Главная составная часть кибернетики — процессы коммутации. Самыми ранними устройствами, способными выполнять эти процессы в электроцепях, стали магнитные реле. Благодаря стремительному развитию технического прогресса, были созданы полупроводниковые коммутаторы, которые выполняют коммутацию лучше. Однако электромагнитные реле не утрачивают популярности и сегодня. Их по-прежнему довольно часто используют в различном электрическом оборудовании.
Принцип действия
Магнитные реле обладают рядом преимуществ, наиболее значительное среди которых — особые свойства контактов.
Аппарат состоит из трех основных частей:
- Первичный элемент. Он необходим для преобразования электросигнала в магнитную силу.
- Промежуточный элемент, который также состоит из нескольких компонентов. Его задача — приводить в действие исполнительный механизм. Представляет собой пластину, снабженную способными перемещаться контактами и пружиной.
- Исполнительный элемент. Именно он приводится в действие посредством промежуточного элемента. Его основная задача — передавать воздействие на силовую цепь. Обычно роль исполнительного элемента играют несколько силовых контактов.
Принцип действия электромагнитного реле очень прост, именно поэтому устройство считается весьма надежным. Без него не обходятся схемы защиты и автоматики.
Действует реле следующим образом: оно использует электромагнитные силы, которые образуются в металлическом сердечнике, когда в катушке появляется электроток. Все три основных элемента фиксируются на поверхности, которая затем закрывается крышкой, при этом якорь должен находиться над сердечником электромагнита. Напротив каждого из подвижных контактов должен располагаться неподвижный контакт. В исходном положении способная двигаться металлическая пластина удерживается пружиной.
Как только в сети появится электроток, реле постоянного тока начнет действовать, и тогда пластина устремится ему навстречу под действием силы притяжения, преодолевая силу пружины, заставляющую ее вернуться в исходную точку. В результате этого происходит размыкание либо замыкание контактов и последующее отключение питания. Пластина после прекращения действия электромагнита вернется в свою начальную позицию.
Разновидности устройств
Все существующие магнитные реле подразделяются на несколько разновидностей в зависимости от своих конструктивных особенностей, сферы применения, мощности сигнала управления, вида электротока, скорости действия управления.
По особенностям устройства реле могут быть:
Контактными. Они воздействуют на цепь несколькими контактами. Их замыкание или размыкание способствует обеспечению коммутации — силовая цепь либо соединяется, либо разрывается.- Бесконтактными. Влияют на цепь иначе. Эти
- устройства резко изменяют ее характеристики.
По сфере использования бывают сигнализационными, защитными и предназначенными для цепей управления.
По скорости действия устройства коммутации подразделяются на четыре типа:
Регулируемые. При их использовании можно устанавливать любую скорость.- Замедленные. Они срабатывают не ранее, чем через 0,05 с.
- Быстродействующие. Такие реле начинают действовать уже через миллисекунду.
- Безинерционные. Устройства этого типа действуют даже до того, как истечет одна миллисекунда.
В зависимости от того, какой мощностью обладает сигнал управления, реле может принадлежать к одной из трех основных разновидностей. Мощность может быть:
- высокой, если ее значение превышает 10 Вт;
- средней при значении до 10 Вт, но при этом не менее 1 В;
- малой, значение которой измеряется в долях Ватта.
Реле может использоваться в сетях переменного или постоянного тока. Последние бывают поляризованными и нейтральными.
Основные характеристики
Магнитное устройство обладает множеством характеристик. Самые важные его параметры следующие:
- Скорость действия. Это время, которое требуется на то, чтобы устройство сработало после подачи сигнала.
- Мощность срабатывания. Минимум, необходимый для начала действия.
- Управляемая мощность. Этой мощностью могут управлять контакты при коммутации.
- Величина тока срабатывания. Этот параметр называется уставкой.
- Ток отпускания. Это наибольшее значение тока, при котором чувствительная пластина начинает возвращаться в свою начальную точку.
Преимуществом является то, что контакты магнитного реле обладают небольшим сопротивлением, в отличие от коммутаторов, основанных на полупроводниках. Еще одно немаловажное достоинство заключается в том, что его металлические контакты способны выдерживать большие перегрузки в сети. К тому же реле может нормально выполнять свои основные функции даже при статическом электричестве. Не влияет на его работу и радиационное излучение.
Главное же достоинство электромагнитного устройства — гальваническая изоляция электросети управления и коммутации без второстепенных элементов. Ко всему вышеназванному стоит добавить еще и низкую цену.
Есть у него и некоторые недостатки. Во-первых, не очень быстро срабатывает. Во-вторых, часто выходит из строя. В-третьих, при коммутации цепи могут возникать помехи.
Область применения
Электромагнитные реле широко используются в производственной сфере и в области распределения электроэнергии. Релейная защита, установленная на подстанциях, обеспечивает безаварийный режим работы. Довольно часто такие устройства используются в современной бытовой технике — холодильниках, стиральных машинах.
Раньше эти устройства использовались в вычислительных комплексах. Здесь они играли роль логических элементов, которые выполняли несложные операции.
Несмотря на то что многие современные электронные устройства постепенно вытесняют электромагнитное реле, оно по-прежнему совершенствуется, приобретая новые возможности. Нелегко найти ему замену там, где происходят перепады напряжения при включении и отключении электрооборудования.
