Электромагнитное реле – назначение, принцип действия и особенности работы

Многие электрические системы используют переключатели, реагирующие на различные факторы: движение, звук шагов, присутствие посторонних объектов в контролируемой зоне.

Наиболее распространенными переключателями являются электромагнитные реле – коммутационные устройства, способные соединять либо размыкать электрическую цепь. В быту такие компоненты используются в климатических системах, в освещении и сигнализации. Они также обеспечивают автоматизацию производственных процессов и приводных модулей.

Электромагнитный импульс выступает в качестве своеобразного аналога руки, нажимающей на рычаг. Однако сигнал не всегда имеет электрическую природу. Некоторые устройства могут реагировать на громкий звук или хлопок, на вспышку света. По сравнению с полупроводниковыми аналогами, электромагнитное реле имеет множество достоинств:

• Обладает устойчивостью к перенапряжению и к помехам, характерным для высоковольтного оборудования
• Имеет компактные габариты при способности коммутировать сети до 4 кВт
• Отличается несущественным тепловыделением в процессе эксплуатации
• Характеризуется повышенной надежностью, безопасностью

Несмотря на многочисленные преимущества, электромагнитные переключатели имеют некоторые ограничения. Это относительно низкая скорость действия и ограниченный электромеханический потенциал. Поэтому при проектировании оборудования следует учитывать применимость механизма в конкретных условиях (вибрация, высокая температура, влажность и т.п.).

Принцип действия

Электромагнитное реле представляет собой замыкающее/размыкающее устройство, которое использует электромагнит для управления электрической цепью. Принцип его работы основан на взаимодействии магнетизма и электричества, он предполагает три основных этапа:

1. Включение тока. В реле есть катушка индуктивности, через которую проходит электрический заряд. Когда ток начинает течь в катушке, она создает магнитное поле, которое притягивает движущийся элемент, обычно называемый якорем или контактом. Якорь может быть механически связан с контактами, которые замыкают или размыкают электрическую цепь.

2. Фаза замыкания/размыкания. Когда якорь притягивается к катушке (при подаче тока), он воздействует на контакты, тем самым управляя потоком электрического тока в других частях цепи. Это позволяет реле контролировать высоковольтные системы или мощные нагрузки с помощью низковольтных сигналов.

3. Возврат в исходное состояние. Когда ток перестанет течь через катушку, магнитное поле исчезает, и якорь возвращается в начальное положение – благодаря пружине или иному механизму возврата. Это приведет к размыканию или повторному замыканию цепи.

Технические характеристики

Одним из наиболее важных критериев изделия является чувствительность, поскольку от этого зависит время срабатывания. Включение (либо размыкание) происходит при превышении измеряемого параметра. Также при выборе обращают внимание на нагрузку активации/отпускания, сопротивление обмотки электромагнита и на следующие критерии:

• Номинальное напряжение – варьируется от низких (например, 5В и 12В) до более высоких (230В) значений
• Максимальный ток, который реле может переключать при заданных условиях без повреждения
• Тип тока – переменный (AC) или постоянный (DC)
• Контактная конфигурация – однополюсные, двухполюсные, нормально открытые (NO) или нормально закрытые (NC) контакты
• Максимальное напряжение, которое может быть переключено через контакты реле
• Устойчивость к вибрации и ударам, способность выдерживать механические нагрузки
• Температурный диапазон – предельно допустимая рабочая температура, при которой реле будет эффективно функционировать
• Сопротивление электромагнитной катушки, определяющее ток, необходимый для активации

Определенное значение имеют габариты изделия и способ его монтажа. Размеры реле учитывают при выборе метода крепления – настенным способом, на DIN-рейку и т.п. У переключателей, работающих от переменного тока, проявляется сильная вибрация сердечника. По этой причине производители уделяют особое внимание разработкам конструкций, действующих на постоянном токе.

Классификация и сфера применения

Электромагнитные реле широко востребованы, благодаря функциональности и надежности. Устройства различаются по форм-фактору, существуют открытые и закрытые конструкции, снабженные защитным чехлом. Также промышленность выпускает герметичные переключатели, все детали которых (за исключением элементов питания) располагаются в запаянном корпусе.

Чувствительность изделия зависит от характеристики мощности его срабатывания. По этому критерию реле подразделяются на устройства высокой, средней и малой мощности – менее 1 Вт. По назначению переключатели бывают сигнализационными, защитными и спроектированными для цепей управления.

Бытовое использование

1. Автоматические выключатели света. В системах домашнего освещения электромагнитные реле могут использоваться для дистанционного управления светом, например, в умных домах. Их можно задействовать для отслеживания напряжения в сети.

2. Сигнализация и охранные комплексы. В системах обеспечения безопасности реле используются для активации сирен, световых индикаторов или других устройств – при срабатывании датчиков движения либо разбитого стекла.

3. Бытовые приборы. Стиральные и посудомоечные машины и холодильники, климатическое оборудование также нуждаются в переключателях. Электромагнитные реле могут управлять различными функциями, например, запуском моторов или источников тепла.

4. Взаимодействие с термостатами. В системах отопления и кондиционирования воздуха реле используются для включения и выключения обогревателей или кондиционеров – в зависимости от температуры в помещении. Помимо этой функции, переключатель способен отслеживать напряжение в сети и подключать альтернативный источник питания в случае необходимости.

5. Автоматические двери и ворота. Электромагнитные реле применяются для управления работой раздвижных систем, обеспечивая безопасность и удобство. В данном случае их устанавливают совместно с датчиками движения и модулем авторизации (проверки санкционированного доступа).

Использование в промышленности

1. Автоматизация процессов. В промышленных автоматизированных линиях электромагнитные реле играют важную роль в управлении машинами и объединении различных устройств в рамках одной системы. Они подходят для усиления мощности входных-выходных сигналов, в качестве дискретных датчиков напряжения.

2. Контроль оборудования. Переключатели применяют для управления электродвигателями, насосами и другой промышленной техникой, что обеспечивает надежное включение и отключение. В электронных системах управления их используют в качестве гальванической развязки.

3. Аварийная сигнализация. В промышленных установках реле могут указывать на неожиданное изменение состояния оборудования. Это дает персоналу возможность быстро реагировать на нештатные ситуации.

4. Энергетические системы. В распределительных сетях реле устанавливают в качестве рабочих переключателей. Они помогают управлять потоками энергии, защищая машины от перегрузок и коротких замыканий.

5. Измерительные приборы. Устройства используются в различных измерительных и тестировочных системах – для автоматизации процессов контроля и записи данных.

Промышленные комплексы пневматического и гидравлического типа. Реле способны контролировать пневматические и гидравлические системы, включая клапаны, которые управляют работой устройств.

Сертифицированные комплектующие – гарантия качества и безопасности

При выполнении электромонтажных работ нельзя использовать контрафактную продукцию, поскольку от этого зависит работоспособность оборудования.

Сертифицированные реле проходят строгие испытания и соответствуют стандартам, что гарантирует их безопасность и надежность в эксплуатации. Такие изделия имеют более продолжительный рабочий ресурс, что снижает затраты на их техническое обслуживание и замену.

Если вы хотите электромагнитное реле купить в Беларуси – обращайтесь в компанию «Анкрон». Мы занимаемся поставками сертифицированных электротехнических изделий от проверенных производителей. Благодаря отсутствию посредников и грамотно организованной логистике, мы имеем возможность выполнять поступившие заявки максимально оперативно и предлагать клиентам наиболее выгодные цены.