Разновидности реле

Реле – это электроаппараты, которые необходимы для регулирования работы потребителей. Их применяют в слаботочных системах для маломощных устройств. Существуют реле, предназначенные для больших токов, но обычно для больших токов проектанты предпочитают использовать контакторы и пускатели.

Классификация реле

Различают несколько видов устройств:

Электромагнитные реле бывают самых различных конструкций. В наиболее распространённой конструкции электрический ток, проходя через катушку, создаёт магнитный поток в цепи сердечник – ярмо – якорь, в результате чего якорь притягивается к сердечнику. С якорем механически соединены электрические контакты реле. В зависимости от типа реле, контакты замыкают или размыкают электрическую цепь. Электромагнитные реле были изобретены в 1835 году и с того времени стали широко использоваться в промышленном оборудовании.
Поляризованное реле – реле, в котором положение контактов зависит от направления протекания тока в обмотке его электромагнита, то есть от полярности его подключения. Обычно это реле с катушкой постоянного тока. Напряжение на управляющую катушку подаётся только на время переключения.
Реле самоблокирующееся, также называемое импульсным, бистабильным, удерживающим или запоминающим реле, или просто реле с фиксацией, сохраняет одно из положений контактов неограниченное время без подачи питания на катушку. Преимущество заключается в том, что катушка потребляет энергию только в течение мгновения, пока реле переключается, и контакты реле сохраняют это положение при отключении питания. Реле с фиксацией позволяет дистанционно управлять освещением в комнате без гула, который может издавать катушка управляемая переменным током. В отличие от поляризованных реле катушка управления может быть изготовлена на переменный ток.
Твердотельное реле (SSR) - это электронное устройство, выполняющее функции, аналогичные электромеханическому реле, но не имеющее движущихся компонентов, что повышает надёжность реле. В твердотельном реле вместо соленоида для переключения управляемой нагрузки используются полупроводниковые транзисторы, симисторы и тиристоры. Оптопара (светодиод (LED) совместно с фототранзистором) может использоваться для развязки управляющих и управляемых цепей. Иногда эти реле называют бесконтактными полупроводниковыми реле.
Герконовое реле - это герконовый переключатель, заключенный в соленоид. Переключатель имеет набор контактов внутри стеклянной трубки, заполненной инертным газом, что защищает контакты от атмосферной коррозии. Контакты изготовлены из магнитного материала, которые могут двигаться под воздействием электромагнитного поля соленоида. Герконовые реле могут переключаться быстрее, чем обычные электромагнитные реле, и требуют очень мало энергии для цепи управления. Однако они имеют относительно низкие номинальные значения коммутируемого тока и напряжения. Хотя и редко, но со временем герконы могут намагничиваться, что заставляет их оставаться "включенными" даже при отсутствии тока.

Существует разновидность герконового реле в котором используется ртутный переключатель. Ртуть снижает сопротивление контактов и уменьшает связанное с этим падение напряжения. Из-за токсичности жидкой ртути эти реле все чаще выходят из употребления.

Фотореле - это подгруппа бесконтактных реле, которые, как следует из их названия, используют свет в качестве управляющего сигнала. По сравнению с традиционными механическими реле, фотореле обладает множеством преимуществ: поскольку фотореле работают за счёт света, в них нет механических деталей. Это означает меньший износ и деградацию компонентов со временем, что повышает надёжность и увеличивает срок службы конструкции.

Одним из разновидностей фотореле являются сумеречные реле, предназначенные для управления уличным освещением - при наступлении темноты автоматически включается освещение.

Тепловые реле перегрузки предназначены для обеспечения электромеханической защиты двигателей от перегрузки при потреблении чрезмерных входных токов из главной цепи. Они обеспечивают надёжную защиту от постоянных электрических повреждений при таких электрических аномалиях, как обрыв фазы и перенапряжение.

Реле могут отличаться по принципу действия исполнительной части. Например, встречаются контактные и бесконтактные реле:

Контактные – на цепь воздействуют электрические контакты, выполненные чаще всего из драгоценных металлов, таких как серебро, платина, палладий, золото и сплавы на их основе. Модель может иметь до 5 контактов, чаще всего встречаются варианты с 1 или 2 контактами.
Бесконтактные – включение нагрузки происходит за счет значительного и очень быстрого изменения сопротивления. Следовательно, переключения происходят без разрыва цепи и связанных с таким разрывом последствий: искрения, дугообразования, окисления и износа контактов.

Существуют также промежуточные или вспомогательные реле. Это отдельная группа, устройств, применяемых в качестве дополнительного элемента. Они используются, когда нужно коммутировать несколько цепей одновременно, особенно если эти цепи имеют такую мощность, которую не способны выдержать контакты основного реле. По сути, промежуточные реле расширяют функции других реле, которые присутствуют в электрической цепи. Они могут применяться в схемах усиления и преобразования электрических сигналов, запоминания информации, распределения электроэнергии и т.д.

По виду физических величин, на которые реагирует реле, бывают электрические, механические, тепловые, оптические, акустические и магнитные модели.

Электрические реле могут иметь разные подвиды, к ним относят следующие:

Реле тока – реагирует на превышение допустимой величины потребляемого тока. В результате срабатывания оборудование либо отключается, либо продолжает работать какой-то один его элемент. Ток срабатывания реле устаналивают таким образом, чтобы избежать перегрузки питающей сети .
Реле мощности – работает примерно по тому же принципу, что и рассмотренный выше вариант, но ограничивает мощность. Если нагрузка превышает выставленное значение, происходит размыкание цепи. Некоторые типы устройств позволяют системе включиться после падения мощности.
Реле напряжения – размыкание происходит, если напряжение в сети выходит за рамки установленных пороговых значений. Главной задачей является защита бытовой техники от чрезмерных колебаний напряжения в сети.
Реле частоты дает возможность контролировать частоту переменного напряжения. Некоторые модели имеют функцию памяти аварийного отключения.
Механические реле реагируют на изменение механических характеристик цепи. Например, это могут быть такие параметры как давление, скорость, расход, уровень и т.д.

К наиболее популярным видам таких устройств относят следующие реле:

Реле давления – применяются для контроля работы насосного и компрессорного оборудования. Они измеряют давление жидкости в системе и в зависимости от установленных пороговых значений включают или отключают оборудование.
Реле скорости – контролируют частоту вращения в оборудовании для удалённого запуска аварийных дизель-генераторов и другой подобной техники.
Реле расхода – применяются для контроля количества вещества, проходящего через трубопровод. Это может быть как воздух, так и разнообразные жидкости, от воды до нефтепродуктов. Реле определяет, когда была начата подача и когда ее пора прекратить.
Реле усилия – срабатывание происходит, если значительно повышаются показатели механической нагрузки относительно допустимых величин.

Оптические реле – актуальны для световых приборов, реагируют на плотность светового потока, увеличение или уменьшение освещенности, частоту колебаний. Оптические величины контролируются при помощи датчиков, которые имеют релейные выходы или воздействующих на релейные элементы, за счет которых реле получает необходимую информацию и срабатывает. В конструкции может быть:
- таймер;
- встроенный датчик или выносной элемент;
- датчик движения и т.д.
Схему можно дополнять на свое усмотрение, выбирать уровень чувствительности.

Акустические модели реагируют на частоту, отражение и поглощение звука, а также давление звуковой волны. Встречаются электрические и механические варианты. Их можно устанавливать совместно с реле, предназначенными для регулирования освещения, это как раз тот случай, когда свет включается и выключается по хлопку.

Основные виды реле

Из сказанного выше можно сделать вывод о том, что разновидностей реле очень много, и в них достаточно легко запутаться, если рассматривать каждый вариант по отдельности. Для удобства поиска и выбора подходящих для электросетей элементов создана краткая, удобная классификация, ориентированная на основные признаки устройств:

тип контактов: могут переключаться на открытие, закрытие;
управление: при помощи переменного или постоянного тока;
исполнение: полупроводниковые, электромагнитные, механические герконовые;
тип контроля заданного параметра: мощность, давление, скорость, напряжение и т.д.

Классифицирующих признаков более 30, поэтому перечислять их все не имеет смысла. Наиболее распространенными на практике являются электромагнитные реле, они подходят для выполнения различных задач, могут работать в разных электросетях.