Междинно реле: как работи, маркировка и видове, нюанси на регулиране и свързване

Голяма част от електрическите схеми се разработват и използват в нисковолтови системи. Основното предназначение на подобен род схеми е трансформация на входящи сигнали по заложения алгоритъм на действия.

За галванично развързване на веригите на нисковолтово и по-високо номинално напрежение се използва междинно реле. Благодарение на малките размери и надеждността тези устройства са широко разпространени в различни области.

Предназначение и функции на устройството

Такъв вид комутатор е спомагателен обект в електрическата верига. Многофункционалността на образците позволява да се прилагат в автоматизирани, защитни и регулировъчни схеми.

Използва се в случаите, когато има необходимост от синхронно затваряне или отваряне на няколко автономни електрически схеми, с други думи – размножаване на тоководещи канали.

Схема на свързване на аварийния бутон на автомобила: посредством една контактна линия на електромагнитното реле може да се осъществи изключване на превключвателя, а чрез втората – да се възпроизведе в блока за сигнализация звуково предупреждение.

Контакторът може да бъде използван и като регулатор на по-мощно реле, благодарение на което се осъществява комутация на верига с високо напрежение.

Да вземем например следната ситуация: има необходимост от подаване на ток към индуктивната намотка на превключвателя, където максималната моментна стойност на електродвижещата сила при включване е 63 A. Въпреки това, изпълнението на такава задача с помощта на един електромагнитен апарат не е възможно.

Затова първоначално е необходимо да се подаде захранване към намотката на сърцевината на разделителното устройство, използващо собствени връзки, да се включи контактор с по-голяма мощност, на който ще бъде възложена задачата за комутиране на по-голяма мощност на електрическата енергия.

Също така детайлът може да се използва за създаване на изкуствено забавяне на действието на защитното реле или, както се казва, за формиране на закъснение във времето.

Конструктивно устройство на уреда

Електромагнитните устройства се свързват към електрическа верига, която извършва контрол или регулиране на изделия, свързани към силовия възел, за преобразуване. Пускането може да се осъществява под влияние на различни фактори: електрозахранване, светлинна енергия, хидростатично или газово налягане.

Конструктивно устройство на електромагнитно реле:1 – пружина; 2 – подвижна котва; 3 – феромагнитен прът (сърцевина); 4 – намотка; 5 – основа; 6 – един или няколко неподвижни контакта; 7 – изпълнителен орган

Съгласно стандартите, най-простото контактно устройство се координира от три основни участъка: възприемащ, междинен и изпълнителен. Всеки от тях е представен от индивидуален механизъм, отговарящ за определени действия в комутационната система.

Първичният, така нареченият чувствителен елемент, произвежда реакция на входящия параметър и го трансформира във физическа величина, необходима за функционирането на контактора.

Такъв възприемащ механизъм е въплътен в електромагнитна намотка със сърцевина — на схемата е означен с номер 4. В зависимост от мрежата, към него може да бъде свързано или променливо, или постоянно напрежение.

Междинното звено започва сравнителен анализ на преобразуваната величина със заложения образец. Веднага щом се достигне зададената стойност, възелът предава сигнала от чувствителния механизъм към изпълнителния. Този участък се състои от пружини за противодействие (1) и успокоители.

Успокоителните елементи в контактора се използват за премахване на колебанията на подвижните сегменти, а в релето за време – за осигуряване на необходимия времеви интервал.

В производствената част посредством комутационни линии (6), разположени на корпуса над колодката, се възпроизвежда влияние върху подчинената линия и контактите се затварят.

Принцип на действие на контактора

В алгоритма на работа на този вид реле е заложено прилагането на електродинамични сили, създавани във феромагнетика по време на преминаването на електричество по спиралата на навивките на изолирания проводник на намотката.

Изхождайки от техническите особености на комутатора и количеството на разположените в него контактни връзки, котвата или ги затваря, или ги отваря.

Първоначалното разположение на Г-образната пластина (котвата) е фиксирано от пружина. Подавайки ток на магнита, котвата, с намиращия се на нея комутиращ контакт, преодолява силите на пружината и се привлича към намагнитеното поле.

При преместването си, дорникът, разположен на равнината на контакта, закача долната контактна схема, премествайки я надолу. Ако подаването на електричество към намотката се прекрати, пружината изтегля назад игото и устройството приема първоначалния си вид.

Нека разгледаме с пример как работи електромагнитно реле в автомобил.

Ако го свържем към трифазен асинхронен мотор, ще се извършат следните действия:

1. Старт – включване на сигнализацията.
2. Задействане на пускателя.
3. Затваряне на последната двойка контакти в резултат – пускане на механизма на двигателя.

Освен това именно релето отговаря за изключване на мотора при прекъсване на реверса. По този начин се отстранява проблемът с рязкото спиране на двигателя.

За разпознаване на типа на електромагнитния контактор в производството се използват маркировъчни стойности, състоящи се от набор от букви и цифри, нанесени върху устройството.

Също така е важно да се знае, че електромагнитното реле може да бъде оборудвано с няколко групи регулировъчни контакти. Броят на последните изцяло зависи от предназначението на конкретния модел на уреда.

Разновидности на междинни комутатори

Контакторите от междинен тип разтоварват основните изпълнителни устройства. В противен случай условията за гасене на дъга ще станат по-строги, което ще доведе до нерентабилност на производството, например, на такива мощни източници като ТЕЦ.

Използвани методи на включване

Класификацията на електромагнитните комутатори се извършва според основните признаци и характеристики, а именно:

• по начин на включване;
• особености на конструкцията – брой и тип намотки, както и количество, състояние и мощност на контактните линии;
• по принцип на действие;
• по време на задействане и връщане в начално положение.

Изхождайки от предназначението, контакторите се произвеждат с намотка за напрежение или ток или с две разновидности едновременно. Изтъкват се два унифицирани метода за тяхното свързване.

Електромагнитният уред трябва да се включва не само при стандартен режим на функциониране на източника на захранване, но и при аварийни показатели, работейки за понижение на тока до 40%

Първият тип свързване – сериен. Уредът е включен последователно в секциите на намотките на други устройства и функционира от тока, протичащ по контура на тази верига.

Следващият – шунтов. Включва се при номинални показатели на напрежението на източника на оперативен ток.

Особености на конструкцията на уреда

Особеностите на устройството предполагат образци с една навивка намотка за напрежение или ток (РП-23, РП-252), две (РП-11) и рядко с три.

Релетата за постоянен ток (РП-23) се произвеждат за следните номинални стойности на напрежение: 12, 24, 48, 110 и 220 В, а за променлив ток (РП-24) – 127, 220 и 380 В.

Устройство РП-23: електромагнит с намотка, котва с хвостовик, неподвижни и подвижни контакти, пружина, регулираща пластинка. Контакторът е монтиран на цокъл и е затворен с кожух.

Комутаторите от типове РП-23 и РП-24 са предназначени за работа с галваничен ток и имат по 5 контактни линии, които могат да се използват в различни комбинации. Разликите между тях са в устройството им.

Вторият вид устройства е оборудван с вграден механичен указател за разединяване. Тяхната консумирана мощност при базисното напрежение е 6 W. Сериите РП-25 и РП-26 работят изключително на променлив ток и са устроени по аналогичен начин, както и предишните уреди.

Допълнителен елемент – късосъединен навивка на сърцевината с намотка, предназначен за премахване на вибрациите на движещата се част на механизма. Тяхната консумирана енергия е еднаква – 10 W.

В последно време ЗАО ЧЕАЗ (завод за производство на електроапарати в Чебоксари) вместо горепосочените модификации произвеждат преориентиране към модернизирани модели. Това са комутатори РП16-1 (галваничен ток) и РП16-7 (променлив ток), оборудвани с две разтварящи и четири затварящи контактни групи.

Разпределител от ново поколение РП16-7 е насочен към включване в селективни силови схеми за защита и автоматика за комутиране на електрически товар.

Дву- и тринамотъчните периферни устройства обикновено се използват в няколко случая.

Нека разгледаме какви задачи решават и какъв тип устройство ще е необходимо за това:

1. При нужда от активиране на режим на работа от ток и задържане от напрежение, например, серия РП-232 с еднонавивкова работна намотка.
2. Ако е необходимо действие на устройството от напрежение и въздържане от електричество – РП-233 с две задържащи токови навивки.

По същия начин, вместо гореописаните контактори, ЧЕАЗ внедрява нови образци РП-16-2 – РП16-4 и РП17-1 – РП17-5.

Принцип на действие на комутаторите

Контактните устройства се прилагат в сегмента на комуникациите и автоматиката. Въз основа на принципа на работа, те се разделят на неутрален и поляризирани (импулсни) видове.

Основната разлика между тях – при първите изместването на котвата не е подчинено на полярността на управляващия сигнал, а при вторите – напротив, имат пряка зависимост от посоката на движение на заредените частици в намотката.

Неутралните превключватели имат най-простото устройство, състоящо се от две системи: контактен и магнитен вид. В контактната група има два неподвижни и един обобщен подвижен контакт. Магнитният възел се състои от котва, електромагнит и ярем.

Схема на електромагнитно реле от неутрален тип: в) с котва, втегляна вътре в намотката. Ако управляващият сигнал се намира на максимално разстояние – котвата е отдалечена от сърцевината – една двойка контакти е затворена, а другата – отворена.

Допълнително електромагнитни релета са разделени по характера на движението на котвата: ъглов (поплавков) и втеглящ. За намаляване на резисторните сили на магнитния въздушен канал между подвижната плоча и сърцевината. Последният е оборудван с полюсен накрайник.

Такива релейни електросхеми се прилагат в системи за управление на производствени машини и съоръжения. РЕС-6 е един от представителите на слаботоковите контактори от неутрален клас. Устройството може да бъде двупозиционно или едностабилно. Номиналното му работно напрежение е 80-300 V, комутационният ток – 0,1–3 A-В.

Импулсната категория е съставена от същите системи. Обаче магнитният участък на импулсните релета е допълнително оборудван с два пръта с намотка, както и с контактна тяга и постоянен магнит, който създава поляризиращ поток.

Благодарение на този тип подаване, посоката на електромагнитната сила, която въздейства върху котвата, се променя в зависимост от насочеността на силовия поток в бобината.

Конструкция на поляризирано реле ИМШ1-0,3: бобина, постоянен магнит с полюсни надставки и пластина, стойка, пружина, линии за връзка. Увеличението на бързината на реакция на уреда се постига благодарение на материала за изработка на сърцевината – листова стомана.

Контакторите ИМШ1-0,3 са широко разпространени като пътеви релейни механизми в импулсни защитни (РЗ) схеми с галваничен ток. ИМВШ-110 се използват във вериги с променлив ток. Технически то се състои от диоден мост, който преобразува променливотоковите напрежения в постояннотокови.

Време на задействане и връщане

Времето на сработване на междинния механизъм (t на привличане) – периодът от момента на постъпване на командата за сработване до началото на увеличението на изходните параметри. Тази стойност е изцяло подчинена на конструкционните особености на релето, схемата на неговото свързване и входния сигнал.

Време на изключване (t на отпускане) – интервалът от подаването на сигнала за изключване до достигането на изходния параметър на най-малка стойност.

Схема на блок за забавяне при сработване на реле РП18. Процесът на забавяне се осигурява посредством полупроводникови схеми, към изхода на които са свързани намотките на релето.

Към разглеждания тип реле се предявяват повишени изисквания по отношение на бързодействието.

В зависимост от времевия интервал на сработване, устройствата се класифицират по следния начин:

• бързодействащи – време на забавяне за привличане и изключване до 0,03 s (например РЕП37-13, РП 17-4М);
• нормални – 0,15–0,20 s (серия RE);
• бавни – 1,0-1,5 s (НММ4–250, НММ4–500);
• времеви – над 1,5 s (РП18-2-РП18-5).

На пазара тези модификации са представени от различни производители. Поради това, в зависимост от марката, конструкцията на релето може да се различава незначително. Въпреки това, с помощта на маркировката, нанесена върху устройството, могат точно да се определят параметрите на изделието.

Какво ни казва маркировката?

В маркировката на контакторите е посочен пълен набор от данни за предназначението и особеностите на конструкцията, включително информация за климатичното изпълнение.

Разшифровка на модел ТКЕ520ДГ: устройство с издръжливост на намотката до 30 V, а на контактите – до 5 A, има два нормално отворени контакта, конструкцията на уреда предвижда дълготраен режим на работа, изпълнен е херметично

Нека разгледаме подробно структурата на условното обозначение на примера ПЭ41(Н) (*)(*)(*)(*)(*)/(*)(*)(*)(*)5:

1. РЭП — реле електромагнитно междинно.
2. 37 (Н) – номер на разработката.
3. (*) — обозначение на рода на тока във веригата на включващата намотка: 1 — постоянен ток; 2 — променлив ток.
4. (*) — вид на закъснението: 1 — закъснени при включване; 2 — закъснени при изключване.
5. (*) — стойност в зависимост от броя на намотките;
6. (*)(*) — числена стойност на нормално отворените и нормално затворените контакти;
7. (*)(*) — напрежение или ток на силовата намотка: постоянен (D) и променлив (A);
8. (*)(*) — обозначение на напрежението на задържащите намотки;
9. (*) — вид и технология на свързване на задните проводникови линии: 1 – с ламели за запояване; 2 – монтаж с винтова фиксация; 3 – закрепване с клеми към разглобяема колодка.
10. (*)5 — климатично изпълнение и категория на разположение по ГОСТ: УХ — умерено-студен; В — всеклиматичен.

При избора на необходимия модел комутационно устройство се вземат предвид не само неговите електротехнически параметри, но и средата, в която ще работи.

Подборът на контактора се извършва въз основа на изискваните характеристики: захранващо напрежение (В), консумирана мощност (Вт), комутиран ток (А), групи контакти, време за сработване (с), размери

Въпреки предвиденото високо качество на комутатора, основният недостатък се крие в системата на контактите. Предполага се, че чистата свързваща група може да се намира само в херметични условия на вакуум. Ако въздейства основният отрицателен фактор – контакт с въздуха – върху тях започва да се образува оксиден филм.

Нюанси на свързване и регулиране

След инсталиране на междинния механизъм е необходимо да го свържете към електросхемата. За това ще бъдат използвани контактите на намотката, както и допълнителни свързващи елементи. Обикновено в устройството има няколко контактни двойки: NO – нормално отворени и нормално затворени (NC).

Разпределение на групите в представената електросхема: 10-11 – нормално затворени контакти; 11-12 – нормално отворени; контакти 1 (фаза) – 3 (нула) – напрежение на захранване на релето

В първа позиция се предполага пълно лишаване от подаване на сигнал към намотката. Тъй като в нея няма полярност, вътрешното свързване на контактната група може да се извършва в хаотичен ред.

За свързване на обзорния механизъм ще разгледаме схематичните указания. Предполагаемото напрежение в бобината може да бъде: 12, 24 или 220 V.

Електросхема на уреда без свързване към мрежата. Неговото инсталиране се осъществява в схеми за управление и автоматика. Местоположение – между главния изпълнител и източника на задачата.

Регулирането на електронния пускател ще разгледаме на примера на най-разпространения модел РП-23.

Процесът се състои от следните етапи:

1. Като проверяваме напрежението на пускане и връщане чрез подаване на източник на галваничен ток към бобината, извършваме плавно регулиране.
2. В момента на привличане на котвата на подвижния възел на системата трябва да има съвместен ход 0,1-1,5 мм. Чрез метода на огъване на хвостовика към Г-образната пластина извършваме корекционна процедура.
3. Между активния и неактивния контакт нивото на празнината се установява в граници на стойности 1,5-2,5 мм. Настройката на огъването се извършва чрез притискане на ъгълника на неподвижните контакти и горния ограничител на подвижната система.
4. При крайното разположение на котвата (затваряне) пропадането на неактивните контакти ще бъде 0,3-0,4 мм.
5. В средата на равнината подвижните и неподвижните контакти трябва да съвпадат. Корекцията се извършва чрез преместване на пластината и направляващата скоба.

Със същия метод се извършва и настройката на параметрите на реле РП-25, обаче се изключва празнината между бобината със сърцевината и котвата в привлечено състояние.

Изводи и полезно видео по темата

Принципът на работа на електромагнитното реле, където се използват, както и основните показатели за надеждност на уредите са разгледани. Подробности във видеоматериала:

След като изберем необходимия модел на уреда, преминаваме към неговото свързване и настройка. Основните нюанси са описани в представения сюжет:

Технологичните разработки на конструкциите на междинните релета винаги са били насочени към намаляване на масата и габаритите, както и увеличаване на степента на надеждност и удобство на монтажа на уредите. В резултат на това малките контактори започнаха да се поставят в херметичен кожух, напълнен със сгъстен кислород или с добавка на хелий.

Благодарение на това, вътрешните елементи имат по-голям експлоатационен срок, безпроблемно изпълнявайки всички заложени команди.

Разкажете за това как сте избрали междинното изключващо устройство за домашната електрическа мрежа. Споделете собствените си критерии за избор. Пишете, моля, коментари в намиращия се по-долу блок, публикувайте снимки по темата на статията, задавайте въпроси.