Поляризованные реле в схемах на микроконтроллере

Механические реле общего применения не требуют, чтобы соблюдалась полярность подаваемого на обмотку рабочего напряжения. Однако имеются реле, у которых на корпусе возле отводов катушки индуктивности отмаркированы знаки «+» и «—». Казалось бы, зачем? Дело в том, что такие реле внутри содержат постоянный магнит и специальную механику. Они обладают повышенной чувствительностью, низким током срабатывания и малыми габаритами. Если «перепутать» полярность подачи напряжения, то контакты реле не переключатся, хотя ток от источника питания по катушке индуктивности будет протекать исправно.

Различают следующие разновидности поляризованных реле (polarized relay):

• однообмоточные одностабильные (monostable);

• двухобмоточные двустабильные (dual coil latching);

• однообмоточные двустабильные (single coil latching).

Одностабильные поляризованные реле аналогичны по логике работы обычным механическим реле, но у нихдолжна соблюдаться полярность подачи напряжения на обмотку. Достоинство — улучшенные параметры и малые габариты.

Двустабильные реле, изменив своё состояние под воздействием входного параметра, после устранения воздействия не изменяют состояния до приложения другого воздействия. Другими словами, такое реле можно переключать коротким импульсом 5…250 мс, после чего оно перестаёт потреблять энергию.

Двухобмоточное реле, по определению, содержит две раздельные поляризованные обмотки. Первая из них (обмотка прямого включения), замыкает, а вторая (обмотка обратного включения) — размыкает контакты. Однообмоточное двустабильное реле имеет специальную конструкцию, которая перебрасывает контакты каждый раз после смены полярности подаваемого рабочего напряжения.

Недостатком двустабильных поляризованных реле является их низкая устойчивость к механическим ударам, от воздействия которых положение «ВКЛ» может случайным образом измениться на положение «ВЫКЛ», и наоборот.

Подача постоянного напряжения на двустабильные поляризованные реле не рекомендуется, однако, если это произошло, то время воздействия должно быть минимальным, например, не более минуты, чтобы не перегрелись обмотки.

На Рис. 2.115, a…r приведены схемы подключения поляризованных реле к MK.

Рис. 2.115. Схемы подключения поляризованных реле к MK:

а) ВЫСОКИМ уровнем на выходе MK включается одностабильное поляризованное реле K1 фирмы FIC. Время воздействия рабочего напряжения не ограничено;

б) на выходе MK формируются прямоугольные импульсы положительной полярности длительностью 1 с и периодом повторения 1.2 с, при этом каждый раз срабатывает двустабильное поляризованное реле Kl (контакты перебрасываются в другое положение). Буферные иверторы DD1.1, DD12 сокращают число требуемых линий MK и защищают порты от всплесков напряжения, которые возникают при коммутации реле. Одна из обмоток реле постоянно включена, поэтому устройство должно быть рассчитано на непродолжительную работу с перерывами;

в) аналогично Рис. 2.115, б, но с повышенным напряжением питания +12 В и с раздельным управлением обмотками реле Kl отдвух выходов MK. Перерывы в работе не требуются;

г) коммутация полярности напряжения, подаваемого на однообмоточное двустабильное поляризованное реле Kl, при помощи мостовой схемы на транзисторах VT1…VT4.

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

Источник

Терминология

Терминология слаботочных реле основана на терминах и определениях, установленных в ГОСТ 16022-83 «Реле электрические. Термины и определения», ГОСТ 14312-79 «Контакты электрические. Термины и определения», а также ГОСТ 16121-86 «Реле слаботочные электромагнитные. ОТУ» и ГОСТ 16120-86 «Реле слаботочные времени. ОТУ».

Электрическое реле (ГОСТ 16022) – аппарат, предназначенный производить скачкообразные изменения в выходных цепях при заданных значениях электрических воздействующих величин.

Воздействующая величина электрического реле (ГОСТ 16022) – электрическая величина, которая одна или в сочетании с другими электрическими величинами должна быть приложена к электрическому реле в заданных условиях для достижения ожидаемого функционирования.

Логическое электрическое реле (ГОСТ 16022) – электрическое реле, предназначенное для срабатывания или возврата при изменении входной воздействующей величины, не нормируемой в отношении точности.

Электрическое реле времени (ГОСТ 16022) – логическое электрическое реле с нормируемой выдержкой времени.

Электрическое реле с нормируемым временем (ГОСТ 16022) – электрическое реле, у которого нормируется в отношении точности одно или несколько времен, характеризующих его.

Электрическое реле с ненормируемым временем (ГОСТ 16022) – электрическое реле, у которого время не нормируется в отношении точности.

Измерительное электрическое реле (ГОСТ 16022) – электрическое реле, предназначенное для срабатывания с определенной точностью при заданном значении или значениях характеристической величины.

Электромеханическое реле (ГОСТ 16022) – электрическое реле, работа которого основана на использовании относительного перемещения его механических элементов под воздействием электрического тока, протекающего по входным цепям.

Электромагнитное реле (ГОСТ 16022) – электромеханическое реле, работа которого основана на воздействии магнитного поля неподвижной обмотки на подвижный ферромагнитный элемент.

Герконовое реле (ГОСТ 16022) – электромагнитное реле с герметизированным магнитоуправляемым контактом.

Магнитоэлектрическое реле (ГОСТ 16022) – электромеханическое реле, работа которого основана на взаимодействии магнитных полей неподвижного постоянного магнита и возбуждаемой током подвижной обмотки.

Индукционное реле (ГОСТ 16022) – электромеханическое реле, работа которого основана на взаимодействии переменных магнитных полей неподвижных обмоток с токами, индуктированными этими полями в подвижном элементе.

Электродинамическое реле (ГОСТ 16022) – электромеханическое реле, работа которого основана на взаимодействии магнитных полей подвижной и неподвижной обмоток, возбуждаемых токами, подведенными извне.

Ферродинамическое реле (ГОСТ 16022) – электродинамическое реле, в котором взаимодействие магнитных полей усиливается наличием ферромагнитных сердечников.

Статическое электрическое реле (ГОСТ 16022) – электрическое реле, принцип работы которого не связан с использованием относительного перемещения его механических элементов.

Ферромагнитное реле (ГОСТ 16022) – статическое электрическое реле, работа которого основана на использовании нелинейной характеристики ферромагнитных материалов.

Статическое электрическое реле с выходным контактом (ГОСТ16022) – статическое электрическое реле, имеющее контакт хотя бы в одной выходной цепи.

Статическое электрическое реле без выходного контакта (ГОСТ 16022).

Полупроводниковое реле (ГОСТ 16022) – статическое электрическое реле, работа которого основана на использовании полупроводниковых приборов.

Электротепловое реле (ГОСТ 16022) – электрическое реле, работа которого основана на тепловом действии электрического тока.

Поляризованное реле (ГОСТ 16022) – электрическое реле постоянного тока, изменение состояния которого зависит от полярности его входной воздействующей величины.

Неполяризованное реле (ГОСТ 16022) – электрическое реле постоянного тока, изменение состояния которого не зависит от полярности его входной воздействующей величины.

Двустабильное реле (ГОСТ 16022) – электрическое реле, которое, изменив свое состояние под воздействием входной воздействующей или характеристической величины, после устранения воздействия не изменяет своего состояния до приложения другого необходимого воздействия.

Низкочастотное реле – реле, предназначенное для коммутации постоянного и переменного тока частотой до I МГц.

Высокочастотное реле – реле, предназначенное для коммутации постоянного и переменного тока частотой свыше I МГц.

Переключающий контакт (ГОСТ 14312) – контакт электрической цепи, который размыкает одну электрическую цепь и замыкает другую при заданном действии устройства.

Неперекрывающий контакт (ГОСТ 14312) – переключающий контакт электрической цепи, размыкающий одну электрическую цепь до замыка­ния следующей цепи.

Перекрывающий контакт (ГОСТ 14312) – переключающий контакт электрической цепи, не размыкающий одну электрическую цепь до замыкания следующей цепи.

Замыкающий контакт (ГОСТ 14312) – контакт электрической цепи, разомкнутый в начальном положении реле и замыкающийся при переходе реле в конечное положение.

Размыкающий контакт (ГОСТ 14312) – контакт электрической цепи, замкнутый в начальном положении реле и размыкающийся при пе­реходе реле в конечное положение.

Сопротивление контакта электрической цепи (ГОСТ 14312) – электрическое сопротивление, состоящее из сопротивлений контакт деталей и переходного сопротивления контакта электрической цепи.

Падение напряжения на контактах – напряжение на выводах замкнутых контактов при наличии в их цепи тока.

Максимальный коммутируемый ток – характеристика режима применения, в пределах которого изготовитель обеспечивает наработку реле в условиях эксплуатации, установленную в ТУ, но не менее 100 000 коммутационных циклов.

Коммутационный цикл реле – последовательный переход реле через все состояния, включая возврат в исходное состояние.

Наработка реле – число коммутационных циклов и (или) время пребывания реле под напряжением (током) в заданных режимах и условиях.

Рабочее напряжение (ток) – значение напряжения (тока) на обмот­ке (в цепи питания), при котором гарантируется работоспособность реле в эксплуатационных условиях.

Срабатывание реле (ГОСТ 16022) – выполнение электрическим реле предназначенной функции.

Время срабатывания реле – интервал времени с момента подачи рабочего напряжения на обмотку (в цепь питания) до первого замыкания любого замыкающего или размыкания любого размыкающего контакта, или до первого замыкания разомкнутой цепи любого переключающего контакта при срабатывании реле или до включения или выключения выходной цепи реле.

Напряжение (ток) срабатывания реле – минимальное значение напряжения (тока) на обмотке, при котором происходит срабатывание реле.

Возврат реле (ГОСТ 16022) – переход электрического реле из состояния завершенного срабатывания в исходное.

Время возврата реле – интервал времени с момента снятия нап­ряжения с обмотки (цепи питания) до первого замыкания любого размыкающего или размыкания любого замыкающего контакта, или до первого замыкания разомкнутой цепи любого переключающего контакта при возврате реле или до выключения или включения выходной цепи реле.

Напряжение (ток) возврата – максимальное значение напряжения (тока) на обмотке (в цепи питания), при котором происходит возврат реле.

Удержание реле – фиксированное состояние реле, в которое оно приведено после срабатывания.

Напряжение (ток) удержания – минимальное значение напряжения (тока) на обмотке, при котором реле остается в состоянии срабатывания.

Выдержка времени реле (ГОСТ 16022) – интервал времени с момента подачи или съема возбуждения электрического реле до мгновения выполнения этим реле предназначенной функции, являющейся нормируемой характеристикой времени.

Время восстановления реле – интервал времени между снятием и повторной подачей напряжения в цепь питания, при котором повторное время срабатывания будет находиться в пределах допусков, установленных в ТУ.

Разновременность срабатывания (возврата) контактов (ГОСТ 16022) – разность между максимальным значением времени срабатывания (возврата) более медленного контакта реле и минимальным значением времени срабатывания (возврата) более быстрого контакта.

Время стабилизации контакта – интервал времени с момента первого замыкания контакта до установления заданного статического контактного сопротивления.

Дребезг контакта (ГОСТ 14312) – процесс многократного са­мопроизвольного размыкания и замыкания контактов электрической цепи по причинам, не предусмотренным заданным действием реле.

Время дребезга контакта – промежуток времени с момента перво­го замыкания до начала последнего замыкания контакта при его замыкании и с момента первого размыкания до последнего размыкания контакта при его размыкании.

Сбой контактирования – единичное самоустраняющееся при последующей коммутации несостоявшееся соединение коммутируемой цепи при замыкании или несостоявшийся разрыв ее при размыкании.

©2021 АО НПК «Северная заря».
Россия, Санкт-Петербург, Кантемировская ул. 7.
Телефон: +7 (812) 677-35-00.

Источник

Поляризованные электромагнитные реле

Поляризованные электромагнитные реле отличаются от нейтральных электромагнитных реле способностью реагировать на полярность управляющего сигнала. Магнитная цепь поляризованного реле дифференциального типа (рис. 1, а) имеет постоянный магнит 1. Поляризующий магнитный поток Ф0 проходит по якорю 2, разветвляется на два потока Ф1 и Ф2 в воздушных зазорах δ1 и δ 2 и замыкается по сердечнику 4. Для увеличения быстродействия реле сердечник собран из листовой электротехнической стали.

Якорь также собран из двух пластинок электротехнической стали и подвешен на стальной пружинке. Поток управления Фу создается двумя намагничивающими обмотками 5, расположенными на сердечнике.

Контактная система 3 реле имеет один переключающий контакт. Положение неподвижных контактов можно регулировать, изменяя настройку реле.

Если в обмотках ток отсутствует, то под действием силы притяжения, созданной потоком Ф0, якорь может находиться в одном из крайних положений, например в левом, как показано на рис. 1, а.

Рис. 1. Поляризованное электромагнитное реле

Потоки Ф1 и Ф2 обратно пропорциональны величине воздушных зазоров δ 1 и δ 2 между якорем и соответствующим полюсом сердечника. В среднем нейтральном положении потоки Ф1 и Ф2 одинаковы, и силы притяжения якоря к обоим полюсам сердечника равны: F1=F2. Однако это промежуточное положение сердечника неустойчиво. При смещении якоря влево поток Ф1 усиливается, а поток Ф2 ослабевает и происходит соответствующее перераспределение силы притяжения между полюсами: F1>F2.

Действие тока управления зависит от его полярности. Для переключения реле необходим ток, который создает в зазоре магнитный поток Фу, совпадающий по направлению с потоком Ф2. Ток обратной полярности усилит поток Ф1 и приведет только к увеличению контактного нажатия.

Для срабатывания реле поток Фу должен превысить максимальное значение потока Ф1 при минимальном значении зазора δ.

По мере движения якоря вправо зазор δ 1 увеличивается, поток Ф1 и его противодействующее влияние уменьшаются. В среднем положении наступает динамическое равновесие, после чего возросший поток Ф2 создает дополнительную силу, ускоряющую якорь. Это повышает быстродействие поляризованных реле. Для возврата контактной системы в начальное положение необходимо опять изменить полярность тока в управляющей обмотке.

Поляризованное реле, имеющее такую настройку, называется двухпозиционным. Оно переключается под действием разнополярных импульсов, причем после прекращения действия управляющего импульса контактная система реле не возвращается в исходное состояние.

В двухпозиционных поляризованных реле с преобладанием один из неподвижных контактов выдвинут за нейтральную линию (рис. 1, б). Такое реле реагирует на управляющие импульсы только определенной полярности и возвращается в исходное положение, когда управляющий импульс снят.

Существуют трехпозиционные поляризованные реле (рис. 1, в), в которых якорь удерживается пружинками в нейтральном положении. В зависимости от полярности управляющего сигнала замыкается левый или правый контакт реле. При прекращении входного сигнала якорь возвращается в исходное нейтральное положение. Такое реле эквивалентно двум поляризованным реле с преобладанием.

Поляризованные реле обладают большой чувствительностью. Мощность срабатывания реле составляет 0,01—5,0 мВт.

Высокое быстродействие допускает работу поляризованных реле с частотой включения 100—200 Гц.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Реле переменного тока – принципы работы и разновидности

Основные виды электромагнитных реле

Главным назначением этих устройств является коммутация при больших токах нагрузки. Иначе говоря, они выполняют функции переключателей, которые посредством слабых токов включают цепи с большими токами. Если такую цепь включать напрямую без реле, то проводка и кнопка просто не выдержит высоких токов и расплавится. Реле принимает на себя большую токовую нагрузку и производит коммутацию с помощью мощных контактов.

Электромагнитные выключатели разделяются на две основные группы:

В отличие от нейтральных, электромагнитные поляризованные устройства способны срабатывать в зависимости от полярности управляющего сигнала. Для изготовления сердечника используется электротехническая листовая сталь, что позволяет значительно увеличить быстроту действия прибора.

Поляризованные реле в схемах на микроконтроллере

Механические реле общего применения не требуют, чтобы соблюдалась полярность подаваемого на обмотку рабочего напряжения. Однако имеются реле, у которых на корпусе возле отводов катушки индуктивности отмаркированы знаки «+» и «—». Казалось бы, зачем? Дело в том, что такие реле внутри содержат постоянный магнит и специальную механику. Они обладают повышенной чувствительностью, низким током срабатывания и малыми габаритами. Если «перепутать» полярность подачи напряжения, то контакты реле не переключатся, хотя ток от источника питания по катушке индуктивности будет протекать исправно.

Различают следующие разновидности поляризованных реле (polarized relay):

• однообмоточные одностабильные (monostable);

• двухобмоточные двустабильные (dual coil latching);

• однообмоточные двустабильные (single coil latching).

Одностабильные поляризованные реле аналогичны по логике работы обычным механическим реле, но у нихдолжна соблюдаться полярность подачи напряжения на обмотку. Достоинство — улучшенные параметры и малые габариты.

Двустабильные реле, изменив своё состояние под воздействием входного параметра, после устранения воздействия не изменяют состояния до приложения другого воздействия. Другими словами, такое реле можно переключать коротким импульсом 5…250 мс, после чего оно перестаёт потреблять энергию.

Двухобмоточное реле, по определению, содержит две раздельные поляризованные обмотки. Первая из них (обмотка прямого включения), замыкает, а вторая (обмотка обратного включения) — размыкает контакты. Однообмоточное двустабильное реле имеет специальную конструкцию, которая перебрасывает контакты каждый раз после смены полярности подаваемого рабочего напряжения.

Недостатком двустабильных поляризованных реле является их низкая устойчивость к механическим ударам, от воздействия которых положение «ВКЛ» может случайным образом измениться на положение «ВЫКЛ», и наоборот.

Подача постоянного напряжения на двустабильные поляризованные реле не рекомендуется, однако, если это произошло, то время воздействия должно быть минимальным, например, не более минуты, чтобы не перегрелись обмотки.

На Рис. 2.115, a…r приведены схемы подключения поляризованных реле к MK.

Рис. 2.115. Схемы подключения поляризованных реле к MK:

а) ВЫСОКИМ уровнем на выходе MK включается одностабильное поляризованное реле K1 фирмы FIC. Время воздействия рабочего напряжения не ограничено;

б) на выходе MK формируются прямоугольные импульсы положительной полярности длительностью 1 с и периодом повторения 1.2 с, при этом каждый раз срабатывает двустабильное поляризованное реле Kl (контакты перебрасываются в другое положение). Буферные иверторы DD1.1, DD12 сокращают число требуемых линий MK и защищают порты от всплесков напряжения, которые возникают при коммутации реле. Одна из обмоток реле постоянно включена, поэтому устройство должно быть рассчитано на непродолжительную работу с перерывами;

в) аналогично Рис. 2.115, б, но с повышенным напряжением питания +12 В и с раздельным управлением обмотками реле Kl отдвух выходов MK. Перерывы в работе не требуются;

г) коммутация полярности напряжения, подаваемого на однообмоточное двустабильное поляризованное реле Kl, при помощи мостовой схемы на транзисторах VT1…VT4.

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

Похожие посты:

Назначение

Промежуточное или вспомогательное реле – это устройство, которое используется для контроля работы различных станков, комплексов и т. д., и позволяет обеспечить контроль сразу нескольких электрических цепей. К примеру, при помощи одного контакта осуществляется запуск станка, а другим производится выключение иного электрического устройства.

Фото — модульный ELF

Назначение реле промежуточного типа:

Фото — схема

Конструкция устройства может варьироваться в зависимости от его назначения и производителя (Omron, VDC, CAD, РЭП15). Рассмотрим самый простой вариант. Стандартное двухпозиционное вспомогательное реле состоит из электромагнитной катушки, оснащенной сердечником. К ней подключается постоянный или переменный ток нагрузки в зависимости от рабочей сети. Когда в катушке появляется напряжение, происходит замыкание рабочих подвижных контактов с неподвижными. Они установлены на корпусе над колодкой. Катушка управляет ими – они могут изменять свое положение и от этого может изменяться принцип питания.

Фото — конструкция OMRON

Главное назначение промежуточного реле – расцеплять и размножать отдельные контакты цепей. К примеру, если к нему подключить стандартный трехфазный электродвигатель, то произойдет следующее замыкание контактов:

В большинстве случаев, также промежуточное реле времени и контроля разрывает реверс двигателя, чем препятствует резкое выключение мотора. Важно понимать, что промежуточное электромагнитное реле может быть оснащенным несколькими группами контактов управления. Их количество зависит от назначения конкретного устройства.

Чтобы было легче распознавать различные типы устройства, используется специальное буквенно-циферное обозначение, рассмотрим его на примере популярного ПЭ:

Если после этого продолжается маркировка, то она означает: количество рабочих замыкающих контактов и климатическое исполнение отдельно взятого устройства. Очень часто производитель опускает в описании эти моменты, но они обязательно должны значиться в сертификате качества и паспорте.

Параметры

У каждого отдельного промежуточного реле есть определенные технические характеристики. Рассмотрим их на примере отдельных моделей.

РПГ – это особенный вид промежуточных реле, которые называются герконовые, чаще всего их подключение производится в промышленных условиях. Стандартно герконовое реле используется в сложных автоматических цепях с напряжением от 16 до 42 Вольт, помогает контролировать выпрямленный трехфазный ток, могут контролировать микропроцессорное производство.

Маркировка этого типа расшифровывается иначе, чем у обычного устройства. РПГ-Х1-ХХ-Х-Х-ХХ:

МКУ являются одними из первых реле, которые использовались для коммутирования отдельных проводов на производственных автоматизированных работах. Оно относится к нейтральным двухпозиционным устройствам для контроля сигнальных цепей. Принцип работы отличается от классического за счет использования дополнительной магнитной полосы внутри корпуса.

Фото — ЭТК Урал

Плоский якорь и Ш-сердечник образуют сильную магнитную часть, визуально схема немного напоминает реле стартера ВАЗ. Сердечник изогнут особенным образом, позволяющим разделить его на две отдельные части, описанные ниже. В сердечнике устанавливается катушка с пластмассовым корпусом. Сердечник разделяется на несколько групп контактов. С правой стороны детали устанавливаются полюса, на них расположен медный виток, замкнутый накоротко. У этой серии усиленная магнитная система, она при помощи винтового крепления установлена на плате. В это же время, у левой части сердечника установлен якорь и его ограничитель. Он производится из легированного листового стального проката.

Источник