Електромагнітне реле

Керовані процеси комутації є основою автоматики і кібернетики. Електромагнітні реле були першими пристроями, які виконували комутацію в електричних ланцюгах. І, незважаючи на кілька десятиліть свого існування і поява напівпровідникових комутаторів вони продовжують використовуватися в різних пристроях.

Найбільш вагомими перевагами реле є властивості металевих контактів. Їх опір мінімально в порівнянні з напівпровідниковими комутаторами і не має будь-якого зв`язку з тим, який струм по ним тече - постійний або змінний. Крім вище згаданого замкнуті контакти здатні до значно більших струмових перевантажень, ніж напівпровідники. Реле також працездатні при радіаційному опроміненні, електростатики. І, звичайно ж, найважливішою перевагою є повна розв`язка керуючої та комутованої ланцюгів реалізована самим реле, без будь-яких допоміжних елементів.

Функціонування електромагнітного реле обумовлено необхідністю створення магнітного поля для впливу на контакти. Зазвичай для цього застосовується електромагніт, до якого притягається металевий важіль, званий якорем. Якір має зв`язок з контактами. Тому тяжіння якоря до електромагніту викликає переміщення контактів. Залежно від конструкції число контактів може бути різним.

Для контактів існує два визначення, які обумовлені їх станом за відсутності струму в котушці електромагніта:

• нормально замкнуті;
• нормально розімкнуті.

На зображенні принципу дії реле лівий і середній контакти є нормально замкнутими, а середній і правий нормально роз`єднаними. В цілому такий контакт називають переключающим.

Про герконах

Крім електромагнітного реле з механічним управлінням контактами існує й інша конструкція. У ній використовується котушка без металевого сердечника. Всередині неї поміщений спеціальний елемент геркон. Його контакти при зовнішньому магнітному полі набувають властивостей полюсів магніту протилежних знаків. Таке поле створює котушка зі струмом. В результаті вони притягуються один до одного, і замикають ланцюг.

Використання герконів уможливлює значно збільшити швидкість спрацьовування. Яка містить велику кількість витків, котушка з сердечником має значну індуктивність. Тому струм в ній наростає тим повільніше, чим більше індуктивність. На швидкість спрацьовування впливає і маса якоря. У конструкції з герконами немає сердечника, що істотно зменшує індуктивність. Немає в них і якоря.

Але геркони чутливі до зовнішніх магнітних полів. Тому для їх надійної роботи необхідний екран. Не рекомендується використання цих контактів для відключення потужностей, при яких можливе іскріння і підгоряння. У таких випадках може знадобитися зачистка або поділ злиплих контактів. А отримати доступ до них неможливо через герметичній скляної колби - корпусу.

Технічні особливості

У технічній літературі зустрічаються визначення для реле в залежності від того, в якій ланцюга задіяна його котушка:

• якщо вона включена в ланцюзі управління, то реле іменується первинним;
• при з`єднанні з висновками обмотки трансформатора - вторинним;
• при з`єднанні з контактами іншого реле - проміжним.

Для будь-яких контактів існують номінальні і максимальні величини напруги і струму. Електромагнітна частина характеризується величинами спрацьовування і відпускання якоря, як по току, так і за напругою. Струм і напруга спрацьовування завжди більше струму і напруги відпускання. Частка від ділення відповідної величини спрацювання на відповідну величину відпускання називається «коефіцієнт повернення реле».

У технічній літературі також використовуються спеціальні найменування для окремих елементів. Котушка іменується сприймає, якір з пружинами - проміжним, контакти - виконавчим елементом. Існує така конструкція реле, в якій проміжний елемент поміщений в поле постійного магніту в розриві замкнутого магнітопровода. Це реле називається поляризованим.

У ньому з`являється можливість переміщати проміжний елемент в залежності від напрямку струму в котушці, тобто реагувати на полярність напруги на її висновках. При відсутності цієї напруги якір розташовується посередині між крайніми точками свого переміщення.

Така конструкція розширює можливості реле і дозволяє використовувати його не тільки для систем управління. Наприклад, поляризованим реле, можна випрямляти змінний струм низької частоти. При роботі на постійному струмі можна отримувати такі комутаційні комбінації, які неможливо отримати ніякими іншими компонентами.

Реле міцно займають свою нішу серед інших елементів автоматики і кібернетики. І швидше за все це триватиме ще довго.