Промежуточное реле: принцип действия, сферы применения и технические параметры

Промежуточные реле. Виды и устройство. Работа и применение

Промежуточные реле занимают особое место среди множества электротехнических изделий. Они предназначены для обеспечения выполнения дополнительных функций, применяются, когда основные реле не могут справиться с поставленной задачей. Также, число цепей выхода в основном реле значительно меньше, по сравнению с цепями управления.

Главная задача промежуточного реле – подключение потребителей в электрических цепях. Такие устройства могут функционировать как на переменном, так и на постоянном токе. Они приобрели свою популярность в разных типах релейной защиты, в промышленной аппаратуре, аварийных системах и других объектах энергетики.

Разновидности

Промежуточные реле классифицируются по признакам и характеристикам. Рассмотрим основные разновидности таких реле.

Тип переключения:

• Минимальные – действуют на снижение некоторого параметра до определенного порога.
• Максимальные – работают на возрастание некоторого параметра до определенной границы.

По назначению:

• Комбинированные – группа нескольких реле, соединенных общей логической связью.
• Логические – действуют по единому уровню, чаще всего в дискретных электрических цепях.
• Измерительные – имеют регулировку в определенном диапазоне срабатывания.

По методу работы:

• Косвенные – работают не напрямую, а через цепи других устройств.
• Прямые – сразу выполняют отключение или подключение цепи.

По месту присоединения:

• Первичные – подключены непосредственно в рабочую цепь.
• Вторичные – подключены через емкостную, индуктивную или иную связь.

Также существуют реле защиты, которые имеют аналогичное назначение, и делятся:

• Полупроводниковые – наиболее популярные виды реле на основе полупроводниковых элементов.
• Индукционные – действуют по методу асинхронных моторов. В замкнутой обмотке ток возникает от другой обмотки, подключенной к напряжению.
• Магнитоэлектрические – работают по принципу электромагнита. Магнит является неподвижным, а обмотка с рамкой могут вращаться вместе с контактом.
• Поляризационные – аналогичны электромагнитным, отличие только в том, что работа зависит от полярности подключенного тока.
• Электромагнитные – их работа основана на эффекте поведения проводника с током по отношению к стрелке компаса. Подвижным элементом является сердечник из ферромагнитного материала.

Промежуточные реле бывают с различным принципом работы. Раньше в основном такие реле работали на электромагнитном принципе.

Особенности конструкции

Такие устройства выпускаются разных размеров и видов. Однако структура устройства у них практически одна и та же.

Конструкция промежуточного реле включает в себя электромагнитную управляющую катушку, группу контактов, пружинный механизм, сердечник. Производится большое количество моделей для разных напряжений. Они рассчитываются на постоянное и переменное напряжение.

По внешнему виду такие реле мало чем отличаются. Их отличие состоит лишь в магнитопроводе. В реле, предназначенном для переменного тока, сердечник выполнен из пластин электротехнической стали, а для постоянного тока такой сердечник изготовлен в виде цельного куска металла. Такая конструкция позволяет снизить потери энергии на нагревание сердечника при протекании переменного тока.

Технические характеристики

Основными характеристиками реле являются:

• Род тока.
• Габаритные размеры.
• Вид и количество контактов.
• Допустимый длительный ток контактов.
• Ток коммутации.
• Мощность потребления.
• Напряжение питания.
• Интервал эксплуатационных температур.
• Влажность рабочей среды.
• Взрывоопасность среды.
• Концентрация пыли.
• Уровень вибрации.

Промежуточные реле, служащие для выполнения промышленных задач, оснащены колодками для монтажа на дин-рейку. Колодки и реле для такой монтажной рейки изготавливаются с широким интервалом размеров разъемов. Это позволяет удобно эксплуатировать реле внутри одного устройства, когда есть модели для различного напряжения, и по ошибке не заменили один вид на другой.

Важной характеристикой является время перехода контактов в разные положения. По этой информации можно определять уровень защищенности аппаратуры от действия отрицательных факторов. Например, для реле РП-25 время перехода составляет не более 0,06 с. Реле на основе электронных ключей работают с большей скоростью.

При необходимости повышенного быстродействия применяют реле РП-220. Для уменьшения инерции использован шихтованный сердечник, состоящий из тонких металлических пластин, склеенных специальным лаком.

Реле чаще всего может работать в некоторых пределах. Это границы температуры, при которой механизм может выполнять свои задачи. Также к факторам, влияющим на работу реле, можно отнести устойчивость сплавов к условиям погоды, степень защиты корпуса.

Для электромагнитного вида реле габаритные размеры играют важную роль. Для повышенных напряжений механические устройства также популярны. Цепи высокого напряжения всегда нуждаются в использовании мощных контакторов. Полупроводниковые ключи не способны выдержать подобного температурного режима.

Фактор механических нагрузок важен при использовании реле на железной дороге, самолетах, военной технике. Поэтому реле проектируются для различных нагрузок: ударов, вибраций, ускорений.

Принцип действия

При возникновении напряжения на катушке появляется электромагнитная сила, которая притягивает якорь. Вследствие этого под воздействием якоря замыкаются подвижные и неподвижные контакты. Подвижные контакты закреплены на якоре, а неподвижные на корпусе реле.

Эти контакты включены в цепь управления. Они управляют работой защиты или сигнализации, подключают и отключают питание катушки контактора электрического двигателя. Вариантов различных схем подключения может быть много.

Реле могут быть оснащены несколькими группами контактов различного назначения. Это зависит от поставленных задач при проектировании определенной конструкции реле.

Применение промежуточных реле в быту и на производстве

Промежуточное реле в электрике выполняет примерно ту же задачу, что и транзистор. То есть усиливает, размножает и распределяет электрические сигналы. На реле возможно построение логических схем, систем защиты, щитов управления производственными процессами. Не реже они встречаются в бытовой технике.

Задачи промежуточного реле

Промежуточные реле выступают посредником в цепях с отличающимися токами или напряжениями. Например, вы нажимаете кнопку «старт» на панели стиральной машины. Кнопка располагается на низковольтной электронной плате, где напряжение не превышает 24 В. При нажатии кнопки «старт» плата управления выдает сигнал напряжением 12 В на катушку промежуточного реле. Оно замыкает силовые контакты и подает напряжение 220 В на двигатель.

В данном случае устройство на 12 В выступает посредником между низковольтной цепью управления (электронная плата) и высоковольтным двигателем на 220 В.

Промежуточные реле часто применяют в роли умножителя контактов. По аналогии со стиральной машиной нажатие кнопки «пуск» приводит к включению и двигателя, и нагревательного элемента. Таким образом, реле позволяет одновременно включить десятки электрических цепей.

Из вышесказанного выделяются 2 основных назначения:

1. Согласование между силовыми и слаботочными цепями. Повышает электробезопасность.
2. Увеличение числа выходных контактов. Подав сигнал в 1 провод, возможно передать его по множеству других линий.

Конструкция

Существует множество модификаций промежуточных приборов. Однако по принципу действия и устройству все они похожи. Есть управляемые контакты. В зависимости от модели их бывает от 2 до нескольких десятков. Обычно достаточно 4 перекидных контакта. Они выполняются нормально-замкнутыми или нормально-разомкнутыми. Есть и управляющие контакты. Для включения прибора на них необходимо подать напряжение.

Это интересно. В конструкции реле часто используются драгоценные металлы. Например, в некоторых моделях контакты покрыты золотом или платиной. В других они полностью выполнены из электротехнического серебра высокой пробы. Драгоценные металлы применяются с целью повышения проводимости контактов и устойчивости к коррозии.

Описание работы реле

У промежуточных реле простой принцип работы. В основе строения устройства лежит катушка (1). Она намотана эмалированным медным проводом в лаковой изоляции (2). При подаче на выводы катушки напряжения в ней создается электромагнитное поле. Оно притягивает к сердечнику катушки якорь (3). Он, в свою очередь, замыкает управляемые контакты реле (4). Если с катушки (1) убрать напряжение, то пружина (5) сожмется и вернет якорь в первоначальное (нормальное) положение. Для фиксации всех элементов конструкции и замыкания магнитного потока служит магнитопровод (6).

Виды промежуточных устройств

На заре развития электротехники производились «примитивные» электромагнитные реле. Затем люди поняли, что если поместить контакты в вакуум, то устройство прослужит дольше. Так появилось герконовое реле. Далее прогресс пришел к тому, что если исключить из устройства подвижные части, то срок работы увеличится еще сильнее. В результате миру явились твердотельные реле.

Это лишь малая часть разновидностей этих приборов. Реле существует сотни видов, каждый из которых создан под определенные цели.

Как включить реле

В классическом электромагнитном устройстве есть пара контактов. Они подвижны. Если на них подается ток, то электромагнит прижимает контакты друг к другу и управляемая цепь замыкается. Такие релейные приборы включаются, если подать на них управляющее напряжение. Обычно именно они и выполняют функцию промежуточных.

Существуют и герконовые реле (геркон, герметичный). Конструкция представляет 2 контакта, помещенных в герметично запаянную стеклянную колбу. Они включаются, если попадают под действие магнитного поля. Проверка такого прибора производится с помощью постоянного магнита. Его необходимо поднести на расстояние 5-15 мм.

Виды реле устройств:

1. Твердотельные реле успешно применяются в роли промежуточных. Для включения на прибор необходимо подать управляющее напряжение. В отличие от электромагнитных, в твердотельных устройствах нет подвижных частей.
2. Тепловые реле встречаются в чайниках, утюгах, термопотах и автоматических выключателях (тепловой расцепитель). Тепловые устройства замыкают контакты при определенной температуре.
3. Реле времени. Для включения необходимо, чтобы прошел определенный промежуток времени. Устройство предназначено для отложенного запуска электрических агрегатов. Классический пример — «крутилка» в советских стиральных машинах. Заводится механизм, и реле отсчитывает время до выключения двигателя. При этом слышен характерный треск.

Существуют другие устройства, срабатывающие на иные типы внешнего воздействия. Они выступают чем-то вроде органов чувств в мире электроники. Такие приборы реагируют на:

• изменение давления (высоты над уровнем моря);
• снижение (увеличение) температуры, влажности;
• появление магнитного поля;
• изменение положения в пространстве;
• наличие света, звука, вибрации.

Конструктивные особенности и крепеж

Приборы старой модификации крепились в электрический щит болтами. Крепеж неудобный. Болты постоянно вываливаются из рук. Монтаж реле тратит много времени. Современные модульные устройства производятся с крепежом на дин рейку. Они часто выпускаются с колодкой. При выходе прибора из строя не нужно отключать провода. Достаточно вытащить его из колодки и заменить новым.

Дополнительная информация. Колодка выполняет те же задачи, что и розетка. В нее вставляется устройство. Колодка имеет нужное число контактов. При необходимости достаточно заменить только само релейное устройство. Колодка остается на месте. Такое техническое решение экономит время на ремонт и обслуживание электрических щитов.

Существуют особенности и в типах корпусов. Они бывают полностью герметичными или открытыми. У некоторых моделей корпус выполнен из прозрачного оргстекла, что позволяет визуально оценить работоспособность. Другие закрыты в прочный металлический, пластиковый или карболитовый кожух, что защищает от воздействия внешних факторов.

Время переключения контактов

В большинстве случаев выдержка времени не учитывается. Но если прибор используется в системах релейной защиты, без этого параметра не обойтись.

Временем срабатывания называется интервал между подачей на управляющую катушку напряжения и полным замыканием управляемых контактов. Для небольших маломощных промежуточных устройств этот параметр исчисляется десятками или сотнями миллисекунд.

Для полного выключения (размыкания управляемых контактов) требуется некоторое время. То есть управляющее напряжение с катушки снято, но контакты остаются в замкнутом состоянии. Процесс выключения так же занимает десятки или сотни миллисекунд.

Примеры использования

Промежуточные реле применяются повсеместно. Их массово эксплуатировали в советский период. Ниже рассмотрен реально действующий пример с одного из предприятий.

Имеется печь на 380 В для закалки металла. Она питается электроэнергией через силовой контактор на 250 А. Катушка контактора управляется через реле РПУ-1. А сигнал на РПУ-1 приходит с современного ПИД регулятора температуры печи.

Регулятор дает команду на реле. Оно замыкает 2 независимые пары управляемых контактов:

• цепь включения силового контактора;
• цепь индикации на панель для оператора печи.

Другой пример встречается в лифтовом оборудовании советских времен. Если подойти к машинному отделению во время движения кабины, то слышны характерные щелчки. Это поочередно переключаются промежуточные реле (этажные переключатели) в щите управления лифта. Обычно используется не меньше 2-3 десятков устройств, в зависимости от высоты здания.

Обозначение на корпусе

На каждом устройстве имеется цифробуквенная маркировка. Она сообщает специалисту следующую информацию:

1. Номинальное напряжение управляющей катушки. Бывает постоянного тока или переменного.
2. Мощность устройства. Указывают редко.
3. Диапазон рабочих напряжений управляемых контактов. Может отличаться для разных цепей.
4. Производственная информация. Тип прибора (РП), год выпуска, производитель.
5. Схема включения контактов. У некоторых моделей устройств по 20-30 выводов. Их назначение указано на корпусе. Нет нужды бегать искать обозначение на схеме в технической документации.

Выше был рассмотрен пример использования РПУ-21. В данном случае аббревиатура означает следующее:

• Р — реле;
• П — промежуточное;
• У — универсальное;
• 21 — номер серии.

Дополнительная информация. На корпусе реле указано назначение и положение контактов в отключенном состоянии. То есть если устройство просто лежит на столе и ни к чему не подсоединено, то его контакты должны быть в том положение, которое нанесено на корпус. Управляющая катушка обозначается буквами A, B (А, Б — в советских схемах).

Подключение промежуточного реле

Подключение реле — задача несложная. Обычно достаточно учесть 4 параметра:

1. Напряжение катушки управления. Величина и род тока. В отдельных случаях этот параметр можно слегка нарушить. Например, реле с напряжением срабатывания 24 В включится и от 16 В. А может и от 12. Но желательно не экспериментировать и подавать именно требуемый производителем вольтаж.
2. Токовые характеристики управляемых контактов. Здесь необходимо сделать некоторый запас. Если вам требуется включать потребителя с током 5 А, то реле понадобится минимум на 6-10 А.
3. От какого тока работает катушка. Реле во время работы потребляет электроэнергию. Заранее следует продумать, хватит ли у источника напряжения мощности, чтобы управлять им.
4. Положение в пространстве. На это редко обращают внимание. Производители указывают, как необходимо устанавливать их устройство (стоя, лежа, на стене).

Промежуточные реле активно использовались в советское время. Данная технология постепенно уступает место приборам с цифровым управлением. Однако в мощных силовых цепях и сейчас не обойтись без промежуточных реле. В некоторых устройствах отказ от них технически нецелесообразен.

Перед тем как подключить реле, следует обратить внимание на корпус. От этого зависит, как устройство крепится в щит. Важно учесть и электрические параметры прибора: напряжение и токи управляющей катушки, контактов.

Промежуточные реле: назначение, где применяются и как их выбирают

Под термином “промежуточные реле” чаще всего подразумевают электромагнитные реле, которые используются в качестве так называемых вспомогательных реле, играющих не главную, но очень важную роль в схемах управления разнообразных технологических установок, станков, комплексов.

Сегодня под словом «реле» понимают не только электромагнитные реле, какими они были изначально, реле теперь может быть и электронным и электромагнитным. Так или иначе, реле — это ключ, предназначенный для размыкания или замыкания электрической цепи с той или иной целью, когда определенные параметры цепи принимают заданные значения, или когда часть технического устройства оказывается в заданном состоянии, например в результате внешних воздействий на него.

В настоящее время на рынке представлен достаточно широкий ассортимент промежуточных реле. Есть возможность подобрать промежуточное реле как по ценовой категории, так и по свойству решаемых задач. Самые распространённые производства фирм Finder, Phoenix, АВВ, Schneider electric. Из отечественных укажем реле типа РПЛ, РПУ-2М, РП, РЭП, к примеру.

В упрощенном виде промежуточное реле представляет собой электромагнитную катушку с сердечником, подключаемую либо на постоянный либо на переменный ток (это основные виды промежуточных реле), при появлении напряжения на которой, возникает электромагнитная сила притягивающая якорь, который, в свою очередь, замыкает подвижные контакты (обычно закреплённые на нём) с неподвижными, закреплёнными на корпусе. Тем самым замыкая или размыкая группы контактов. А уже эти контакты играют свою роль в цепях управления, то есть включают цепи сигнализации или защиты, размыкают (замыкают) цепь питания катушки магнитного пускателя электродвигателя (смотрите – схемы подключения магнитных пускателей). Вариантов может быть масса.

Промежуточное реле РПУ-2М

Одно промежуточное реле может иметь несколько групп замыкающих контактов и несколько групп размыкающих контактов. Необходимость в определенных технических характеристиках данного реле возникает из задач, стоящих перед проектировщиком.

Основная функция промежуточных реле – размножение контактов в цепях управления. Например, в цепи управления электродвигателем водяного насоса это реле имеет следующие функции – после нажатия кнопки «Пуск», одна пара замыкающих контактов замкнёт цепь сигнализации, показывающей оператору работу насоса, другая пара замкнёт цепь питания катушки магнитного пускателя, контактор пускателя сработает и запустит двигатель насоса. При этом пара размыкающих контактов разомкнёт цепь реверсивной работы электродвигателя, что предостережёт силовую схему от замыкания.

Кроме этого, промежуточные реле могут применяться в электрических схемах для усиления управляющих сигналов. Так, например, в схеме электрической нагревательной установки вход промежуточного реле подается сигнал с прибора теплового контроля, а уже своими контактами реле коммутирует катушку магнитного пускателя, который управляет подачей напряжения на нагревательные элементы печи.

Слабый сигнал с прибора теплового контроля не смог бы включить катушку пускателя. Что бы схема работала сигнал усиливают через промежуточное реле, т.е. реле срабатывает от сравнительно слабого тока, но включает электрические цепи по которым проходит значительно больший ток.

По сути само реле представляет собой миниатюрный электромагнитный пускатель, но полноценно не может заменить его в виду небольших коммутируемых токов. Проще говоря длительно допустимый ток контактных групп обычно не превышает 10А. Чего с избытком хватает для цепей управления. Четкость срабатывания реле обеспечивает отключающая пружина.

Промежуточные реле в шкафу управления

Выбор промежуточного реле происходит на основании его технических характеристик. Таких как питающее напряжения (В), потребляемая мощность (Вт), коммутируемый ток (А), длительно допустимый ток контактов (А), число и вид контактов контактов и габаритные размеры.

Не стоит забывать и об условиях эксплуатации: диапазон рабочих температур, вибрация, концентрация пыли, взрывоопасность среды, влажность воздуха и т. . п. Под каждое условие эксплуатации можно и нужно подобрать необходимый тип реле.

Необходимо помнить, что каждый элемент цепей защиты вносит в эту цепь свою погрешность. Так промежуточное реле имеет определённое время срабатывания (то есть вносит в схему защиты замедление), которое нужно учитывать. Обычно время срабатывания реле доходит до 0,1 сек. Но существуют так же и быстродействующие, максимальное время срабатывания которых достигает 0,02 сек.

Пример использования промежуточных реле:

Схема электрическая принципиальная электродного водонагревателя (промежуточные реле – К V1 , KV2 и К V3 , электромагнитный пускатель – КМ).

Напишите в комментариях для чего нужны эти три промежуточные реле в схеме водонагревателя?

Промежуточные реле: назначение, принцип работы

Промежуточные реле используются для замыкания или размыкания нескольких отдельных друг от друга электросетей. Например, один контакт может отвечать за включение в схему аварийного сигнала, а другой — обеспечивать отсоединение выключателя. Таким образом, промежуточное реле представляет собой вспомогательное устройство, которое играет важную роль в схемах управления:

• технологическими установками;
• станками;
• комплексами оборудования.

В стандартном конструктивном исполнении промежуточное реле представляет собой ЭМ-катушку с сердечником. Она подключается на переменный или постоянный ток. При появлении напряжения на катушке возникает ЭМ-сила, которая притягивает якорь. В результате происходит замыкание подвижных контактов с неподвижными, которые зафиксированы на корпусе устройства. Вследствие этого происходит замыкание/размыкание группы контактов. Они, в свою очередь:

Варианты применения промежуточных реле:

• включают цепь защиты/сигнализации;
• замыкают/размыкают цепь питания катушки магнитного пускателя электрического двигателя.
• обеспечение замедленной работы релейной защиты;
• управление другим реле, имеющим большую мощность;
• одновременное отключение/подключение нескольких отдельных цепей.

Обычно промежуточные реле применяются в различных защитных и аварийных системах, а также в промышленной аппаратуре и на энергетических объектах. Их стоимость варьируется в широком диапазоне и во многом зависит от разновидности.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ РЕЛЕ

В промышленности применяется несколько видов этого оборудования. Промежуточные реле классифицируются на группы:

• по типу переключателя. Могут быть минимальными и максимальными. Первые работают на снижение определенного параметра до заданного порога, вторые «реагируют» на возрастание значения характеристики до установленной границы;
• по назначению. Промежуточные реле могут быть комбинированными, логическими, измерительными. Первые представляют собой несколько реле, которые соединены общей логической связью. Логические функционируют по одному уровню, обычно они применяются в дискретных электроцепях. Измерительные имеют регулировку в заданном диапазоне срабатывания;
• по принципу функционирования. Промежуточные реле бывают косвенными и прямыми. Приборы первого типа работают через цепи других устройств. Прямые самостоятельно обеспечивают подключение или отключение электроцепи;
• по месту присоединения. Выпускаются первичные промежуточные реле, которые подключаются непосредственно в цепь. Также существуют вторичные устройства, рассчитанные на подключение через индуктивную, мостовую или другую связь.

Промежуточные реле также классифицируются по принципу действия. Они подразделяются:

• на электромагнитные;
• полупроводниковые;
• индукционные;
• магнитоэлектрические;
• поляризационные.

Электромагнитные реле появились самыми первыми. Их принцип работы идентичен воздействию электромагнита на стрелку компаса. В их конструкции предусмотрен подвижный элемент — стержень из ферромагнитного материала. Под воздействием создаваемого катушкой электромагнитного поля он перемещается и замыкает (размыкает) контакты.

Полупроводниковые реле в настоящее время являются самыми популярными. Они созданы на основе полупроводниковых транзисторов и тиристоров. В конструкции отсутствуют подвижные контактные группы, что повышает их надежность.

Индукционные реле работают по принципу асинхронных электродвигателей. В их замкнутой вторичной цепи индуцируется электрический ток от поля, создаваемого первичной обмоткой. Последняя подключена к внешней электросети.

Магнитоэлектрические реле работают по принципу электромагнита, зафиксированного неподвижно. В создаваемом им поле вращается якорь с обмоткой, который замыкает контакты.

Принцип действия поляризационных реле идентичен с электромагнитными аналогами. Отличие заключается в необходимости соблюдения полярности при подключении проводников.

Промежуточные реле также классифицируются по роду подаваемого на катушку электротока, который бывает постоянным или переменным. Визуально одно устройство ничем не отличается от другого. Разница — в материале сердечника катушки. Для переменного тока он собирается из пластин электротехнической стали, а для постоянного он — цельнометаллический.

ЧТО ДОЛЖНО УЧИТЫВАТЬСЯ ПРИ ВЫБОРЕ ПРОМЕЖУТОЧНОГО РЕЛЕ

Производителями выпускаются различные модификации промежуточных реле. При выборе учитываются основные характеристики и технические параметры устройств:

• тип тока;
• количество и вид контактов;
• максимальное значение длительного тока контактов;
• потребляемая мощность;
• габариты;
• напряжение питания;
• эксплуатационные условия (допустимые температурные значения, степень влажности рабочей среды, взрывоопасность, уровень концентрации пыли);
• устойчивость к вибрациям;
• период, в течение которого контакты переходят в разные положения.

При эксплуатации промежуточных реле берутся во внимание следующие аспекты:

• обслуживающему персоналу необходимо тщательно следить за состоянием промежуточного реле: ежедневно визуально оценивать внешний вид устройства, удалять имеющиеся загрязнения, проверять и очищать контактные соединения. При обнаружении механических повреждений нужно обращаться за помощью к специалистам;
• диапазон рабочих температур, степень влажности и запыленности должны соответствовать требованиям, обозначенным в рекомендациях по эксплуатации промежуточного реле. В противном случае велика вероятность его некорректной работы или преждевременного выхода из строя;
• если промежуточное реле используется в промышленных условиях, оно должно оснащаться специальными колодками, предназначенными для установки на ДИН-рейку.

Установка и схемы подключения промежуточного реле

Большинство моделей промежуточных реле приспособлены к стандартным условиям установки и размещаются на плоской поверхности либо DIN-рейке в распределительном шкафу. После монтажа устройство подключается к электрической сети по одной из следующих схем:

В первой схеме при подаче напряжения в контакты 9, 10, 11 и 12 они замкнутся на их пары (5, 6, 7 и 8). При этом положение контактора указано с учетом отсутствия питания на катушке:

– нейтральный провод подключен к одному из контактов катушки напрямую;

– фаза подсоединяется через замкнутую кнопку «Стоп» (работает на размыкание цепи);

– последовательно кнопке «Стоп» подключается кнопка «Пуск» (разомкнута в нормальном состоянии и работает на замыкание цепи);

– 2-й контакт кнопки «Пуск» подсоединяется к фазе;

– фазы подсоединяются к нормально разомкнутым контактам, причем нагрузка — к нормально замкнутым;

– один из контактов выхода к нагрузке подсоединяется между кнопками «Стоп» и «Пуск».

После включения схема обеспечит подачу напряжения на катушку в постоянном режиме, а контакты будут замкнуты. Отключение нагрузки и реле произойдет в случае разрыва цепи кнопкой «Стоп». В роли нагрузки могут использоваться различные электромеханические элементы.

Пуск производится автоматическим термостатом, питание поступает на катушку магнитопускателя, в результате чего подключаются обогревательные элементы. В остальном принцип работы схемы № 3 аналогичен предыдущей.

Что такое промежуточное реле и для чего оно нужно?

В этой статье читатели сайта сам электрик могут узнать, какое назначение, принцип действия и устройство промежуточного реле. Очень часто данный аппарат используется в схемах, однако далеко не каждый имеет представление о том, как он работает и для чего применяется. Итак, рассмотрим более подробно каждый вопрос.

Назначение

В системах автоматики и управления широко применяются промежуточные реле (см. фото ниже). Эти аппараты коммутируют управляющие сигналы, управляют мощными устройствами, разделяют управляющие цепи от силовых и выполняют не мене важную роль, чем силовые реле.

Свое название промежуточное реле получили из-за положения в схемах автоматики и управления. Они находятся между источником задания и исполнительным устройством, таким как контактор, поэтому становится понятно, почему так назвали реле.

Получить дополнительную информацию о назначении и разновидностях изделий вы можете, просмотрев данное видео:

Устройство

Данные аппараты бывают всевозможных типов и размеров. От миниатюрных реле на два контакта, до нескольких десятков в реле-повторителе. Во всех их конструктивный принцип одинаков. Устройство промежуточного реле представлено э лектромагнитной катушкой управления, магнитопроводом, пружинным механизмом и группой контактов. Подробно узнать о конструкции аппарата вы можете, просмотрев картинку ниже:

Промышленность выпускает широкий спектр устройств на разнообразное управляющее напряжение от 5 вольт и до 220. Они могут быть рассчитаны на переменное «АС» напряжение и постоянное «DC».

Внешне они ни чем, практически, не отличаются. Разница только в конструкции магнитопровода. Для переменного тока он набран из группы пластин, а постоянного тока цельный. Это сделано для уменьшения потерь на нагрев в магнитопроводе при прохождении переменного тока.

Что касается технических характеристик устройств, для каждого типа они разные. К примеру, для серии RE они будут иметь вид:

Для промышленных целей, изготавливаются колодки для промежуточных реле с установкой на DIN рейку. Реле и колодки для них также выпускаются с широким спектром видов разъемов. Это сделано для удобства эксплуатации в пределах одного устройства, когда присутствуют модели разного напряжения, и по невнимательности не произошла замена одного типа на другой.

Принцип работы

Не менее важно знать, как работает промежуточное реле. Принцип действия следующий: при подаче напряжения на управляющую катушку, магнитный поток, появившийся в сердечнике, втягивает механизм контактов. Последние в свою очередь меняют положение, и переключаются, при этом размыкая или замыкая контакты.

Более подробно узнать о принципе работы вы можете, просмотрев данное видео:

Область применения

Промежуточные реле применяются в схемах управления для коммутации силовых цепей от источника с малым током. Также они нужны для сборки схемы удержания контактов, повторения сигнала и вывода на индикаторы, дублирование на выносные пульты управления, и т. д.

Очень часто данные аппараты используют в противоаварийных системах, промышленном оборудовании, устройстве релейной защиты и на электроэнергетических объектах.

Для примера возьмем схему управления асинхронным двигателем, с контролем наличия фазы. Данная схема собрана на промежуточных реле типа 1РН, 2РН, 3РН, 1РП, 2РП, а также с повторением на световые индикаторы о состоянии фаз. Кстати, сразу же обратите внимание на условное обозначение данного элемента на схеме.

Вот и все, что хотелось рассказать вам об устройстве, принципе действия и назначении промежуточного реле. Как вы видите, в схемах управления данный аппарат выполняет важную функцию, поэтому часто применяется на производстве.

Будет полезно прочитать:

3 комментария

Здравствуйте,можно принцип работы этой схемы?)

По схеме вроде итак все понятно.
На 1 части схемы цепей электродвигателя электродвигатель находится в отключенном состоянии так как контакты магнитного пускателя находятся в отключенном положении.
В этот момент на второй части схемы единственная собранная цепь это цепь промежуточных реле 1РП, 2РП и лампочки «Отключен». Лампочка сигнализирует о том что электродвигатель отключен.
При нажатии кнопки Пуск ток начинает течь по цепи кнопки Стоп, контактов промежуточного реле 2РП и катушки 1РП. Катушка 1РП получая питание подтягивает якорь и замыкает контакты 1РП тем самым шунтирует кнопку Пуск, т.е. при опускании кнопки Пуск не произойдет обесточивания схемы. Так как катушка 1РП получила питание в 3 части схемы ее контакты замыкаются и через катушку магнитного пускателя КМ протекает ток чем замыкает контакты КМ в 1 части схемы. Электродвигатель начинает вращение. Во 2 части схемы нормально замкнутые контакты 1РП размыкаются и лампочки «Отключен», «Авария»никак не получат питание, зато соберется цепь лампочки «Включен», сигнализирующая о работе электродвигателя. При нажатии кнопки Стоп, ток протекающий по цепи кнопки Стоп, контакты 1РП, 2РП, катушки 1РП перестает течь и катушка 1РП теряет питание, ее контакты 1РП размыкаются в 3 части схемы и катушка магнитного пускателя КМ теряя питание размыкает свои контакты в 1 части схемы. Электродвигатель останавливается. Собирается цепь лампочки «отключен». По схеме видно что выполнена защита электродвигателя по температуре и при потере напряжения. Т.е. если будет повышаться температура например проводов, замкнется контакт t и подаст на катушку 2РП питание, контакты 2РП сверху отключатся и схема обесточит катушку 1РП чем обесточит катушку КМ. Соберется цепь лампочки «Авария». При потере напряжения на одной из фаз двигателя, или обрыве провода одна из катушек 1РН (2РН, 3РН) потеряют питание. При работе электродвигателя нормально замкнутые контакты катушек 1РН, 2РН, 3РН находятся в отлюченном состоянии, при потере питания одной из катушек контакт 1(2,3)РН включается и собирается цепь через этот контакт, далее через контакт реле 1РП и катушку реле времени РВ. Реле времени выполнено с выдержкой времени, по прошествии которого замкнет свои контакты и подготовит цепь на отключение через катушку 2РП.

Что такое промежуточное реле?

Сам термин промежуточное реле означает устройство, которое используется в качестве вспомогательного реле. Оно не играет главную роль, но является важным звеном в схеме управления цепью. Они ставятся в сложных электронных устройствах, такие как станки, сложно оборудование, электронно-механические комплексы. Промежуточное реле может работать по электронному и электромагнитному принципу.

Любое реле – это устройство, которое проводит замыкание и размыкание в нужный момент времени при определенных условиях. В статье рассказано о принципе работы промежуточного реле. Бонусом служит видеоролик и статья, полностью раскраивающая все особенности функционирования такого типа реле.

Промежуточное реле и его назначение

Схемотехнические решения устройств релейной защиты и автоматики сдержат различные типы релейной аппаратуры, каждый из которых выполняет свои функции. Основными «органами чувств» автоматики служат специальные релейные устройства, реагирующие на изменение значений контролируемых параметров – тока, напряжения, частоты, сопротивления, температуры и других величин. Обычно это достаточно тонкие механизмы, обладающие возможностью точной настройки.

Количество контактов в таких устройствах невелико и они рассчитаны на малые токи. При срабатывании устройства РЗА происходит одновременный запуск нескольких типов процессов по разным электрическим цепям. Рассмотрим работу простейшей защиты по максимальному току высоковольтного электродвигателя.

Реагирующим органом такой защиты обычно служит максимальное реле тока типа РТ – 40. Якорь этого прибора в целях уменьшения инерционности очень лёгкий и удерживается мягкой спиральной пружинкой. Имеется только один контакт замыкающегося типа, рассчитанный на небольшую мощность. В то же время, срабатывание этой защиты должно вызывать следующие последствия:

• отключение высоковольтного выключателя путём подачи напряжения на мощный соленоид отключения;
• подача электрического напряжения на специальные указательные релейные устройства (блинкеры), выпадение флажков которых сигнализирует о факте срабатывания защиты;
• включение световых сигнальных табло и звуковой сигнализации различного типа;
• передача сигнала в систему диспетчерского управления (при наличии);
• включение световых сигнальных табло и звуковой сигнализации различного типа;

Для выполнения перечисленных действий используются вспомогательные реле, называемые промежуточными. Промежуточное реле имеет несколько контактных групп замыкающегося и размыкающегося типа. Катушка этого прибора подключена в цепь контактов токового релейного органа (в случае токовой защиты). При срабатывании реле тока, срабатывает и промежуточное, каждая контактная группа которого выполняет одну из перечисленных выше функций.

Таким образом, главным назначением релейного органа промежуточного типа является увеличение числа и коммутирующей способности контактов для обеспечения работы всех цепей релейной защиты. Несмотря на развитие систем РЗА микропроцессорного типа, электромагнитные приборы (в том числе промежуточные) продолжают широко использоваться. Появились серии модульного типа промежуточных реле для установки на дин рейку.

Типы промежуточных реле

Питание схем защиты и автоматики осуществляется от специальных цепей оперативного тока. По типу оперативный ток может быть переменным или постоянным. Источниками напряжения постоянного оперативного тока могут служить аккумуляторные батареи, батареи конденсаторов или выпрямительные устройства, шинки переменного опертока питаются напряжением от трансформаторов собственных нужд. Поскольку работают промежуточные реле в цепях оперативного напряжения, в зависимости от его типа они производятся с катушками на постоянный и переменный ток.

РП – 23

Данный тип промежуточного реле предназначен для работы в цепях постоянного напряжения. РП – 23 состоит из катушки напряжения с магнитным сердечником. Подвижной частью магнитной системы является якорь, который при подаче напряжения на катушку притягивается к сердечнику. С якорем механически связана траверса, на которой закреплены четыре контактных мостика. Притягиваясь к сердечнику, якорь опускает траверсу, сжимая пружину, на которой она установлена. При этом происходит замыкание нормально разомкнутых контактов и размыкание нормально замкнутого.

Неподвижные контакты РП – 23 выполнены в форме уголков из тонких медных пластин. Каждый из уголков может быть установлен одним из двух способов. Благодаря этому можно получить четыре типа комбинаций вариантов контактных групп (р – группа на размыкание, з – группа на замыкание):

• 1 р, 4 з;
• 2 р, 3 з;
• 3 р, 2 з;
• 4 р, 1 з.

Такая инвариантность позволяет приспособить этот прибор к работе в составе любой схемы. При размыкании создаётся два воздушных промежутка на каждый контакт, благодаря чему повышается их дугогасительная способность. Это свойство важно при работе релейного аппарата в цепях отключения высоковольтных выключателей, соленоиды которых обладают большой индуктивностью и поддерживают напряжение электрической дуги при разрыве цепи.

Рабочий ресурс электромагнитного механизма промежуточных реле составляет 100000 срабатываний. Контактная группа выдерживает 10000 циклов замыкания – размыкания с полной электрической нагрузкой по току и напряжению.

Релейные устройства с задержкой на срабатывание и возврат

В некоторых схемах защиты и автоматики для обеспечения надёжности работы устройства требуется определённая задержка при срабатывании или возврате промежуточного релейного органа. Эта задержка носит технологический характер, её не следует путать с задержкой работы защиты, обеспечиваемой реле времени в целях соблюдения селективности. Необходимость задержки может быть проиллюстрирована следующим примером. Контакт выходного промежуточного реле подаёт команду управления электромагниту отключения выключателя. Если при этом не обеспечить задержку возврата промежуточного релейного устройства, его контакты не справятся с размыканием цепи тока отключения и сгорят. Задержка возврата на доли секунды необходима для того, чтобы выключатель успел отключиться и своими мощными блок – контактами разорвал цепь тока электромагнита. После этого происходит безопасный возврат реле.

Схемы защит с дешунтированием

Наличие оперативного тока позволяет строить схемы защиты и автоматики, несущие в себе ряд преимуществ:

• возможность применения релейных органов вторичного действия, обладающих высокой точностью настройки;
• использование различных средств сигнализации.

На объектах, удалённых от дислокации обслуживающего персонала часто используются защиты без оперативного тока. Идея таких устройств заключается в следующем. Отключение выключателя при срабатывании защиты максимального тока осуществляется энергией короткого замыкания. Выключатели оборудуются токовыми катушками отключения – электромагнитами с подвижными сердечниками, непосредственно воздействующими на привод отключения.

Катушка отключения связана с первичной сетью через трансформатор тока. В рабочем режиме цепь тока катушки зашунтирована контактами специального промежуточного реле. При появлении сверхтоков короткого замыкания срабатывает токовое реле. Контакты токового релейного органа подключают к вторичной токовой цепи катушку промежуточного реле. При срабатывании, оно своими контакты дешунтирует электромагнит отключения выключателя.

Указанные функции реализуются при подключении промежуточных реле типов РП – 321 и РП – 341. Отличительной особенностью этих приборов является то, что их контакты работают в токовых цепях защит. Токовые цепи запрещается разрывать, поэтому контакты РП – 321 и РП – 341 имеют особую конструкцию. В процессе дешунтирования вначале срабатывает замыкающийся контакт, и только после него размыкающийся.

Подобные системы защиты отличаются простотой и надёжностью и могут длительное время функционировать без вмешательства оперативного персонала. Схемы с дешунтированием электромагнитной катушки отключения используются в электроустановках 6 – 35 кВ. К минусу таких конструкций можно отнести невозможность реализации более сложных устройств РЗА.

Особенности работы и устройство реле

В настоящее время на рынке представлен достаточно широкий ассортимент промежуточных реле. Есть возможность подобрать промежуточное реле как по ценовой категории, так и по свойству решаемых задач. Самые распространённые производства фирм:

• Finder;
• Phoenix;
• АВВ;
• Schneider electric.

Из отечественных укажем реле типа РПЛ, РПУ-2М, РП, РЭП, к примеру. В упрощенном виде промежуточное реле представляет собой электромагнитную катушку с сердечником, подключаемую либо на постоянный либо на переменный ток (это основные виды промежуточных реле), при появлении напряжения на которой, возникает электромагнитная сила притягивающая якорь, который, в свою очередь, замыкает подвижные контакты (обычно закреплённые на нём) с неподвижными, закреплёнными на корпусе. Тем самым замыкая или размыкая группы контактов. А уже эти контакты играют свою роль в цепях управления, то есть включают цепи сигнализации или защиты, размыкают (замыкают) цепь питания катушки магнитного пускателя электродвигателя. Одно промежуточное реле может иметь несколько групп замыкающих контактов и несколько групп размыкающих контактов.

Необходимость в определенных технических характеристиках данного реле возникает из задач, стоящих перед проектировщиком. Основная функция промежуточных реле – размножение контактов в цепях управления. Например, в цепи управления электродвигателем водяного насоса это реле имеет следующие функции – после нажатия кнопки «Пуск», одна пара замыкающих контактов замкнёт цепь сигнализации, показывающей оператору работу насоса, другая пара замкнёт цепь питания катушки магнитного пускателя, контактор пускателя сработает и запустит двигатель насоса. При этом пара размыкающих контактов разомкнёт цепь реверсивной работы электродвигателя, что предостережёт силовую схему от замыкания.

Кроме этого, промежуточные реле могут применяться в электрических схемах для усиления управляющих сигналов. Так, например, в схеме электрической нагревательной установки вход промежуточного реле подается сигнал с прибора теплового контроля, а уже своими контактами реле коммутирует катушку магнитного пускателя, который управляет подачей напряжения на нагревательные элементы печи. Слабый сигнал с прибора теплового контроля не смог бы включить катушку пускателя. Что бы схема работала сигнал усиливают через промежуточное реле, т.е. реле срабатывает от сравнительно слабого тока, но включает электрические цепи по которым проходит значительно больший ток.

Заключение

По сути само реле представляет собой миниатюрный электромагнитный пускатель, но полноценно не может заменить его в виду небольших коммутируемых токов. Проще говоря длительно допустимый ток контактных групп обычно не превышает 10А. Чего с избытком хватает для цепей управления. Четкость срабатывания реле обеспечивает отключающая пружина.

Выбор промежуточного реле происходит на основании его технических характеристик. Таких как питающее напряжения (В), потребляемая мощность (Вт), коммутируемый ток (А), длительно допустимый ток контактов (А), число и вид контактов контактов и габаритные размеры. Не стоит забывать и об условиях эксплуатации: диапазон рабочих температур, вибрация, концентрация пыли, взрывоопасность среды, влажность воздуха и т. . п. Под каждое условие эксплуатации можно и нужно подобрать необходимый тип реле.

Необходимо помнить, что каждый элемент цепей защиты вносит в эту цепь свою погрешность. Так промежуточное реле имеет определённое время срабатывания (то есть вносит в схему защиты замедление), которое нужно учитывать. Обычно время срабатывания реле доходит до 0,1 сек. Но существуют так же и быстродействующие, максимальное время срабатывания которых достигает 0,02 сек.