.
По своим характеристикам реле делятся на: электрические ( с ними мы как раз в основном и работаем ); механические; тепловые; оптические; магнитные и акустические. И самое интересное то, что во всех реле от механических до акустических электрическое реле входит в состав устройства ( в большинстве случаев! ) и является оконечным устройством, выполняющим команду. И в таких реле неэлектрическая величина преобразуется в команду включения реле с помощью электронной схемы.
Электрические реле в настоящее время разделили на две группы: электромеханические и бесконтактные, построенные на базе оптронов ( о таких устройствах я уже рассказывал в своих материалах раньше ).
Основой электромеханических реле является электромагнит - катушка, притягивающая контактную группу, при подаче напряжения на обмотку или при достижении в обмотке тока заданной величины.
Конструкции очень разнообразны по размеру и мощности катушек, управляющие механической частью реле, магнитного пускателя или контактора, но основа у всех одна
Реле имеют разное количество контактных групп, в зависимости от предназначения реле.
И надо сразу отметить – прямоугольник на Рис. 2 обозначает именно катушку реле, и только наличие контактной группы или нескольких групп с его «фамилией» всё вместе превращается в РЕЛЕ!!!
Теперь о самой катушке реле: питание катушки может быть двух типов постоянным или переменным током; срабатывание от напряжения или от тока; при определённой конструкции катушки и магнитопровода реле становится поляризованным ( переключение зависит от полярности напряжения, подключенного к обмотке ).
Конструктивное исполнение реле может быть: открытого типа – контакты и катушка не закрыты кожухом; закрытого типа – конструкция реле спрятана в «коробочку», предотвращающую повреждение катушки или контактов от случайного механического воздействия; герметичные реле – кожух реле завальцован и обеспечивает защиту контактов и катушку от пыли и от агрессивной газовой среды ( влажность или вредные газы ) и такая конструкция реле позволяет применять реле во взрывоопасной газовой среде, где искра может вызвать взрыв газа, например, в шахте; отдельная группа реле – реле в вакуумной «упаковке», иногда только контактные группы ( например, реле на основе герконов ).
Минимальные размеры реле в основном определяются катушкой, сделать очень маленькую катушку, способную притянуть контактную группу, очень трудно. Чтобы катушка была способна притягивать, она должна иметь определённое количество витков при определённом рабочем напряжении. Напряжение на катушке, о котором принято говорить чисто условное!!! На самом деле в катушке работает ток, а если быть точным, то ампервитки!!! Поэтому на реле указывают напряжение, рабочий ток срабатывания ( на токовых реле указывают только ток срабатывания ), минимальный ток удержания и омическое сопротивление обмотки.
Следовательно, миниатюрное реле сделать можно, но только для определённых конструкций или приборов, а для широкого применения их не выпускают – очень дорогое «удовольствие»!!!
Мне приходилось работать и применять различные реле, но меньше чем реле РЭС49 встречать не приходилось.
Размеры этого реле 5,3 х 10,4 х 15,4 мм без учета выводов. Реле содержит одну контактную группу и применяется для коммутации малосигнальных цепей. Реле РЭС60 имеет две контактные группы и его габариты 6,0 х 10,4 х 15,9.
А есть очень большие реле
Основная задача контактора – коммутация силовых цепей для питания мощных электродвигателей.
Реле группы «KA» - токовые реле, обычно содержат одну контактную группу, это нормально замкнутые контакты. Задача токового реле отключить цепь питания контактора или магнитного пускателя, подающего питающее напряжение на электродвигатель. Для питания трёхфазного электродвигателя токовые реле устанавливают в цепь каждого фазного провода после контактора или магнитного пускателя. Контакты токовых реле включены последовательно с кнопкой «стоп». При срабатывании любого фазного токового реле, подача питающего напряжения на электродвигатель прекращается.
Реле указательное «KH» - название, поясняет его функциональную «обязанность». Указательное реле сообщает об аварии, отключает аварийную цепь и механически самоблокируется – на реле есть механическая защёлка. Включить реле в работу может только обслуживающий персонал нажатием на кнопку на реле, но перед этим необходимо выяснить причину аварии.
Реле электротепловое «KK» так же выполняет защитную функцию в линии питания. При превышении тока в цепи реле срабатывает и отключает перегруженную цепь. Работа такого реле основана на нагреве биметаллической пластины нихромовой спиралью. Диаметр нихромовой проволоки и количество витков спирали на биметаллической пластине определяет ток, при котором произойдет срабатывание реле. Для защиты трёхфазного двигателя обычно применяют сдвоенные тепловые реле с одной общей контактной группой ( контакт нормально-замкнутый ), для защиты двигателя достаточно контролировать ток в двух фазах. Тепловые реле данного типа имеют регулировку тока срабатывания и дополнительно выполняют функцию указательного реле – после срабатывания теплового реле цепь управления магнитным пускателем разрывается, а на самом тепловом реле активируется кнопка-указатель, нажатием на которую тепловое реле устанавливается в исходное состояние. Следует добавить, что в большинстве автоматических выключателей также установлены тепловые биметаллические реле в дополнение к токовому реле.
«KM» - контактор, магнитный пускатель имеют одинаковое обозначение. Магнитный пускатель и контактор в основном применяются для подачи трехфазного напряжения на электродвигатели или другую трехфазную нагрузку. Основное требование к этому устройству – одновременное включение трёх фаз. Применение трёх одинаковых однофазных реле при одновременном включении такой гарантии не дают, и вместе с этим схема получается сложнее и монтаж соответственно усложняется.
Магнитный пускатель и контактор конструктивно отличаются незначительно, разница в основном из-за габаритов – чем мощнее нагрузка и питающее напряжение, тем «крупнее» габариты. В своём составе магнитный пускатель и контактор содержат определённое количество контактных групп. Из-за конструктивной особенности данных устройств, контактные группы могут быть или замыкающие, или размыкающие, переключающих контактов не делают, но функцию переключения можно реализовать если объединить размыкающую и размыкающую группу.
И ещё одна интересная особенность магнитных пускателей – обозначение контактов на схемах
В магнитных пускателях так выполнены все контактные группы, а в контакторах вспомогательные контакты выполнены аналогично магнитным пускателям, но силовые контакты выполнены как простых реле и при этом окружены или находятся в искрогасящей камере, обратите внимание на Рис.4.
Ещё коротко о расположении магнитных пускателей в силовых шкафах или других конструкциях.
Сама конструкция магнитных пускателей и контакторов подсказывает как их устанавливать. Если их расположить вертикально возникают проблемы в монтаже и обслуживании, но самое главное – это оседание пыли и грязи на поверхностях. На поверхностях магнитопровода – ухудшается смыкание магнитопровода, а иногда и слипание, что ухудшает отключение. Наличие пыли и масленой плёнки на контактах увеличивает износ контактов. При горизонтальном расположении пружины во всех узлах работают только на размыкание и не получают дополнительной нагрузки как при вертикальном расположении.
И ещё о подключении силовых проводов к пускателю – подвод напряжения рекомендуется производить к верхним клеммам.
И ещё о контактах – минимальное количество контактов, работающих на замыкание, четыре: три силовых для подключения трёхфазной нагрузки и один вспомогательный для самоблокировки, так называемый «подхватывающий» контакт, и обязательно есть один размыкающий контакт – его задача отключить цепь питания другого магнитного пускателя, такая мера защиты необходима если два пускателя подают питание на электродвигатель, предусматривающий работу в двух направлениях вращения.
В этой схеме задействован дополнительный контакт на замыкание. После нажатия на кнопку «Пуск» контакт КМ1.4 замыкается и кнопку можно отпускать – двигатель будет работать. Для выключения необходимо нажать кнопку «Стоп» и цепь питания катушки магнитного пускателя будет разорвана и двигатель будет отключен от питающей сети.
А как быть если вращение двигателя надо реверсировать? Очень просто с помощью второго магнитного пускателя и здесь пригодятся нормально-замкнутые контакты магнитных пускателей.
Нормально-замкнутые контакты – «защита от дурака». При одновременном нажатии на кнопки «Пуск» включится вращение только в одну сторону – какая цепь включилась раньше, та и обеспечит включение. Есть ещё более «крутые» схемы включения, там применяют кнопки с нормально-разомкнутым и нормально-замкнутым контактами. И здесь нормально-замкнутый контакт первой кнопки включается последовательно с нормально-разомкнутым контактом второй кнопки. Во второй кнопке контакты подключены аналогично первой. При такой схеме одновременное нажатие двух кнопок не вызовет включение электродвигателя.
Контакты электротеплового реле ( если оно установлено в цепи питания электродвигателя ) включаются последовательно с контактами кнопки «Стоп».
Чтобы упростить схему управления реверсом электродвигателя выпускаются сдвоенные магнитные пускатели.
В таких магнитных пускателях при включении одного плеча, блокирует включение второго плеча и электрически, и механически.
Реле времени «КТ» обеспечивают включение или выключение нагрузки через заранее установленный интервал времени. Обычно это электронные устройства исполнительным элементом которого является реле.
Реле напряжения «KV» предназначены для контроля напряжения на конкретном участке сети.
На просторах интернета очень много схем контроля максимального напряжения, а вот схем контроля минимального напряжения практически нет. Большинство считает, что главное контролировать чтобы напряжение в сети не было выше нормы и беспокоятся о сохранности электроприборов, но есть электроприборы, которые «боятся» пониженного напряжения и к таким приборам относятся ХОЛОДИЛЬНИКИ!!! При пониженном напряжении пусковое реле не отключает пусковую обмотку и через определённое время обмотка выходит из строя.
Реле команды включения «KCC» и реле команды отключения «KCT» - это обычные маломощные реле, у них стандартное УГО, а выполняют они очень простую функцию – показывают, прошла команда включения или отключения, включая соответствующий элемент индикации.
Реле промежуточное «KL» - это «усилительное» реле, обеспечивает подачу команды от маломощного источника ( микрокнопка, низковольный БП и т.п. ) своими мощными контактами включает мощное реле или магнитный пускатель, или контактор.
И в дополнении к обмоткам определим, чем отличаются катушки реле постоянного тока от катушек реле переменного тока. Основное отличие – на магнитопроводе реле или на самой катушке, работающей на переменном напряжении, есть короткозамкнутый медный виток или несколько витков высокоомного провода, препятствующие прерыванию магнитного потока при прохождении напряжения через ноль.
В ближайшее время будет материал как подключить реле при пониженном напряжении или как включить реле с минимальным током катушки для экономии автономных источников питания.
В следующем материале рассмотрим индуктивности – группа «L».
Надеюсь, что материал понравился моим читателям.
Чтобы не пропустить следующие публикации подписывайтесь на мой канал. Задавайте вопросы, я с удовольствием на них отвечу. Комментируйте и пишите свои замечания! Особенно замечания помогают улучшить мою работу над материалом и текстами.
Желаю Всем крепкого здоровья и чистого неба!!!
электроника для начинающих
электроника
изучаем электронику
сделай сам