Электромеханическое реле — это универсальный элемент управления в электрических и электронных приборах. Оно представляет собой автоматическое коммутационное устройство, которое замыкает или размыкает электрические цепи в зависимости от поданного сигнала. Несмотря на простую конструкцию, успешно применяется даже в электротехнике последнего поколения. Успешно используется как в простых схемах, так и в сложных автоматических комплексах. Далее разберемся, что такое электромеханическое реле, как оно работает, какими преимуществами и недостатками обладает.
Принцип действия
Основу или базу устройства составляет управляющая катушка (электромагнит), одна или несколько контактных групп, которые механически связаны с якорем. Принцип работы заключается в том, что при подаче напряжения на катушку возникает магнитное поле, которое притягивает ферромагнитный якорь, а он, в свою очередь, размыкает или замыкает контакты. Конструктивно реле устроено так, что управляющая и силовая цепь изолированы друг от друга, благодаря чему обеспечивается безопасность при подключении на схеме с токами различной величины.
В зависимости от назначения, принципа и особенностей работы электромеханические реле делятся на несколько типов:
- Шаговые реле — фиксируют свое положение после каждого управляющего импульса. Один импульс — одно изменение состояния. Шаговые устройства применяются для управления освещением и другими повторяющимися опциями.
- Промежуточные реле — служат для усиления сигнала и коммутации между слаботочной и силовой частью схемы. Часто применяются в автоматике и цепях управления.
- Реле времени — срабатывают с задержкой или по истечении заданного интервала. Используются в схемах автоматического включения/выключения оборудования.
- Реле давления — реагируют на изменение давления газа или жидкости, используются, например, в насосных станциях.
- Тепловые реле — принцип работы схож, отличается лишь срабатыванием при перегреве, защищая оборудование от перегрузки по току.
- Токовые и напряженческие реле — включаются или отключаются при достижении заданного значения тока или напряжения.
- Реле контроля фаз, нуля, последовательности — следят за состоянием трехфазной сети.
Кроме этого, устройства бывают нормально разомкнутые или нормально замкнутые, а также переключающиеся (могут менять свое положение). В зависимости от размеров делятся на стандартные и миниатюрные модели для монтажа в ограниченном пространстве.
Характеристики
При выборе электромеханического реле важно обращать внимание не только на назначение, но и на основные технические характеристики. Обязательно учитывайте напряжение катушки, ток нагрузки, время срабатывания, внешние размеры, количество циклов включения и выключения. Также нужно обращать внимание на способ установки, наличие корпуса, который защищает от влаги и пыли (при необходимости) и прочие конструктивные особенности, определяющие условия эксплуатации.
Преимущества электромеханических реле
Так как производятся разные типы электромагнитные реле, легко подобрать вариант для любого решения. Они могут успешно использоваться в цепях постоянного и переменного тока вне зависимости от напряжения и других параметров. К другим преимуществам этих устройств можно отнести следующее:
- наличие гальванической развязки между управляющей цепью и контактной группой;
- минимальный уровень выделения тепла и отсутствие риска перегрева;
- относительно низкая цена — устройства остаются доступными по сравнению с другими реле;
- высокая надежность за счет больших контактов, которые могут противостоять импульсным токам;
- практически отсутствует падение напряжения при замкнутом состоянии контактов;
- высокая стойкость эклектической изоляции, способность выдерживать до 5 кВт;
- способность выдерживать большие нагрузки.
К плюсам также можно отнести простоту исполнения и высокую эффективность при применении в разных отраслях и сферах. Имеется возможность реализации логических функций, временных задержек и схем самоподдержания, что делает реле незаменимыми в системах автоматики.
Недостатки
Несмотря на большой перечень плюсов, электромагнитные реле имеют и минусы. Вот основные из них:
- меньший технический ресурс из-за быстрого износа контактной группы по причине обгорания из-за искр, которые особенно часто возникают при высоких токах;
- значительно меньшая скорость переключения (не подходят для высокоскоростной коммутации);
- наличие индуктивности из-за помех, которые создает катушка, что требует дополнительной фильтрации;
- слышен шум при переключении из-за механического контакта.
Устройства невосприимчивы к пикам напряжения и хорошо переносят скачки, но при этом боятся ударов и вибраций. К минусам относятся и более крупные размеры, что порой усложняет размещение на плате. Важно учитывать все их особенности при проектировании электрических схем.
Где и как используются
Несмотря на то, что твердотельные реле, работающие на полупроводниках, стремительно набирают популярность, электромеханические варианты не утратили своей актуальности. Они успешно применяются для включения и выключения цепей, их удобного управления и защиты в разных отраслях, а именно в:
- бытовой технике — холодильниках, стиральных машинах, системах климат-контроля;
- автомобилях;
- промышленном оборудовании, в частности для управления двигателями и их защиты от перегрузок и короткого замыкания;
- охранных и пожарных системах;
- системах защиты трансформаторов, автоматики подстанций;
- медицинских приборах и т.д.
Электромеханические реле используются в схемах регулирования давления, уровня, температуры. Они могут быть как автономными, так и встроенными в интегральный элемент схемы. С помощью дополнительных модулей возможна реализация временных задержек, повторителей сигнала и других опций.
Электромеханическое реле остается важным элементом в цепях управления и защиты, несмотря на конкуренцию со стороны электронных компонентов. Благодаря своей надежности, универсальности и простоте, оно находит применение в сотнях сфер — от домашней автоматизации до промышленных установок.
