Промежуточные реле: назначение, принцип работы

Промежуточные реле используются для замыкания или размыкания нескольких отдельных друг от друга электросетей. Например, один контакт может отвечать за включение в схему аварийного сигнала, а другой — обеспечивать отсоединение выключателя. Таким образом, промежуточное реле представляет собой вспомогательное устройство, которое играет важную роль в схемах управления:

• технологическими установками;
• станками;
• комплексами оборудования.

В стандартном конструктивном исполнении промежуточное реле представляет собой ЭМ-катушку с сердечником. Она подключается на переменный или постоянный ток. При появлении напряжения на катушке возникает ЭМ-сила, которая притягивает якорь. В результате происходит замыкание подвижных контактов с неподвижными, которые зафиксированы на корпусе устройства. Вследствие этого происходит замыкание/размыкание группы контактов. Они, в свою очередь:

Варианты применения промежуточных реле:

• включают цепь защиты/сигнализации;
• замыкают/размыкают цепь питания катушки магнитного пускателя электрического двигателя.
• обеспечение замедленной работы релейной защиты;
• управление другим реле, имеющим большую мощность;
• одновременное отключение/подключение нескольких отдельных цепей.

Обычно промежуточные реле применяются в различных защитных и аварийных системах, а также в промышленной аппаратуре и на энергетических объектах. Их стоимость варьируется в широком диапазоне и во многом зависит от разновидности.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ РЕЛЕ

В промышленности применяется несколько видов этого оборудования. Промежуточные реле классифицируются на группы:

• по типу переключателя. Могут быть минимальными и максимальными. Первые работают на снижение определенного параметра до заданного порога, вторые «реагируют» на возрастание значения характеристики до установленной границы;
• по назначению. Промежуточные реле могут быть комбинированными, логическими, измерительными. Первые представляют собой несколько реле, которые соединены общей логической связью. Логические функционируют по одному уровню, обычно они применяются в дискретных электроцепях. Измерительные имеют регулировку в заданном диапазоне срабатывания;
• по принципу функционирования. Промежуточные реле бывают косвенными и прямыми. Приборы первого типа работают через цепи других устройств. Прямые самостоятельно обеспечивают подключение или отключение электроцепи;
• по месту присоединения. Выпускаются первичные промежуточные реле, которые подключаются непосредственно в цепь. Также существуют вторичные устройства, рассчитанные на подключение через индуктивную, мостовую или другую связь.

Промежуточные реле также классифицируются по принципу действия. Они подразделяются:

• на электромагнитные;
• полупроводниковые;
• индукционные;
• магнитоэлектрические;
• поляризационные.

Электромагнитные реле появились самыми первыми. Их принцип работы идентичен воздействию электромагнита на стрелку компаса. В их конструкции предусмотрен подвижный элемент — стержень из ферромагнитного материала. Под воздействием создаваемого катушкой электромагнитного поля он перемещается и замыкает (размыкает) контакты.

Полупроводниковые реле в настоящее время являются самыми популярными. Они созданы на основе полупроводниковых транзисторов и тиристоров. В конструкции отсутствуют подвижные контактные группы, что повышает их надежность.

Индукционные реле работают по принципу асинхронных электродвигателей. В их замкнутой вторичной цепи индуцируется электрический ток от поля, создаваемого первичной обмоткой. Последняя подключена к внешней электросети.

Магнитоэлектрические реле работают по принципу электромагнита, зафиксированного неподвижно. В создаваемом им поле вращается якорь с обмоткой, который замыкает контакты.

Принцип действия поляризационных реле идентичен с электромагнитными аналогами. Отличие заключается в необходимости соблюдения полярности при подключении проводников.

Промежуточные реле также классифицируются по роду подаваемого на катушку электротока, который бывает постоянным или переменным. Визуально одно устройство ничем не отличается от другого. Разница — в материале сердечника катушки. Для переменного тока он собирается из пластин электротехнической стали, а для постоянного он — цельнометаллический.

ЧТО ДОЛЖНО УЧИТЫВАТЬСЯ ПРИ ВЫБОРЕ ПРОМЕЖУТОЧНОГО РЕЛЕ

Производителями выпускаются различные модификации промежуточных реле. При выборе учитываются основные характеристики и технические параметры устройств:

• тип тока;
• количество и вид контактов;
• максимальное значение длительного тока контактов;
• потребляемая мощность;
• габариты;
• напряжение питания;
• эксплуатационные условия (допустимые температурные значения, степень влажности рабочей среды, взрывоопасность, уровень концентрации пыли);
• устойчивость к вибрациям;
• период, в течение которого контакты переходят в разные положения.

При эксплуатации промежуточных реле берутся во внимание следующие аспекты:

• обслуживающему персоналу необходимо тщательно следить за состоянием промежуточного реле: ежедневно визуально оценивать внешний вид устройства, удалять имеющиеся загрязнения, проверять и очищать контактные соединения. При обнаружении механических повреждений нужно обращаться за помощью к специалистам;
• диапазон рабочих температур, степень влажности и запыленности должны соответствовать требованиям, обозначенным в рекомендациях по эксплуатации промежуточного реле. В противном случае велика вероятность его некорректной работы или преждевременного выхода из строя;
• если промежуточное реле используется в промышленных условиях, оно должно оснащаться специальными колодками, предназначенными для установки на ДИН-рейку.

Установка и схемы подключения промежуточного реле

Большинство моделей промежуточных реле приспособлены к стандартным условиям установки и размещаются на плоской поверхности либо DIN-рейке в распределительном шкафу. После монтажа устройство подключается к электрической сети по одной из следующих схем:

1. В первой схеме при подаче напряжения в контакты 9, 10, 11 и 12 они замкнутся на их пары (5, 6, 7 и 8). При этом положение контактора указано с учетом отсутствия питания на катушке:

2. В схеме № 2 промежуточное реле играет роль контактора, который распределяет подачу питания на элементы нагрузки:
   

   Особенности работы:

   - нейтральный провод подключен к одному из контактов катушки напрямую;

   - фаза подсоединяется через замкнутую кнопку «Стоп» (работает на размыкание цепи);

   - последовательно кнопке «Стоп» подключается кнопка «Пуск» (разомкнута в нормальном состоянии и работает на замыкание цепи);

   - 2-й контакт кнопки «Пуск» подсоединяется к фазе;

   - фазы подсоединяются к нормально разомкнутым контактам, причем нагрузка — к нормально замкнутым;

   - один из контактов выхода к нагрузке подсоединяется между кнопками «Стоп» и «Пуск».

    

   После включения схема обеспечит подачу напряжения на катушку в постоянном режиме, а контакты будут замкнуты. Отключение нагрузки и реле произойдет в случае разрыва цепи кнопкой «Стоп». В роли нагрузки могут использоваться различные электромеханические элементы.

3. В последней схеме управление электронагревающей системой осуществляется через магнитный пускатель и термостат:

Пуск производится автоматическим термостатом, питание поступает на катушку магнитопускателя, в результате чего подключаются обогревательные элементы. В остальном принцип работы схемы № 3 аналогичен предыдущей.