Реле

Назначение реле – это коммутация электрических цепей различных радиоустройств. Но в том случае, если в переключателях коммутация производится механическим путем, т.е. нажатием кнопок, клавишей, перемещением или поворотом ручек тумблера, галетного переключателя, то в реле одновременное размыкание или замыкание контактных пар производится под воздействием электрического, магнитного либо температурного полей.

По принципу работы реле делятся на электромагнитные, магнитоэлектрические, электродинамические, индукционные и электротермические. В радиоэлектронике наибольшее применение приобрели электромагнитные реле. Электромагнитное реле – это электромеханический прибор, который имеет возможность управлять каким-либо другим электрическим прибором (механизмом) или электрической цепью.

Схематическое устройство и принцип работы электромагнитного реле

Конструкция реле состоит из мягкого железного стержня – сердечника, на который насажена катушка, имеющая большое число витков изолированного провода. На Г-образном корпусе, который называется ярмом, держится якорь – пластинка из мягкого железа, которая согнута под тупым углом. Сердечник, ярмо и якорь создают магнитопровод реле. На ярме закреплены пружины с контактами, которые замыкают и размыкают питание исполнительной цепи, например цепи питания сигнальной лампы накаливания Н1.

В то время, пока ток через обмотку реле не течет, якорь под влиянием контактных пружин располагается на некотором расстоянии от сердечника. Но если в обмотке начинает протекать ток, его магнитное поле намагничивает сердечник и он притягивает якорь. В это время другой конец якоря давит на контактные пружины и замыкает исполнительную цепь. Ток в обмотке перестает течь – пропадает магнитное поле , размагничивается железный сердечник, и контактные пружины, распрямляясь и разрывая цепь исполнения, возвращают якорь реле в исходное положение.

Многие реле содержат не одну, а несколько групп контактных пружин, которые позволяют с помощью импульсов тока, появляющихся в обмотке реле, управлять на расстоянии несколькими цепями исполнения одновременно, что и применяется в автоматике. Электромагнитные реле на принципиальных схемах обозначают прямоугольником и буквой К с цифрой порядкового номера реле в устройстве.

Контакты этого реле обозначают той же буквой, но с двумя цифрами, которые разделены точкой: первая цифра в обозначении показывает порядковый номер реле, а вторая цифра – обозначает порядковый номер контактной группы этого реле. Электромагнитные реле в зависимости от того, для чего они предназначены имеют разные типы конструкций корпусов и якорей, пружинных контактов, различные данные обмоток. Но принцип работы всех реле одинаков: при некотором значении тока, который протекает через обмотку, реле начинает срабатывать и его якорь, притягиваясь к намагниченному сердечнику, начинает замыкать или размыкать контакты исполнительной электрической цепи. Для автоматически действующих устройств, а также для аппаратуры телеуправления, применяются малогабаритные реле постоянного тока, например, РЭС-9, РЭС-10, РСМ.

В зависимости от рода коммутируемого тока различаются реле постоянного и переменного токов. Реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Нейтральное реле срабатывает только при появлении постоянного тока в обмотке, а поляризованное реле, которое имеет общий якорь и находящиеся по обе стороны от него контактные пластины, срабатывает в ту или другую сторону в зависимости от направления протекающего тока в обмотке.

По конструкции различаются реле поворотного, втяжного, язычкового типов. В зависимости от того, какая мощность срабатывания и масса, изготавливаются реле в виде мощных контакторов с большими массой и габаритами или слаботочные малогабаритные реле для микроэлектронной аппаратуры. По времени срабатывания реле делят на быстродействующие (не более 0,005 с), нормальные (от 0,015 с) и замедленные (более 0,015 с).

Основные параметры реле - это токи (напряжения) срабатывания и отпускания, время срабатывания и отпускания, мощность срабатывания, срок службы, масса и габариты, эксплуатационные характеристики. Ток (напряжение) срабатывания – это минимально нужное значение тока (напряжения), при котором тяговое усилие, создаваемое электромагнитом постоянного тока, будет больше суммы противодействующих сил, т.е. силы, которая развивается возвратной пружиной, а также сил деформации контактных пар и трения. Ток (напряжение)отпускания – минимально необходимое значение тока (напряжения), при котором тяговое усилие будет меньше суммы противодействующих сил. Ток отпускания всегда меньше тока срабатывания. Выражается это тем, что в начале срабатывания реле величина зазора большая, из-за этого тяговая сила в этот момент меньше, чем в начале отпускания и для ее увеличения нужен большой ток. Время срабатывания (отпускания)- интервал времени с момента подачи напряжения (тока) в обмотку реле до момента коммутации контактов. Мощность срабатывания – мощность, которая потребляется обмоткой реле при срабатывании.

Срок службы – это число допустимых переключений контактов реле, при котором создается его надежность, заданная техническими условиями. Масса и габариты реле напрямую зависят от его мощности срабатывания, вида конструктивного оформления, числа контактных пар и эксплуатационных характеристик. При отсутствии в конструкции реле подвижных механических элементов его быстродействие и надежность увеличиваются. Именно такое реле называется герметизированным контактом, или герконом.

Геркон содержит малое контактное сопротивление, высокую чувствительность (малые токи срабатывания) и безискровую коммутацию контактов. Наибольшее распространение имеют малогабаритные слаботочные реле РЭС-6, РЭС-22 и мощные реле РДЧГ, РМУГ, РС.

У реле РЭС-49 - прямоугольный корпус с размерами5*10*15 мм и массой 3,5 г; РЭС-15 – цилиндрический корпус диаметром 11 мм, длиной 16 мм и массой 3,2 г, а мощное реле РМУГ имеет объем 110 см3 и массу 160 г. Также в радиоэлектронике применяются фотореле, электронное реле, реле выдержки времени, акустическое реле.