Классификация и основные характеристики реле

Широкое распространение получили реле в системах автоматики, где осуществляют функции контроля, управления и защиты систем электроснабжения. Специфика областей применения определяет большое разнообразие реле по принципу действия и конструктивному исполнению.

 

ЭТО ВАЖНО. Классифицировать реле можно по разным признакам. Наиболее целесообразно классифицировать их по воздействующей величине, т.е. по физической величине, на которую реле должно реагировать. Соответственно этому различают реле: тока, напряжения, мощности, тепловые и т.д.

 

По принципу взаимодействия отдельных частей электрических реле различают электромеханические и статические. Работа электромеханических реле основана на использовании относительного перемещения их механических элементов под воздействием электрического тока, протекающего по обмотке электромагнита. Принцип работы статических реле не связан с перемещением механических элементов, и они выполняются на базе полупроводниковых приборов.

В зависимости от того, на каком принципе устроена работа воспринимающей части электромеханических реле различают электромагнитные, индукционные, электротепловые и др. реле. Соответственно этому различают реле, имеющие различную конструкцию, но выполняют одну и туже функцию, к примеру, реле тока электромагнитное, реле тока индукционное или реле времени электронное, реле времени электромагнитное и т.д.

Кроме того, в зависимости от выполняемых функций электромеханические реле подразделяются на логические и измерительные.

Электромеханические логические реле предназначены для срабатывания при изменении входной воздействующей величины и подразделяются на промежуточные реле, предназначенные для размножения и усиления, поступающих к ним сигналов; указательные реле - для указания срабатывания и возврата других коммутационных аппаратов; реле времени - для создания выдержки времени.

Электромеханические измерительные реле предназначены для срабатывания с определенной точностью при заданном значении контролируемой величины (к ним относятся реле напряжения, реле тока и т.д.).

Различают максимальные и минимальные измерительные реле. Максимальные реле, срабатывают при значениях контролируемого параметра, больших заданной уставки, а минимальные реле - срабатывают при значениях контролируемого параметра, меньших заданной уставки.

По способу включения воспринимающей части различают реле первичные и вторичные. Воспринимающий элемент первичных реле включается непосредственно в контролируемую цепь, а у вторичных реле через измерительные трансформаторы (шунты).

В зависимости от способа воздействия исполнительной части реле на электрическую цепь различают реле прямого и косвенного действия. Реле прямого действия своими контактами коммутируетэлектрическую цепь, а реле косвенного действия - управляет цепью электрического аппарата осуществляющего коммутацию электрической цепи.

В зависимости от того, возвращается ли реле после срабатывания в исходное положение или нет, различают реле одностабильные, двухстабильные и поляризованные. Одностабильные - реле, у которых осуществляется самовозврат в исходное положение после отключения воздействующей величины. Двухстабильные - реле, не осуществляющие самовозврата, для их возврата в исходное положение требуется приложение другого воздействия. Поляризованные - электрические реле постоянного тока, изменение состояния которых зависит от полярности их входной воздействующей величины. Нейтральные - реле, работа которых не зависит от полярности входного сигнала.

Основная характеристика реле - статическая (характеристика управления), выражающая зависимость выходной величины у от входной х.

Статическая характеристика реле приведена на рис.8.1.

 

 

Значение входного параметра х (напряжения, тока и т.д.), при котором происходит срабатывание реле, называется параметром срабатывания. До тех пор, пока х < х _ср, выходной параметр у равен нулю либо своему минимальному значению у _min (для бесконтактных аппаратов). При х = х _ср выходной параметр скачком меняется от у _min до у _max. Происходит срабатывание реле. Если после срабатывания уменьшать значение входного параметра, то при х £ х _отп происходит скачкообразное возвращение выходного параметра от значения у _max до нуля или у _min - отпускание реле.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЯ. Значение входного параметра, при котором происходит скачкообразное отпускание реле, называется параметром отпускания. Значения параметров срабатывания или отпускания, на которые отрегулировано реле, называются уставкой по входному параметру.

 

К основным характеристикам реле, кроме характеристики управления, также относятся:

мощность срабатывания Р_ср - это минимальная мощность, потребляемая катушкой реле при срабатывании. Реле разделяют на маломощные (Р_ср < 1 Вт), средней мощности (Р_ср = 1¸10 Вт) и мощные (Р_ср > 10 Вт);

выходная (коммутирующая) мощность Р_вых – это произведение максимального отключаемого тока на напряжение источника питания выходной цепи;

время срабатывания t_ср = t_тр + t_дв – это время от момента подачи на вход реле управляющего сигнала до появления (исчезновения) сигнала на выходе (замыкания или размыкания выходных контактов), где t_тр и t_дв - время трогания и время движения якоря;

время отпускания t_отп = t_тр + t_дв – это время от момента снятия входного сигнала до размыкания (замыкания) выходных цепей;

коэффициент возврата реле k_в = х_отп / х_ср < 1 – отношение параметра отпускания реле к параметру срабатывания, характеризующий относительную ширину релейной петли статической характеристики (рис.8.1);

коэффициент запаса k_зап= х_раб / х_ср > 1 – отношение параметра установившегося режима к параметру срабатывания или отношение МДС катушки реле при установившемся режиме к МДС при токе срабатывания, т.е. k_зап= I_уст W_р / (I_ср W_р);

коэффициент управления (усиления) k_у = у_max / х_ср – отношениемаксимального значения выходного сигнала при срабатывании к входному сигналу;

рабочее напряжение (ток) реле, при котором обеспечивается надежное удержание контактов в переключенном состоянии;

быстродействие – по времени срабатывания, времени отпускания, выдержке времени. Современные электромеханические реле способны обеспечивать быстродействие от 0,001 до 0,25 с и выдержки времени от секунд до десятков часов;

механическая износостойкость определяется числом циклов включение-отключение реле без ремонта и замены его узлов и деталей. Ток, при этом, через контакты не протекает. Механическая износостойкость современных реле составляет 10¸20 млн. операций;

коммутационная износостойкость определяется таким числом включений и отключений цепи с током, после которого требуется ремонт и замена узлов и деталей. Коммутационная износостойкость современных реле составляет 2¸3 млн. операций.

При выборе типа реле принимают во внимание все указанные характеристики и параметры, отдавая предпочтение тем, которые в наибольшей степени удовлетворяют требованиям разрабатываемого устройства и условиям его эксплуатации.