Малогабаритное реле на 220 вольт

Назначение и схема подключения промежуточного реле 220В на ДИН-рейку

Промежуточное реле – часть электронного устройства, используемая в электрических и электронных схемах для преобразования и усиления электрических сигналов, размыкания и замыкания цепей. Аппарат координирует работу блоков аппаратуры, отдельных элементов, мощных устройств. Используется практически во всех отраслях промышленности и бытовой технике.

Реле 220В: назначение, принцип действия, виды

Чтобы осуществлять управление различными часто очень мощными схемами и механизмами при помощи слаботочных электрических сигналов либо других факторов воздействия (тепло, свет, механика), применяют специальные устройства. Они бывают разными по мощности и конструктивному исполнению, но смысл их в одном – включать либо выключать электрическую цепь при поступлении управляющего сигнала. Реле 220В служит еще и для защиты сети.

реле 220в

Твердотельные реле. Схемы подключения

Схемы подключения твердотельных реле

В этой статье обсудим схемы подключения твердотельными реле (ТТР), и способы управления ими.

Напоминаю, для тех кто не в курсе – что такое твердотельное реле и как оно работает – обратитесь к более старой моей статье О принципах работы твердотельных реле.

Схемы включения подобных реле не очень сложны, но, как и везде, есть свои особенности.

Промежуточное малогабаритное реле 220в переменного тока

Промежуточное малогабаритное реле 220в переменного тока

Реле — прибор, работающий в автоматическом режиме. Это устройство используется для управления различными механизмами и электросхемами. Кроме этого, с его помощью можно обеспечить защиту сетей от высоких нагрузок. С развитием техники было создано довольно много видов этих приборов. Сегодня в продаже можно найти не только классические электромагнитные реле 220 В, но и электронные приборы.

Назначение промежуточного реле

Это вспомогательное устройство, которое призвано контролировать действие различных станков и комплексов. Обеспечивает работу сразу нескольких электрических цепей, когда необходимо произвести одновременную коммутацию разных контактов.

Например, один из контактов должен выдать на экран реле аварийный сигнал, а другой – выполнить выключение. Либо с помощью одного соединения происходит запуск станка, другое производит выключение иной части устройства.

А также промежуточное реле (РП) применяют для замедления реакции при необходимых высоких нагрузках. Для контроля основного реле, которое коммутирует большие значения силы тока в условиях высокого напряжения.

Промежуточным реле называют потому, что в цепи управления оно находится между источником импульса, которым управляет, и силовыми исполнительными цепями.

Что такое реле электрическое

В электрическом реле один электросигнал управляет другим электрическим сигналом. При этом нет места изменению параметров последнего, а только его коммутация. Сигналы могут быть совершенно разными по виду, форме и мощности, но важно одно – как только в цепи управления начинает течь ток, цепь коммутации срабатывает, соединяя либо отключая нагрузку. При исчезновении управляющего тока система возвращается в исходное состояние.

Электрическое реле – своего рода усилитель, если, например, слабый сигнал коммутирует сильный, и при этом они сходны по форме и виду напряжения. Также можно считать такое устройство преобразователем, если сигналы отличаются друг от друга формой напряжения.

реле времени 220в

Твердотелки – надо ли их использовать?

Для начала рассмотрим также целесообразность применения таких реле. Например, реальный случай:

У нас на предприятии на одном станке стоят соленоидные клапаны с питанием 24VDC 2А. Эти два клапана соединены параллельно, и включаются-выключаются с частотой примерно 1 раз в секунду. Питание идёт через реле. И, несмотря на то, что номинальный ток реле 10А индуктивной нагрузки, приходилось менять его каждый месяц-два. Поставили мы твердотелку – и забыли, работает без шума и проблем уже два года.

Другой случай, когда такие реле не нужны:

Простейший контроллер температуры, точность поддержания не существенна. Нагрузка – ТЭНы, работают в воде круглосуточно. Чаще, чем раз в год, один из ТЭНов замыкает или коротит на корпус. Здесь большая вероятность того, что ТТР выгорит, так как они очень чувствительны к перегрузкам.

О перегрузках и защите твердотельных реле будет подробно сказано ниже, а в данном случае целесообразно применить обычный контактор, который прекрасно справляется с перегрузкой и стоит в 10 раз дешевле.

Поэтому, за модой гнаться не стоит, а лучше применить трезвый расчет. Расчет по току и по финансам.

Если кому-то придёт в голову, можно кнопкой звонка или герконом запускать двигатель мощностью 10 кВт! Но не так всё просто, подробности будут ниже.

Основные разновидности

Эти приборы классифицируются по нескольким параметрам. Одним из них является способ включения — шунтовое и сериесное. Также их часто называют обмоткой напряжения и тока соответственно.

Второй вид классификации — по материалу сердечника:

  1. Нейтральные.
  2. Поляризационные.

Основные разновидности реле

Устройства первого типа способны работать при любом направлении электротока, проходящего через них. Третий важный параметр классификации контакторов — вид управляющего сигнала.

Принято выделять несколько типов приборов:

Электромагнитное реле 220 В

  1. Электромагнитное реле 220 В имеет в составе конструкции магнит, с помощью которого и происходит переключение контактов.
  2. Твердотельные — схема управления собрана на тиристорах.
  3. Термореле — основным элементом конструкции является термостат.
  4. Оптические устройства — для управления используется световой поток.

Также приборы могут отличаться количеством обмоток. Чаще всего в электротехнике используются устройства с одной или двумя катушками. Встречаются контакторы и с тремя обмотками, но происходит это довольно редко.

Устройство прибора

Практически все устройства имеют похожую конструкцию, хотя есть и исключения. Например, в герковых контакторах все элементы соединяются электродами.

Реле состоят из следующих деталей:

  1. Корпуса.
  2. Якоря.
  3. Катушки.
  4. Контактов (подвижных либо закрепленных).

Устройство прибора

Все эти элементы монтируются в корпусе. Якорь крепится к основанию с помощью пружины и может поворачиваться, воздействуя на контакты. Если в цепи есть ток, то он проходит через обмотку катушки, и в сердечнике возникает электромагнитное поле. Именно благодаря этому притягивается якорь, замыкая контакты. Как только электрический ток исчезает, реле возвращается в первоначальное состояние.

Принцип работы и назначение

Возможны ситуации, в которых электроприборы и сети не могут нормально функционировать без использования реле переменного тока 220 В. Чаще это связано с необходимостью управления разнонаправленными контактами. Например, к электросхеме подсоединен датчик движения и два проводника. Тогда один исполнительный механизм должен взаимодействовать с сенсором, а второй подавать электроэнергию на лампу.

В результате наблюдается следующее:

Реле переменного тока 220 В.

  1. Ток поступает на первое реле промежуточное 220 В, замыкающее контакты следующего.
  2. Второй прибор имеет более высокие характеристики и предназначен для работы с большими электротоками.

Если в электросети протекает ток большой силы, то для обеспечения ее безопасности одного устройства мало и без второго контактора не обойтись.

Область применения

Промежуточные реле в качестве вспомогательных устройств могут выполнять разнообразные функции. В результате эти приборы получили широкое распространение в электротехнике. Без малогабаритного прибора не обойтись в следующих ситуациях:

Промежуточное реле

  1. Необходимо включить одну электроцепь, одновременно отключив вторую.
  2. Для снижения токовой нагрузки.

Реле на 220 В переменного тока малогабаритное активно используется в ситуациях, когда главный коммутатор не справляется со своей работой, например, ему приходится обслуживать большое количество цепей. Промежуточное реле можно считать коммуникатором, предназначенным для контроля электрических нагрузок в цепях. Сегодня сложно найти такую область техники, в которой реле не используются.

Принцип действия

Наглядно можно рассмотреть действие реле на примере электромагнитного. Такой механизм содержит обмотку с сердечником из стали и группу контактов, которые подвижно перемещаются, замыкая и размыкая цепь. На катушку сердечника подают управляющий ток. Этот ток, по закону электромагнитной индукции, создает в сердечнике магнитное поле, которое притягивает к себе контактную группу, а та замыкает либо размыкает электрическую цепь, в зависимости от типа реле.

реле задержки 220в

Различия схем включения реле

По виду подключения твердотельные реле можно разделить на следующие категории:

По управлению (виду входного управляющего сигнала):

  • постоянное напряжение (встречается чаще всего),
  • переменное напряжение,
  • постоянный ток 4-20 мА,
  • переменный резистор.

По виду коммутируемого тока

  • твердотельные реле переменного тока
  • твердотельные реле постоянного тока

По количеству фаз

  • одна фаза
  • три фазы (как правило, фактически это две фазы)

В любом случае, для выбора ТТР и его схемы включения нужно руководствоваться мануалами на данное реле.

Кстати, рекомендую мою статью про трехфазное и однофазное напряжение. Терминология и отличия разжеваны не пальцах)))

Особенности выбора

В зависимости от типа прибора принцип его работы может отличаться. При выборе устройства необходимо ориентироваться на показатели входной и выходной сети. Среди основных характеристик реле можно отметить:

Особенности выбора реле

  1. Мощность срабатывания — минимальный показатель, которому должен соответствовать принимающий прибор, чтобы коммуникатор мог сработать.
  2. Управляемая мощность — максимальное значение, при котором реле справляется с поставленной задачей.
  3. Время срабатывания — период, в течение которого устройство начинает работать после появления электротока на входных клеммах.

Классические электромагнитные устройства продолжают активно использоваться и сейчас. Если для корректной работы схемы требуется высокое быстродействие, то предпочтение стоит отдавать поляризационным приборам. Если же требуется частое переключение контактов, то лучшим выбором станет герконовое устройство контактор. Монтаж контакторов не отличается высокой сложностью. Чаще всего для их установки используется DID-рейка. Устройство может монтироваться не только в горизонтальном, но и вертикальном положении.

Реле контроля напряжения

Для контроля электрических сетей, а точнее, параметров напряжения, разработаны реле 220В. Они предназначены для защиты бытовых электроприборов от резких скачков напряжения. Основой таких устройств является специальный микроконтроллер быстрого реагирования. Он отслеживает уровень напряжения в сети. Если по каким-либо причинам есть отклонения напряжения в большую или меньшую сторону от предела допустимого, то подается сигнал управления на прибор, который отключает сеть от потребителей.

Порог срабатывания реле 220В лежит в пределах 170-250 Вольт. Это общепринятый стандарт. И когда произведено отключение сети, контроль уровня напряжения в ней продолжается. По возвращении напряжения в допустимые пределы, срабатывает система задержки времени, после чего на приборы вновь подается питание.

Такие устройства обычно устанавливают на входе цепи после электросчетчика и автоматического защитного выключателя. Мощность аппарата должна быть с запасом для выдерживания бросков напряжения при разрыве цепи нагрузки.

реле задержки времени 220в

Заключение

Компания TE Connectivity объединяет нескольких ведущих производителей электромеханических реле. Это дает возможность соответствовать растущим потребностям промышленности и рынка. Богатая история и традиции позволяют предлагать высококачественную электромеханику практически в любом промышленном сегменте, на равных конкурируя с другими ведущими производителями и превосходя их. Для всех выпускаемых серий реле доступна необходимая техническая информация: чертежи, модели, каталоги, результаты испытаний. Через официальных дистрибьюторов есть возможность получить бесплатные образцы.

Реле серий P2 и IM – не исключение из правил. Как и прочие реле производства TE Connectivity, они соответствуют общепринятым промышленным стандартам, имеют отличные электрические параметры и высокую надежность.

Схемы с управлением от транзистора

Здесь транзистор может быть выходом любого полупроводникового прибора – датчика приближения, контроллера, и т.п.

Управление транзистором PNP, НО реле

Скажу, что со схемами управления, которые я взял из фирменных инструкций, полная путаница. Можете сами разобраться, а я расскажу своё мнение.

Управление транзистором PNP, НО реле

Управление транзистором PNP, НО реле

Под “нормально открытым контактом” (читали, что это, ссылку я давал выше?) подразумевается, что без управляющего напряжения (на базе транзистора) твердотельное реле не пропускает ток. Напряжение между входными контактами 3 и 4 близко к нулю, реле выключено. При подаче входного управляющего напряжения на базу транзистора (например, +5В), транзистор открывается и плюс подается на вход 3. Реле открывается, нагрузка получает питание.

Управление транзистором NPN, НЗ реле

Управление транзистором NPN, НЗ реле

Управление транзистором NPN, НЗ реле

Когда транзистор закрыт (не активен), на управляющий вход твердотельного реле подается напряжение, нагрузка под напряжением.

Управление транзистором NPN, НО реле

Когда транзистор закрыт (не активен), на управляющий вход твердотельного реле подается напряжение, близкое к нулю, и нагрузка без напряжения.

Область применения

РП есть почти во всех схемах питания, управления и защиты. Коммутационные аппараты используются в подстанциях, диспетчерских, котельных. На производственной линии прибор может выполнять как одновременно, так и последовательно несколько коммутаций в цепях управления или питания. РП широко используют для вычислительной техники, в телекоммуникациях, средствах управления и прочих электронных приборах.

В системах водоснабжения и подогрева при включении глубинного насоса питание поступает на катушку. При замыкании контактов начинает работать система контроля. Дисплей отображает параметры напряжения, фазные токи нагрузки, при необходимости температуру и другие данные в зависимости от сложности схемы.

В системе подогрева реле выступает как усилитель управляющего сигнала. Тепловой датчик подает сигнал, который включает РП. Контакты последнего подают напряжение на обмотку, после чего контакты замыкаются. Таким образом происходит подключение питания к тэну, кипятильнику, бойлеру и другим мощным нагревательным приборам.

Реле задержки времени 220В

Прибор, смысл функционирования которого заключен в создании условий, где устройства электрической цепи работают в режиме определенной последовательности, называется реле времени. К примеру, если нужно создать режим включения нагрузки не мгновенно по приходе управляющего сигнала, а через установленный период, применяют определенную систему. Различают следующие виды названного оборудования:

  • Реле времени 220В электронного типа. Они могут обеспечить временную выдержку в пределах долей секунд и вплоть нескольких тысяч часов. Их можно программировать. Потребление энергии такими устройствами незначительно, а габариты малы.
  • С временем замедления на электромагните для питающих цепей постоянного тока. Схема основана на двух электромагнитных катушках, в которых одновременно возникают магнитные потоки, направленные в противоположную сторону и таким образом ослабляющие друг друга на время задержки срабатывания.
  • Устройства, где время срабатывания замедляется при помощи пневматического процесса. Выдержка может быть в пределах 0.40-180.00 секунд. Задержка срабатывания демпфера пневматического осуществляется регулировкой воздухозаборника.
  • Приборы на анкерном механизме либо часовой схеме.

промежуточное реле 220в

Управление резистором

Плавно подходим к переменному току.

Управление переменным резистором

Управление переменным резистором

Не путать переменный ток и переменный резистор! В данном случае твердотельное реле фактически является диммером, который изменяет скважность выходного напряжения для нагрузки, которая приспособлена для этого. Такие реле – только с коммутацией переменного тока, и включаются/выключаются 100 раз в секунду.

Параметры изделий

РП разного типа имеют свой набор параметров в отношении технических характеристик. Необходимость в тех или иных данных возникает исходя из задач, предъявляемых прибору. Основные характеристики, ответственные за нормальную работу реле:

  • чувствительность;
  • ток (напряжение) срабатывания, отпускания, удержания;
  • коэффициент запаса;
  • рабочий ток;
  • сопротивление обмотки;
  • коммутационная способность;
  • габариты;
  • электрическая изоляция.

Необходимо знать, при какой температуре и влажности возможна эксплуатация прибора, взрывоопасность рабочей среды, допустимую концентрацию пыли. Эти параметры изложены в технических условиях или руководстве по использованию. Род тока и рабочее напряжение указан на обмотке устройства.

РП – важная и неотъемлемая составляющая большинства цепей в энергетике. Разнообразие моделей свидетельствует о том, что такой коммутационный прибор способен в полном объеме выполнять множество функций в любой схеме.

Схема с фиксацией и управлением кнопками (защелка)

Управление твердотельным реле с фиксацией включения

Управление твердотельным реле с фиксацией включения

Схема включения интересна тем, что можно включать – выключать нагрузку, используя только две кнопки – Пуск и Стоп. То есть, схема такая же, как и при использовании обычного реле. Точнее, магнитного пускателя. Важно, что управляющее напряжение равно напряжению питания нагрузки.

Схема нарисована тайваньскими инженерами, попробуем разобраться в ней.

Кстати, её же можно использовать для коммутации и переменного, и постоянного тока.

Схема работает таким образом. Исходно управляющее напряжение поступает на клемму 3 ТТР с источника питания через НЗ контакты кнопки Стоп. При нажатии кнопки Пуск (слева на схеме) напряжение с другого полюса источника поступает через НО контакты на клемму 4 ТТР. Реле включается, напряжение на клемме 1 появляется, и подается через резистор (вверху схемы) на клемму 4. Прошла доля секунды, кнопку Пуск можно отпускать, нагрузка питается до тех пор, пока не будет нажата кнопка Стоп.

Схемы включения трехфазных твердотельных реле

Трехфазное твердотельное реле, схема подключения.

Трехфазное твердотельное реле, схемы подключения.

Тут источник трехфазного напряжения – справа по схемам, нагрузка – слева. Управляющее напряжение может быть любым (переменным или постоянным).

Кроме того, коммутация может быть как по двум фазам, так и по трём, это важно! Подробнее ниже.

Реверсивные твердотельные реле

Существуют также специальные трехфазные твердотельные реле для реверса двигателей, у которых два управляющих входа.

Пример включения трехфазного реле – на фото ниже:

Включение трехфазного твердотельного реле

Включение трехфазного твердотельного реле

Как видно, реле не совсем трехфазное, одна фаза подается на двигатель постоянно, что может стать причиной опасности.

На корпусе реле напечатана его схема включения, где всё понятно. Реле реверсивное, и у него два входа – Forward и Reverse (Вперёд/Назад). Для реверса фазы L1 и L2 меняются местами.

Важно – внутри реле нет блокировки от одновременного включения в обоих направлениях, и ее надо обеспечить аппаратно (блокировочные контакты кнопок/реле) и программно (если управление – от контроллера). Если это не предусмотреть, то вероятна ситуация, когда силовые выходы 1, 2, 3, 4 будут замкнуты накоротко 🙁 .

Выбор твердотельных реле, защита и особенности работы

Обычное реле и контактор без особых проблем выдерживают кратковременные перегрузки до 150 и даже 200% от номинала. Особенно, если не коммутировать нагрузку с таким током, а повышать ток после замыкания, и понижать перед размыканием.

Обычные контакты могут выдержать и кратковременный ток КЗ, если сработает защита с правильной уставкой тока. Просто, возможно, придётся потом контакты почистить.

Твердотельные реле от перегрузок страдают сильнее, за пол периода портятся безвозвратно, и контакты потом не почистить, из-за отсутствия таковых.

Это как в звукотехнике. Ламповая техника при перегрузках чувствует себя нормально, только слегка “потеет”, а транзисторы начинают жутко искажать сигнал и могут выйти из строя. За это до сих пор так ценятся ламповые усилители, за их мягкий, бархатный звук на предельных мощностях. Другое дело, что источников качественного сигнала сейчас практически нет, всё заполонил mp3 128kbps, и то в лучшем случае. Но это тема отдельной статьи…

Если при выборе контактора достаточно выбрать запас в 10-20% и защитить его обычным автоматом, то с твердотельными устройствами всё сложнее.

Поэтому для твердотельных реле рекомендуется для активной нагрузки (лампы, ТЭНы) запас по номинальному току в 2-4 раза. При пуске асинхронных двигателей из-за большого пускового тока запас по току нужно увеличить до 6-10 раз.

То есть, трехфазная твердотелка Fotek TSR-40AA-H на 40А, показанная на фото чуть выше, на своих 40 амперах работать вряд ли будет. Мощность двигателя, которую можно коммутировать в данном случае – от 2,2 кВт до 5 кВт. Причём двигатель 5 кВт (это около 10А) должен запускаться обязательно на холостом ходу, с минимальным пусковым моментом, а нагрузку к нему прикладывать можно после пуска и разгона.

Кстати, с индуктивной нагрузкой твердотельные реле могут вести себя неадекватно, у меня бывали проблемы. В случае высокоиндуктивных нагрузок (трансформаторы, катушки с магнитопроводами, электрические звонки, и т.п.) нужно параллельно нагрузке включать RC-цепь (снабберную цепь из последовательных резистора и конденсатора) для уменьшения влияния противо-ЭДС. Кроме того, эта цепь уменьшает общую индуктивность нагрузки, т.е. делает её более активной. И ТТР легче работать.

Напоследок – защита при КЗ

Производители рекомендуют использовать специальные предохранители для твердотельных приборов:

  • gR – предохранители для всего диапазона рабочих токов, для защиты полупроводниковых элементов(более быстродействующие , чем gS)
  • gS – предохранители для всего диапазона рабочих токов, для защиты полупроводниковых элементов, при повышенной загрузке линии.
  • aR – предохранители для всего диапазона рабочих токов, для защиты полупроводниковых элементов от короткого замыкания.

Такие предохранители стоят дорого (сравнимы со стоимостью самого твердотельного реле), поэтому в большинстве случаев можно использовать защитные автоматы класса В. Чем же они хороши и как они спасут наши твердотельные реле от выгорания при КЗ?

Напомню, в 99% везде встречаются автоматы класса С. Класс D ставят в качестве вводных рубильников и при больших пусковых токах (мощные двигатели, трансформаторы). А класс В – самый чувствительный, срабатывает раньше всех.

Кстати, гуру электрики и электропроводки, cs-cs.net, предлагает дома ставить автоматы только В класса. И некоторые производители – рекомендуют ставить В класс на электроплиты, водонагреватели – туда, где нет двигателей и пусковых токов.

Почему – поясню на графике.

Кривые отключения

Кривые отключения или токо-временные характеристики

Подробно про выбор защитного автомата рассказано в другой статье.

Но мы вернёмся к нашему трехфазному твердотельному реле Fotek TSR-40AA-H на 40А, про которое я писал выше. Чтобы его гарантированно защитить от КЗ, надо обязательно поставить вот такой автомат:

Автомат В6

Автомат с характеристикой В6 (обведено красным)

Он мгновенно сработает при токе 20…30 Ампер и спасет твердотелку. А от перегруза надо будет поставить мотор-автомат на ток 4-6,3 А. И это всё будет питать двигатель на 2,2 кВт, лучше меньше. Либо ТЭН, тогда мотор-автомат не нужен.

Пишите в комментариях, у кого какой опыт по применению!

Полезные файлы, возможно, написано информативнее, чем у меня:

• Твердотельные реле Фотек / Твердотельные реле Фотек. Руководство пользователя. Рассмотрена вся линейка Fotek, даны рекомендации по применению и схемы включения., pdf, 757.78 kB, скачан: 3994 раз./
• Твердотельные реле – устройство и принцип работы / Подробно изложено, как устроены и работают твердотельные реле, приведены схемы включения, и т.п. Автор, отзовись!, pdf, 414.19 kB, скачан: 4488 раз./

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий

Adblock
detector