A Электромагнитное реле общего назначения представляет собой электромеханическое переключающее устройство, которое использует небольшой управляющий сигнал, обычно источник питания катушки постоянного или переменного тока низкого напряжения, для открытия или закрытия отдельной, часто гораздо большей, цепи нагрузки посредством электромагнитного воздействия, а не прямого электрического контакта. Когда ток протекает через внутреннюю катушку, он генерирует магнитное поле, которое притягивает подвижный якорь к пружине, и этот якорь механически переключает набор контактов, замыкая или разрывая цепь нагрузки. Такая конструкция дает реле два свойства, которые делают его полезным почти во всех отраслях: электрическая изоляция между стороной управления и стороной нагрузки и способность управлять большой нагрузкой с помощью очень легкого управляющего сигнала. Слово «общее назначение» специально отличает его от реле специального назначения, поскольку устройство общего назначения создано для надежной работы в широком диапазоне стандартных напряжений, нагрузок и стилей монтажа, а не предназначено для одного узкого применения.
Как на самом деле работает электромагнитное переключение
Внутренний механизм электромагнитного реле общего назначения следует последовательной последовательности независимо от производителя или форм-фактора. На катушку, намотанную вокруг магнитного сердечника, подается управляющее напряжение, которое создает магнитное поле, достаточно сильное, чтобы преодолеть натяжение возвратной пружины, удерживающей якорь в положении покоя. По мере движения якоря он механически приводит в действие набор контактов реле, либо замыкая открытые контакты, либо размыкая закрытые контакты, либо переключая общий контакт между двумя положениями в зависимости от конфигурации реле. Когда катушка обесточена, пружина возвращает якорь в состояние покоя, и контакты возвращаются в исходное положение.
Основная последовательность операций
- Управляющее напряжение подается на клеммы катушки.
- Катушка под напряжением создает магнитное поле вокруг своего сердечника.
- Магнитное поле тянет якорь, преодолевая возвратную пружину.
- Движение якоря механически переключает контакты со стороны нагрузки.
- Снятие управляющего напряжения позволяет пружине вернуть контакты в состояние покоя.
Ключевые характеристики, определяющие реле общего назначения
Выбор или определение правильного реле сводится к небольшому набору основных параметров, которые указаны практически в каждой таблице данных. Неправильное выполнение этих правил является наиболее распространенной причиной преждевременного выхода из строя реле, поскольку превышение номинала катушки может сжечь катушку, а занижение номинала контактов для подключенной нагрузки может со временем привести к сварке контактов или образованию дуги.
Справочник по основным спецификациям
| Спецификация | Что это определяет | Общие ценности |
| Напряжение катушки | Управляющий сигнал, необходимый для включения реле | 5 В, 12 В, 24 В, 48 В, 110 В, 220 В, переменный или постоянный ток |
| Рейтинг контактов | Максимальный ток и напряжение, которые контакты могут безопасно коммутировать | 3А, 6А, 10А, 16А при 250 В переменного тока или 30 В постоянного тока |
| Конфигурация контактов | Расположение нормально открытых, нормально закрытых или переключающих контактов. | SPDT, DPDT, 3PDT, 4PDT |
| Тип монтажа | Как реле физически устанавливается в панель или корпус | Розетка, DIN-рейка, печатная плата, винтовое крепление |
Эти параметры и методы их испытаний формализованы в отраслевых стандартах, таких как БС ЕН 61810-1 , который охватывает общие требования к электромеханическим элементарным реле, и САЭ АС5363 , общую спецификацию электромеханических реле регулятора мощности, оба из которых упоминаются в руководстве GlobalSpec по выбору электромеханических реле.
Понимание конфигураций контактов
Конфигурация контактов описывает, сколько отдельных цепей может переключать одно реле и по какой схеме. Нормально открытый контакт остается открытым, когда катушка обесточена, и закрывается при подаче напряжения, в то время как нормально закрытый контакт делает обратное, а переключающий контакт объединяет оба в одном узле, поэтому реле может направлять мощность на один из двух путей. Многополюсные реле распространяют ту же логику на несколько независимых наборов контактов, управляемых одной катушкой, поэтому существуют такие конструкции, как DPDT, 3PDT и 4PDT, для приложений, которым необходимо одновременно переключать несколько цепей с помощью одного управляющего сигнала.
Согласование реле с типом нагрузки
Указанный номинал контактов в таблице данных предполагает резистивную нагрузку, но реальные нагрузки не всегда являются резистивными, и это различие существенно влияет на выбор размеров реле. Согласно руководству по выбору, опубликованному для покупателей промышленных реле, переключаемая нагрузка определяет примерно 80 процентов правильного выбора реле, а разные типы нагрузки требуют разных подходов к снижению номинальных характеристик:
- Резистивные нагрузки, такие как нагревательные элементы и лампы накаливания, обычно требуют номинала контактов около 1,25 раза максимальный ток нагрузки
- Для индуктивных нагрузок, таких как двигатели, соленоиды и трансформаторы, следует использовать дугостойкие контактные материалы, такие как AgSnO2 или AgNi, с номиналом контактов 2-3 раза установившийся ток нагрузки для обработки пускового тока и обратной ЭДС
- Емкостным нагрузкам, таким как источники питания и драйверы светодиодов, необходимо уделить внимание, чтобы выдерживать импульсные токи, чтобы избежать сварки контактов во время запуска.
Где на самом деле используются электромагнитные реле общего назначения
Определяющей характеристикой реле общего назначения является то, что оно появляется практически везде, где необходимо разделить электрические цепи управления и нагрузки. Общие области применения включают промышленные панели управления и коммутацию сигналов ПЛК, оборудование автоматизации, системы отопления, вентиляции и кондиционирования и управления освещением, бытовую и коммерческую технику, блоки питания, а также оборудование для безопасности и автоматизации офиса. Большинство сценариев переключения от низкой до средней нагрузки с номинальным током примерно до 12 А попадают в практический диапазон стандартного реле общего назначения, прежде чем приложение начнет требовать вместо этого устройства для более тяжелых условий эксплуатации или специального назначения.
Механический или твердотельный: почему электромагнитный дизайн все еще доминирует
Реле общего назначения обычно изготавливаются как электромеханические или полупроводниковые устройства, и хотя оба переключают нагрузки, они не взаимозаменяемы в применении. Электромеханический или электромагнитный тип физически перемещает якорь с приводом от катушки для переключения контактов, что делает его простым, экономичным и легким для проверки решением, хотя движущиеся части более склонны к механическому износу в приложениях с очень высокочастотным переключением. Твердотельные реле заменяют катушку и якорь полупроводниковым переключателем, что позволяет создать меньшую по размеру, более тихую и часто более надежную конструкцию для приложений с большим циклом, но обычно требует более высокой удельной стоимости. Для подавляющего большинства стандартных приложений управления, автоматизации и бытовой техники, где частота коммутации умеренная, электромагнитный тип остается выбором по умолчанию из-за его надежности, простой диагностики и более низкой стоимости единицы.
Контрольный список выбора электромагнитного реле общего назначения
- Подтвердите напряжение катушки и тип источника питания, поскольку катушка переменного тока и катушка постоянного тока, рассчитанные на один и тот же номер напряжения, не являются взаимозаменяемыми.
- Сопоставьте номинал контакта с фактическим типом нагрузки, при необходимости снижая номинал для индуктивной или емкостной нагрузки.
- Выберите конфигурацию контактов: SPDT, DPDT, 3PDT или 4PDT, в зависимости от того, сколько цепей необходимо контролировать реле.
- Выберите стиль монтажа, вилку, DIN-рейку или печатную плату, которая соответствует дизайну вашей панели или корпуса.
- Проверьте факторы окружающей среды, такие как температура, влажность и вибрация, в соответствии с номинальными условиями эксплуатации реле.
Электромагнитное реле общего назначения работает с использованием небольшого магнитного поля, управляемого катушкой, для механического переключения отдельной цепи нагрузки, предоставляя инженерам надежный, электрически изолированный способ управления всем, от освещения и оборудования HVAC до промышленной автоматизации и цепей приборов с помощью одного стандартизированного устройства. Правильное определение напряжения катушки, номинала контактов, конфигурации контактов и снижения номинальной нагрузки — это то, что отличает реле, которое прослужит долгие годы, от реле, которое рано выходит из строя из-за перегорания катушки или приваривания контактов. Правильно указанный Электромагнитное реле общего назначения предоставляет разработчикам панелей управления и проектировщикам оборудования надежный и экономичный коммутационный компонент, который соответствует большинству стандартных требований по напряжению, току и монтажу, встречающихся в промышленных и коммерческих электрических системах.
