Реле - что это такое? Виды реле и их назначение

Рабочие процессы современного инженерного оборудования, электротехнической аппаратуры и бытовых приборов предусматривают широкие возможности управления. Причем ставка все больше делается на автоматизацию контроля с минимальным вмешательством операторов. Средства реализации подобных функций могут быть разными, но основу технической базы формирует реле. Что это такое? В стандартном виде это устройство с обмоткой, предназначенное для замыкания и размыкания электрической цепи. По этому принципу осуществляется управление в простейших системах, но сегмент развивается и все чаще на рынок выходят более сложные устройства такого типа, ориентированные на использование в конкретных сферах.

Общее устройство реле

Простейшая конструкция включает в себя электромагниты, якорь, а также соединительную фурнитуру с проводниками. В момент поступления тока к магнитам происходит сведение якоря с контактами, что приводит к замыканию в цепи. Для контроля силы тока и ее преобразования в механическое воздействие используется пружина. Она напрямую связывается с якорем, регулируя степень давления на контакты. Иными словами, в зависимости от характеристик тока меняется рабочее состояние аппарата, а вместе с ним и контроль целевого оборудования. Например, электромагнитные виды реле регуляторов обеспечивают независимое управление котельными установками, насосными агрегатами и другими системами инжиниринга, включая или отключая их силовые компоненты. Для более точной фиксации сигналов цепи предусматриваются и дополнительные элементы наподобие резисторов. В то же время могут применяться и конденсаторы, минимизирующие риски повреждения чувствительных устройств из-за скачков напряжения.

Назначение прибора

На базовом уровне реле используют в качестве защитного регулятора, когда те или иные рабочие параметры системы могут негативно сказаться на состоянии оборудования. Классический пример – это те же электромагнитные регуляторы, выполняющие своего рода функцию электрического фильтра. При регистрации напряжения или силы тока ненормативной величины они автоматически замыкаются, тем самым прекращая небезопасный рабочий процесс. То есть защитная функция является базовой и предусматривается практически во всех видах данного прибора. Но в современных вариациях появляются и другие задачи, обусловленные необходимостью повышения автономии управления. Если рассматривать виды реле и их назначение с точки зрения пользователя, то в списке решаемых задач будут следующие:

• Оценка уровней жидкости (в резервуарах, бассейнах, колбах и т. д.).
• Контроль рабочих параметров, среди которых температура и влажность.
• Предоставление данных о расходе энергетических ресурсов.
• Автоматизация оборудования в соответствии с показателями датчиков.

Набор функций и средства их исполнения различаются в зависимости от условий применения аппаратуры и назначения целевой системы.

Основные классификации

Главный принцип разделения релейных приборов основывается на специфике области использования. Базовая классификация выделяет тепловые, уровневые, электротехнические и автомобильные регуляторы. Но в каждой группе также предусматриваются и свои подкатегории. Наиболее обширен перечень критериев разделения в сегменте электрических выключателей. К ним можно отнести одно- и трехфазные реле, твердотельные конструкции, промежуточные приборы и т. д. Также различаются виды реле в зависимости от принципа действия. По-прежнему сохраняются механические устройства, популярные благодаря их простой конструкции, доступной цене и относительно высокой точности. В технологически развитых отраслях на смену механике приходят программируемые и цифровые реле, обеспеченные микроконтроллерами. Наиболее ярко возможности таких моделей раскрываются в регуляторах времени – таймерах, через которые пользователь задает промежутки времени работы оборудования.

Виды реле напряжения

Такие устройства можно разделить на бытовые, офисные и промышленные. Соответственно, они ориентируются на обслуживание домашних электроприборов, оргтехники и производственных агрегатов (например, обрабатывающих машин и станков). В каждом случае обеспечивается защита от колебаний в сети. В частности, это выражается в фильтрации скачков напряжения, выравнивании показателей тока, исключении импульсных помех и т. д. Опять же, в зависимости от области применения речь может идти о работе в одно- и трехфазных электросетях – соответственно, приборы делятся на 220- и 380-вольтные.

Через электронные панели управления пользователь может настраивать рабочие параметры реле. Что это значит на практике? В комплекте с реле поставляется прибор с цифровым интерфейсом и LED-дисплеем, в котором отражаются показатели тока. Посредством органов управления на той же панели задаются пороговые значения для контроля номинального тока, напряжения, установки контактных групп, включения и отключения отдельных функциональных блоков оборудования. Монтаж реле выполняется на комплектную DIN-рейку, которую в некоторых модификациях можно подключать и к домашнему компьютеру.

Реле-таймеры

Также эти приборы называются регуляторами времени рабочего процесса. Они представляют собой компактные реле, предназначенные для установки моментов отключения и включения по заданным часам и минутам. Многофункциональные таймеры этого типа предусматривают несколько программируемых режимов, позволяющих настраивать оборудование и на рабочие конфигурации по неделям и суткам с указанием разных сеансов подключения. По конструкции и способу питания разделяют следующие виды реле времени:

• Розеточные. Непосредственно подключаются к сети на 220 В и не требуют прокладки кабеля.
• Проводные. Могут устанавливаться в любом месте, где проходит электрический контур. Устройство вводится в сеть через контакторы.
• Автономные. Полностью независимые от электросети приборы, работающие на батарейках или аккумуляторах.

Разновидности тепловых реле

Приборы рассчитываются на широкий спектр защитных функций, в числе которых предотвращение фазной асимметрии, перегрузок, заклинивания роторных механизмов и затягивания пуска. Следует разделять виды тепловых реле по величине напряжения, конструкции и способу установки. Что касается параметров сети, то номинальное напряжение может составлять 220, 380 и 660 В. То есть устройства могут применяться даже в тяжелой промышленности, обслуживая высокомощные производственные агрегаты. Конструкция и способ монтажа в случае с бытовыми моделями предусматривает как отдельное подключение, так и установку в комбинации с контакторами подходящего формата. В случае с промышленными аппаратами могут применяться и магнитные пускатели ПМЛ для дистанционного управления.

Реле уровня контроля

Данный прибор может базироваться на электрической схеме и устанавливаться посредством DIN-рейки. Но кроме этого, конструкция будет включать датчик контроля наполнения. В его качестве могут выступать разные устройства и приспособления, позволяющие выполнять замер уровня жидкостей. Простейшие модели таких регуляторов представлены поплавковыми измерителями. В момент достижения установленного порога наполнения происходит размыкание цепи в электрическое схеме и оборудование прекращает подачу рабочей среды. По схожему принципу действуют и реле давления, виды которых отключаются исполнением манометра. Он может быть электронным или механическим. Первые также действуют на обмотку и якорный механизм размыкания цепи, а вторые программно контролируют рабочий процесс, запуская или останавливая целевые агрегаты.

Реле для контроля фаз

Еще одна вариация электротехнического контроллера параметров сети, действующая на принципе автоматической регуляции. Типовые модели, в частности, осуществляют контроль напряжения в преобразователях и генераторах энергии. Оценивается симметрия этой величины и наличие тока как таковое. Чаще всего такие устройства применяются в промышленных сферах для регуляции работы асинхронных двигателей. С учетом особенностей области применения изготовители предусматривают высокий уровень защиты самого реле. Что это такое в плане конструкционной реализации? Это характеристики корпуса и дополнительных оболочек, определяемые классом защищенности. Если бытовые регуляторы имеют маркировку по этому показателю IP 20, то промышленные – IP 40. Такая степень защиты предполагает наличие изоляции от инородных тел, ударостойкость и возможность использование аппарата при температуре от -10 до 50 градусов.

Автомобильные реле

Транспортная электротехника тоже не обходится без сетевых регуляторов, через которые работает климатическое оборудование, электронные ассистенты и мультимедийная аппаратура. Такие реле устанавливаются в приборной панели или рядом с нагрузкой, а управление осуществляется посредством небольших кнопок с тонкой подводкой. Как правило, используется два вида автомобильных реле:

• С парой контактов, работающих на замыкание.
• С тремя переключателями.

Различие заключается в том, что «тройка» в момент активации прибора замыкается на общий контакт, а его пара отключается. Также существуют и специализированные версии автомобильных регуляторов для определенных групп оборудования. Для оптики, например, предназначены реле с улучшенной герметизацией в виде заливки компаундом. Это нужно для обеспечения возможности расположения переключателя в непосредственной близости к фарам.

По каким критериям выбирать устройство?

Основной принцип выбора заключается в правильном определении рабочих диапазонов оборудования. Это могут быть спектры напряжения, силы тока, температурные значения или же уровни замеров по высоте. Далее следует найти оптимальный способ представления данных. Традиционные виды реле ориентируются на минимальный перечень контрольных сведений и практически не дают полной картины о рабочем процессе. Новейшие модели могут отражать информацию о приборе через дисплеи разной формы и размера. Наиболее эргономичные и функциональные модели имеют панели управления с датчиками и программируемыми модулями. Что касается производителей, то к самым известным и надежным можно отнести компании ABB, SVEN, Orbis и «НовАтек». Стоимость приборов начинается от 1000-1200 руб. Верхний уровень находится в диапазоне 3000-3500 руб.

В заключение

Использование электротехнических регуляторов сложно отнести к бытовой сфере, так как они выполняют все же специализированные задачи контроля. Тем не менее есть направления, в которых с подобной аппаратурой приходится сталкиваться и несведущим людям. Так, обычный домовладелец вполне может столкнуться с необходимостью установки инженерного реле. Что это такое? Это один из самых распространенных видов электротехнических регуляторов, которые обслуживают бытовые котельные установки, радиаторы и другое мощное электрооборудование. Теоретически без них можно и обойтись, но в этом случае понижается надежность и стабильность работы техники.