Электромеханические устройства хоть и считаются надёжными, но со временем приходят в негодность. Не является исключением и реле. Проверить его на работоспособность можно несколькими способами. Наиболее удобным и быстрым из них является прозвонка с использованием измерительного прибора — мультиметра. Чтобы правильно выполнить проверку, нужно не только уметь пользоваться тестером, но и понимать суть устройства реле.
Конструкция коммутационного прибора
Электрическое реле — это устройство, предназначенное для использования в качестве коммутатора. Оно умеет соединять или разъединять электрическую цепь в зависимости от приходящего на него управляющего сигнала. Линия, которая подключена к элементу, называется управляемой, а та, по которой на него поступает команда — управляющей.
Используются реле при автоматизации различных операций. Они с успехом справляются с управлением различного рода сигналами, защитой электрооборудования. Их применяют в охранных и отопительных системах, звукотехнике, то есть везде, где необходимо автоматическое переключение режимов работы при изменении каких-либо параметров.
При поиске и устранении различных неисправностей в технике одним из этапов ремонта является проведение теста переключающего элемента. Делают это с помощью измерителя величин. Но перед тем как проверить реле на работоспособность мультиметром, следует знать, как оно устроено и понимать принцип его действия.
Принцип работы
Реле — это электромагнит, состоящий из контактной группы, якоря и катушки индуктивности. Все детали устанавливаются на основание и помещаются в закрытый корпус. Монтируются элементы следующим образом: сверху сердечника магнитной системы размещается якорь (ярмо). Удерживается он в начальном положении с помощью пружины и представляет собой подвижную пластинку Г-образной формы.
К нижнему плечу передачи крепится группа пластин с контактами, при этом напротив них устанавливается такое же число контактных оснований. Каждый пластинчатый контакт выводится наружу из корпуса, образуя выводы устройства.
Принцип действия электронного приспособления заключается в способностях электромагнитного поля воздействовать на проводящие предметы. При подаче напряжения на выводы обмотки через неё начинает протекать ток. Когда его значение достигает определённой величины, в обмотке возникают две силы (электродвижущая и магнитная), заставляющие якорь прижиматься к поверхности катушки, преодолевая силу пружины.
Одновременно с этим двигается и плечо с закреплёнными контактными пластинами, выгибая их таким образом, что они разрывают контакт с подсоединённой группой. В результате возникает электрический контакт. В случае подключения к выводам этих пластин линия замыкается.
В зависимости от конструкции начальное положение может быть как замкнутым, так и разомкнутым, поэтому в реле второго типа после подачи напряжения произойдёт размыкание линии. Как только сигнал необходимой амплитуды будет снят с выводов обмотки реле, контакты прибора вернутся в первоначальное состояние.
Виды и характеристики
Электрические релейные элементы различаются по количеству выводов и форме, но их суть остаётся одинаковой — подключение или отключение нагрузки от сигнальной линии. По виду физических процессов, которые приводят к перекоммутации, реле разделяют на следующие виды:
нейтральные — не зависят от полярности сигнала, поданного на управляющие выводы;- поляризованные — в них положение контактов зависит от направления тока;
- магнитоэлектрические — реагируют только на постоянный ток;
- ферродинамические — в их конструкции используются ферромагнитные сердечники, усиливающие магнитный поток;
- индукционные — основаны на связи между изменяющимся магнитным потоком и индуцированным током в проводнике;
- тепловые — реагируют на тепло, появляющееся при прохождении тока через пластины и изменяющее их форму;
- электронные — в них используется свойство p-n перехода проводить ток только в одном направлении (диод).
Также устройства разделяются по типу контактов, которые могут быть трёх типов: нормально замкнутыми, нормально разомкнутыми и перекидными. Как и любой электромеханический прибор, реле характеризуется своими техническими параметрами, определяющими работу и назначение устройства. Конечно, все параметры реле проверить мультиметром будет невозможно, но с его помощью точно можно определить работоспособность переключателя. К основным характеристикам прибора относят:
обмоточное напряжение — это значение амплитуды сигнала, при котором реле переходит из одного устойчивого состояния подключения контактов в другое;- ток коммутации обозначает наибольшее значение тока, которое может пропустить через себя реле, не изменив своих параметров;
- номинальное напряжение разделяется на значения, соответствующие переменному и постоянному уровню сигнала, обозначает максимальную разность потенциалов, появление которой допустимо на подключённых к нагрузке выводах;
- рабочая частота — это количество переключений, которое может выполнить прибор за единицу времени;
- износостойкость определяется механической надёжностью контактных групп, измеряется в циклах;
- время срабатывания характеризуется интервалом, в течение которого изменяется положение контактных групп после прихода управляющего сигнала.
Подготовка к проверке
Перед тем как приступить к диагностике, важно определиться с назначением выводов у проверяемого элемента. Для этого можно воспользоваться даташитом на прибор, то есть документацией, выпущенной производителем. В ней всегда описываются характеристики и схема устройства.
Нередко схема устройства реле представлена и на самом элементе. В этом случае управляющие контакты изображаются точками, соединёнными катушкой индуктивности, а переключающие — прямыми линиями с пунктиром, указывающими на их возможное положение. Правда, выводы для подачи питания могут рисоваться и в виде прямоугольника с выходящими из середины его боковых сторон прямыми отрезками, управляемыми, как обычный механический переключатель.
Но даже если такой схемы нет, то можно попробовать оценить контакты визуально (управляющие выводы делаются цветом немного светлее). Если реле впаяно в схему, то по плате несложно будет отследить общую шину и дорожки питания. При этом на текстолите часто подписываются контакты, а по принципиальной схеме можно будет определить их назначение.
Чтобы проверить реле тестером, можно использовать как цифровой, так и аналоговый прибор. Но из-за удобства использования предпочтение лучше отдать первому. Настройка или специальная подготовка приборов не потребуется. Единственное, на что следует обратить внимание, так это на состояние элемента питания мультиметра. В цифровом тестере на экране не должен светиться значок замены батарейки, а в аналоговом варианте при закорачивании двух измерительных проводов друг на друга стрелка должна устанавливаться напротив нуля.
Кроме тестера для проведения комплекса измерений понадобится регулируемый блок питания. Для того чтобы получить правильные результаты проверки, реле необходимо выпаять из схемы. Связанно это с возможным шунтированием её выводов как активными, так и пассивными радиоэлементами, поэтому с помощью блока питания и подаётся напряжение на выводы в автономном режиме. Проверка реле происходит в несколько этапов, при которых тестируется:
- обмотка;
- нормально замкнутое состояние;
- нормально разомкнутое положение.
Диагностика обмотки
Обмотка электромеханического реле представляет собой катушку индуктивности, то есть проволоку, намотанную по спирали на сердечник. Она имеет определённое сопротивление, которое можно высчитать, используя закон Ома: R = U / I, где ток и напряжение берутся максимально возможными для подачи на устройство. В любом случае значение сопротивления катушки должно находиться в пределах от десятков до сотен ом. Но для твердотельного реле этот показатель может составлять и единицы килоом.
Это положение и используется для проверки целостности катушки. Её тестирование можно представить в виде следующей последовательности действий:
Мультиметр переключается в режим прозвонки сопротивлений. Для этого галетный переключатель устройства переводится в область, обозначенную на приборе символом Ω, причём диапазон ставится около двух килоом.- Один измерительный провод подключается к гнезду, подписанному как V/Ω, а второй — в COM.
- Щупами проводов прикасаются к выводам реле, соответствующим управляющим контактам.
- По отклонению стрелки или появившемуся числу узнаётся сопротивление обмотки.
Необходимо отметить, что катушка электромеханического реле может быть защищена диодом, поэтому в зависимости от смены полярности приложенных щупов значение сопротивления может изменяться. Большое сопротивление между управляющими выводами будет соответствовать обрыву катушки или указывать на деградацию места соединения проволоки с контактным выводом.
Тестирование контактных групп
Чтобы прозвонить реле мультиметром, проверку переключающих контактов проводят в 2 этапа. На первом измеряется их сопротивление в автономном режиме, а на втором — при подаче напряжения на обмотку реле, поэтому для диагностики устройства дополнительно понадобится источник питания. В соответствии с техническими характеристиками реле на блоке напряжений устанавливают амплитуду и форму сигнала, приближённые к требуемым для срабатывания коммутирующего элемента.
Например, если прибор рассчитан на работу от постоянного напряжения 36 вольт, то на источнике можно выставить любое значение в интервале от 30 до 40 вольт. Теоретически переключение сможет сработать даже и от 12 вольт, но такой контакт будет ненадёжным, хотя это сугубо индивидуально для каждой модели реле. А вот превышать значения необходимо с осторожностью, так как всегда существует риск спалить обмотку устройства.
Если тестер цифровой, то он переключается в режим прозвонки диода. Обозначается эта область на измерителе значком -|>| -))). Аналоговый прибор является стрелочным, он выставляется на омный предел измерения сопротивлений.
Измерительные провода вставляются в гнёзда тестера V/Ω и COM. Они должны быть замкнутыми друг с другом или разомкнутыми. В первом случае цифровой мультиметр издаст сигнал, а на аналоговом приборе стрелка отклонится в сторону нуля. При разомкнутом состоянии стрелочный прибор покажет бесконечность, а на экране цифрового загорится цифра 1.
Затем на управляющие контакты подаётся напряжение с источника сигнала. При этом на электромеханическом переключателе можно будет услышать характерный щелчок. Как только питание будет подано, ситуация при исправном реле должна измениться на противоположную: когда напряжения на обмотке нет, нормально разомкнутые группы не должны быть соединены между собой, а нормально замкнутые, наоборот, соединены. Так проверяется состояние каждой группы контактов.
Для проверки твердотельного реле мультиметр также переключается в режим прозвонки диода. При прикасании щупов тестера прибор подаст на устройство небольшое напряжение. Если реле повреждено, то на экране мультиметра отобразится ноль, в случае же исправности — число 0,7 или 0,5, соответствующее значению p-n перехода.
