Princip činnosti relé. Hlavní typy, struktura a účel.

Relé je chápáno jako spínací zařízení, které po vystavení fyzikálnímu jevu může provádět určité úkony, nejčastěji sepnout nebo otevřít elektrický obvod. Zjednodušeně řečeno, relé v závislosti na typu reaguje na změny různých parametrů, poté sepne. Dnes existuje velké množství typů relé, která jsou potřebná k provádění různých úkolů a pro použití v různých oblastech. O některých nejběžnějších typech relé jsme napsali samostatné materiály, ale v tomto článku najdete seznam typů relé, které dnes existují, a také jejich krátký popis. Nenajdete zde schémata ani podrobný popis zařízení, ale napíšeme základní údaje včetně klíčových vlastností a účelu. Ale pojďme k věci a podívejme se, jaké typy relé dnes existují a kde se používají.

Časové relé

Časová relé se někdy nazývají časovače, i když se v podstatě jedná o různá zařízení. Již z názvu je zřejmé, že činnost relé tohoto typu je vázána na konkrétní časový úsek nebo časovou posloupnost. Podle typu se dělí na elektromagnetické, pneumatické, elektronické a s hodinovým mechanismem. Každý typ má své vlastní charakteristiky, tím se v rámci tohoto článku nebudeme zabývat. Význam časového relé je časové zpoždění před zapnutím nebo vypnutím, to je jejich hlavní funkce, i když v závislosti na složitosti zařízení mohou existovat i jiné.

Časové relé může mít zpoždění zapnutí nebo vypnutí nebo obojí. Některé z nich lze navíc naprogramovat řízením jejich parametrů, často se používají s jinými relé nebo senzory. Tento typ se používá k ovládání osvětlení, zavlažování, topných systémů a pro jiné účely. Jednoduše řečeno, časová relé mají smysl používat tam, kde existují určité časové cykly, to je jejich hlavní oblast použití. Jsou různé, cena za ně se může také velmi lišit, to do značné míry závisí na vlastnostech, schopnostech a provozních podmínkách, pro které je konkrétní model určen.

Tepelné relé

I zde je vše velmi jasné z názvu: tepelné relé se spouští v důsledku změny teploty, obvykle při jejím zvýšení na určitou mez. To okamžitě jasně ukazuje rozsah jejich použití a také jejich schopnosti. Nejčastěji se používají pro ochranné účely, například u elektromotorů, kde je musí vypnout, když teplota stoupne na předem stanovené hodnoty. Většina tepelných relé se používá speciálně v elektromotorech, existuje mnoho jejich podtypů (RTL, TRP a další), které se mohou navzájem značně lišit. Jde o to použít ho v elektromotorech různých typů a s různými vlastnostmi. Používají se však i v jiných oblastech. A nezaměňujte tepelná relé s termostaty nebo termostaty – to jsou zcela odlišná zařízení s různými účely.

Tepelná relé se také vyznačují principem činnosti, existuje několik různých možností, které stojí za zmínku. Nejběžnější možnosti jsou ty s bimetalovou deskou, která se vlivem teploty ohne a aktivuje kontakty. Existují i ​​tepelná relé fungující na principu objemové expanze, využívají kapalinu nebo plyn. U vzácnějších typů se využívá princip změny dielektrické konstanty, na optických principech a další možnosti. Tato rozmanitost je primárně vysvětlena různými provozními podmínkami a také teplotou, při které musí relé pracovat.

Impulzní relé

Pulzní relé se používají hlavně při ovládání osvětlovacích zařízení. Jedná se o levná relé, která jsou navržena velmi jednoduše. Mohou mít pouze dva stavy: zapnuto nebo vypnuto, jejich konstrukce je jednoduchá a spolehlivá. K provozu (změně stavu) je potřeba elektrický impuls, po kterém relé změní polohu a „zapamatuje si ji“. Jednoduše řečeno, při použití pulzních relé není potřeba neustále přivádět napětí, stačí pouze pulzní, což vede k úspoře energie. Nemají však možnost ovládat polohu kontaktních skupin, takže nenašly příliš široké uplatnění a používají se pouze v řadě oblastí, ovládání osvětlení je jednou z nich.

Pulzní relé se dodávají ve dvou typech: elektromechanické a elektronické. První fungují přesně podle principu, o kterém jsme hovořili v předchozím odstavci. Stojí méně, mají jednoduchý design, nebojí se nestabilního napětí a nebudou mít falešné poplachy, protože mají omezovač. Elektronická pulzní relé využívají mikrokontroléry, jsou tedy dražší a složitější, ale mají další funkce, které rozšiřují jejich funkčnost. Není to však potřeba vždy, ale pouze v určitých případech, proto jsou dnes oba typy pulzních relé široce používány.

Proudové relé

Proudová relé reagují na velikost proudu a spouštějí se při jeho změně a dosažení určitých hodnot. Používají se k vypnutí obvodu, když proud dosáhne kritické úrovně. Mohou být také použity k ochraně proti zkratu nebo přetížení, i když pro tento účel existují jiná zařízení. Existují proudová relé, která reagují na pokles napětí v elektrické síti nebo jeho úplnou ztrátu. Existují různé typy, nejběžnější je elektromagnetický, který využívá cívku. Existují i ​​jiné typy proudových relé, včetně těch na bázi integrovaných obvodů, ale o tom v rámci tohoto článku nebudeme hovořit. Obecně jsou proudová relé zcela běžná a používají se všude, i když jejich použití v řadě oblastí není vždy ekonomicky proveditelné, protože existují jiné možnosti. To je však téma na samostatný článek.

Mezilehlé relé

Mezilehlá relé se používají v řídicích, ochranných a signalizačních obvodech. Právě zde našel tento typ relé poměrně široké uplatnění. Jeho název pochází z toho, že je umístěn mezi výkonovými obvody a zdrojem řídicího signálu (pulsu). Účelem mezilehlého relé je přepínat řídicí signály a také násobit jeden signál na několik dalších. Jednoduše řečeno, lze s ním ovládat více elektrických obvodů najednou. Tato funkce je poměrně populární, takže mezilehlá relé se používají poměrně široce. Princip jejich činnosti je obecně stejný, ale mohou existovat rozdíly v konstrukci a vlastnostech, což vysvětluje rozsah cen za relé tohoto typu.

Relé pro monitorování izolace

Relé pro sledování izolace se používá k měření vodivosti izolačních materiálů. Je připojen paralelně k hlavnímu vedení a pokud zaznamená změnu parametrů a jejich odchylku od zadané normy, zapne alarm. To je jeho hlavní úkol, odpojení obvodu není součástí funkce relé kontroly izolace, jeho úkolem je pouze dát signál a lidé rozhodují o dalších akcích. Cílem je vyřešit problém dříve, než se spustí nouzová zařízení. Tento typ relé je nepostradatelný tam, kde jsou zařízení citlivá na napěťové rázy, i když se tam používají i jiná ochranná zařízení. Relé pro sledování izolace se používají také v jiných aplikacích.

Existují různé typy relé pro sledování izolace, ale obvykle fungují na stejném principu. Zařízení provádí sekvenční měření napětí (záporné, kladné a pracovní) a na základě získaných dat je vypočítán izolační odpor. Tento proces trvá málo času, liší se pro různá zařízení, ale trvá méně než sekundu. Může být zapojen i mikroprocesor, který provede výpočet na základě hodnoty napětí mezi zemí a póly. Přesnost relé pro hlídání izolace je vysoká, chyba nepřesahuje jedno procento. Proto jeho použití umožňuje vyhnout se falešným poplachům nouzových zařízení a obecně zvýšit úroveň kontroly.

Relé ovládání hladiny

Relé kontroly hladiny kapaliny má pouze jednu aplikaci. Slouží k regulaci objemu elektricky vodivé kapaliny v přístrojích a zařízeních, kde se používá. Princip činnosti tohoto relé je poměrně jednoduchý: měří úroveň odporu mezi dvěma jednopólovými elektrodami, které jsou ponořeny do této kapaliny. Relé kontroly hladiny kapaliny může plnit řadu úkolů, záleží na jeho schématu zapojení. Může chránit čerpadla před chodem nasucho, který je může poškodit, může dát signál ventilům nebo čerpadlům, aby upravily hladinu kapaliny, detekovaly úniky kapalin atd. Proto, i když má jeden rozsah použití, jak jsme psali výše, ve skutečnosti lze toto relé použít k mnoha účelům, ale pouze tam, kde je kapalina. Relé pro kontrolu hladiny se dnes používají v různých zařízeních a jsou obecně používány poměrně široce.
Relé řízení fáze

Fázová řídicí relé lze také nazvat třífázová napěťová řídicí relé, podstata se nemění, jedná se o stejné zařízení. Jak již z názvu vyplývá, používá se tam, kde je připojení na třífázové napětí a kde je velmi důležité správné natočení fází. Tento typ relé se používá v elektromotorech a jiných elektrických zařízeních. Relé pro řízení fáze chrání před nepřítomností jedné fáze, snížením nebo zvýšením napětí vzhledem k dané úrovni, přerušením nulového vodiče (ačkoli ne všechna relé to umí) a obráceným otáčením fáze. Některé modely vám umožňují upravit dobu odezvy a mají poměrně širokou škálu funkcí. Principem činnosti je izolovat negativní sekvenční harmonické, které se objeví právě při přerušení nebo fázové nevyváženosti. Pokud si koupíte elektrické zařízení, které vyžaduje k provozu tři fáze, téměř jistě bude mít relé pro monitorování fáze.

Napěťové relé

Napěťové relé je jedním z nejběžnějších, je to jeden z typů, který by měl být v každé domácnosti. Jedná se o základní bezpečnostní zařízení, které chrání elektrické spotřebiče nebo elektrická zařízení. Jeho podstatou je, že při zvýšení napětí nad danou úroveň nebo při poklesu pod danou úroveň (jedná se o různé hodnoty) je obvod bez napětí. O důvodech, které mohou vést k jeho provozu, psát nebudeme, to je téma na samostatný článek. Existují různé typy napěťových relé, ale nejčastěji pracují v rozsahu 170 (spodní mez) až 260 (horní mez) voltů. Většina elektrických spotřebičů je schopna provozu v tomto rozsahu, ale ne všechny potřebují 220V.

Ale neměli byste si myslet, že napěťové relé je ochrana proti všemu, bude chránit před zvýšením nebo snížením napětí, proti nulovému vyhoření a je užitečné pro časté výpadky napájení. Ale nijak nestabilizují napětí, nechrání před údery blesku nebo vážnými a silnými impulsy (pro to existují speciální zařízení). Napěťová relé mohou být instalována s konkrétními spotřebiči, existují dvoufázová i třífázová zařízení. Obecně je zde velmi velký výběr. Relé s dobrým napětím nejsou levná, ale jsou to skutečně velmi užitečná zařízení. Samozřejmě, že jeho použití není omezeno na soukromé domy, tento typ relé je velmi široce používán v jiných oblastech.

Toto jsou hlavní typy relé, o kterých jsme chtěli mluvit v našem článku. Existují i ​​jiné typy, například relé rozhraní, polovodičová a mnoho dalších, ale mluvit o všem v jednom materiálu je prostě nemožné. A mnoho z nich si zaslouží samostatnou diskusi, protože při jejich výběru a používání existuje mnoho různých nuancí, které musíte znát a o kterých nelze stručně diskutovat.

Hezký den všem! V tomto článku budeme diskutovat o jednom úžasném zařízení tzv relé. Pojďme se podívat na princip jeho fungování, zvážit různé typy a samozřejmě diskutovat o tom, proč se tyto prvky používají v elektrických obvodech. Relé je elektronické zařízení, které je klíčem, který zavírá a otevírá části obvodu, když se změní vstupní signál. Čili, zjednodušeně řečeno, relé si můžeme představit jako zařízení, které má dva vstupní a dva výstupní kontakty. Když je na vstup přiveden určitý signál, sepnou se výstupní kontakty; pokud na vstupu není signál, výstupní kontakty se otevřou. Snad ještě není nic jasné, tak nepředbíhejme a zvažme všechny nuance postupně. A začneme zařízením a principem činnosti relé. Vzhledem k tomu, že nejoblíbenější mezi radioamatéry je elektromagnetické relé, budeme tento typ studovat podrobněji. Tento případ lze znázornit následovně:

Princip činnosti relé je následující. Když je na vstup přivedeno napětí, proud bude protékat cívkou (přes vinutí jádra), což povede ke vzniku magnetického pole. V důsledku tohoto pole bude kotva přitahována k jádru a dojde k mechanickému uzavření výstupního kontaktu 1 a výstupního kontaktu 2. Tím bude výstupní obvod uzavřen. Pokud na vstupu není signál, kotva se vrátí do původní polohy a kontakty se rozepnou. Princip činnosti je tedy vcelku jednoduchý Jak je patrné ze schématu, vstupní a výstupní obvody nejsou nijak elektricky propojeny a proud ve výstupním obvodu může být mnohem větší než v obvodu řídícím. Relé nám tedy umožňuje ovládat výkonnou zátěž (například elektromotor) malým vstupním signálem (například z výstupu mikrokontroléru). A právě kontrola velkých proudů je jedním z hlavních úkolů relé. Funkčně je relé zařízení se 4 svorkami (jako příklad budeme uvažovat tuto verzi):

• s normálně otevřenými kontakty
• s normálně uzavřenými kontakty
• s přepínacími kontakty

Normálně otevřené relé udržuje své výstupní kontakty otevřené, dokud není na vstup aplikována řídicí akce, která způsobí tok proudu vinutím jádra. To znamená, že když na vstupu není žádný signál, výstupní obvod je otevřený; když je na vstup přiveden signál, je uzavřen. Relé s normálně sepnutými kontakty funguje přesně opačně – když na vstupu není žádný signál, výstupní obvod se sepne a při přivedení signálu se obvod otevře.

Na rozdíl od těchto dvou typů relé má přepínací kontaktní relé jednu další svorku, která se nazývá společná:

Toto relé je kombinací dvou předchozích typů relé – když na vstupu není signál, pin 3 a společný pin jsou sepnuté a pin 4 a společný pin jsou rozpojené. A když je přiveden řídicí signál, obvod – Závěr 3 – Obecný závěr — otevře se a řetěz — Závěr 4 – Obecný závěr zavírá. Relé s přepínacími kontakty má tedy normálně otevřené i normálně uzavřené kontakty.

Kromě toho se relé odlišují mnoha dalšími vlastnostmi – podle typu provedení (elektromagnetické, magnetoelektrické atd.), podle typu řídicího signálu (stejnosměrný nebo střídavý proud), podle doby odezvy, podle dovoleného zatížení. Při výběru konkrétního zařízení je tedy nutné zohlednit všechny parametry řízených a řídících (výstupních a vstupních) obvodů.

No, to se zdá být pro dnešek vše, shrnutí je toto: stručně jsme prozkoumali strukturu, účel a princip činnosti relé, v blízké budoucnosti budeme v tomto tématu pokračovat.