Подключение нормально замкнутого реле
Что такое реле и для чего оно нужно
Реле имеет важное значение для систем автоматизации и управления нагрузками. Кроме того, реле являются лучшим способом для гальванической развязки между высоковольтными и низковольтными участками цепи. Существует огромное множество различных типов реле. Давайте для начала выясним, как работает реле.
Как работает реле?
Шаг первый — контакты
Каждое реле имеет внутри как минимум два контакта. Контакты реле работают, так же как и контакты простого переключателя или кнопки. Вы можете рассмотреть работу контактов на следующем рисунке:
Обе клеммы работают как переключатель. Когда контакты замкнуты, то ток течет от вывода 1 к выводу 2.
Существует два типа контактов:
- нормально разомкнутые (N.O.)
- нормально замкнутые (N.C.)
При нормально разомкнутых контактах (N.O.) в обесточенном (нормальном) состоянии ток не может пройти через эти контакты. И, наоборот, у обесточенного реле при нормально замкнутых контактах (N.C.) ток свободно протекает через контакты.
Ниже на анимации показано как реле с нормально разомкнутыми контактами включает лампочку:
Что касается реле с нормально замкнутыми контактами, то оно работает с точностью до наоборот. Смотрите следующую анимацию:
Шаг второй — комбинация контактов
Реле может иметь комбинацию вышеупомянутых контактов. Посмотрите на рисунке ниже
В этом случае имеется 3-й контакт, называемый «Общий». В связи с этим, выводы NC и NO работают только с этим общим контактом. Между выводами NC и NO не существует контакта! Следующая анимация показывает, как работает эта пара:
Шаг третий – что определяет нормальное состояние?
Хорошо, в реле мы имеем нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты. Но какое состояние считается нормальным? Сделаем еще один шаг в направлении объяснения принципа работы реле – взглянем на рисунок ниже. К предыдущему рисунку добавился новый элемент — пружина.
Эта пружина определяет нормальное положение общего контакта. Если вы обратили внимание на предыдущей анимации, сила переключения (F) через раз оказывает свое воздействие на общий контакт, поскольку существует другая (противоположная) сила, которая постоянно тянет контакт в обратном направлении. Эта сила исходит от пружины:
Таким образом, пружина определяет нормальное состояние контактов. Другими словами, нормальное состояние – это такое положение контактов, при котором нет никакого воздействия на общий вывод, кроме действия пружины.
Шаг четвертый – что заставляет перемещаться общий контакт?
Элемент, который заставляет перемещаться общий контакт, на самом деле является электромагнитом! Катушка электромагнита расположена прямо под контактом.
Когда ток протекает через эту катушку, создается магнитное поле. Сила магнитного поля преодолевает силу пружины и притягивает общий контакт к себе, меняя его положение. Ниже приведена полная анимация работы электромагнитного реле:
Принцип работы реле
в Справочник 0 191 Просмотров
Реле представляет собой электромагнитный переключатель, управляемый относительно небольшим электрическим током, который может включать или отключать мощную нагрузку.
Основой реле является электромагнит (обмотка медного провода вокруг стального сердечника, который становится магнитом в момент, когда через обмотку протекает ток). Вы можете представить реле в виде электрического рычага: подайте на его с небольшой ток, и он переключит прибор, использующий гораздо больший ток.
Где это может быть полезно? Большинство датчиков невероятно чувствительные элементы электронного оборудования и они выдают на выходе небольшой электрический ток. Но зачастую нам необходимо коммутировать этим слабым сигналом достаточно мощные нагрузки, которые используют большие токи.
Именно в этих случаях реле будет как нельзя кстати. Реле может работать либо как переключатель (включение и выключение) или в качестве усилителя (преобразование малых токов в более мощные).
Принцип работы реле
Ниже представлены две простые анимационные картинки, иллюстрирующие использование реле для управления нагрузкой.
При включении питания, электрический ток протекает через первый контур (1), он активирует электромагнит (коричневый), в результате чего вокруг него возникает магнитное поле (синий). Это магнитное поля притягивает к себе контакт (красный) тем самым замыкая второй контур (2).
При выключении питания, пружина тянет контакт обратно в исходное положение, размыкая контур 2.
Это пример работы реле с нормально-разомкнутыми контактами (NO), то есть у такого реле в нормальном (обесточенном) состоянии контакты во втором контуре не замкнуты, и замыкаются только тогда, когда на реле подано питание.
Другой тип реле – реле с нормально-замкнутыми контактами (NC). В данном случае контакты выполнены таким образом, что они в нормальном состоянии (когда реле обесточено) замкнуты, при подаче же напряжения на реле они размыкаются.
Следует отметить, что на практике реле с нормально-разомкнутыми контактами (NO) используются чаще, нежели реле с нормально-замкнутыми контактами (NC).
Следующая анимация, показывает, как с помощью реле объединяются два контура вместе. Это, по сути, аналогично вышеприведенному примеру, но изображено несколько иначе. С левой стороны, есть вход цепи питания от коммутатора или какого-либо датчика.
Когда включается эта цепь, то ток поступает на электромагнит, который притягивает металлический контакт, активируя тем самым второй контур. Таким образом, относительно малый ток во входной цепи приводит в действие больший ток в выходной цепи:
- Входная цепь (черный) выключена, и ток не течет через нее, пока датчик или коммутатор не включит ее. Выходная цепь (синий) также отключена.
- Небольшой ток во входной цепи создает магнитное поле вокруг обмотки реле (красная катушка), тем самым активируя его.
- Находящийся под напряжением электромагнит тянет металлический контакт, замыкая выходную цепь, что в свою очередь позволяет протекать гораздо большему току.
- Выходная схема коммутирует мощные устройства, такие как электролампы или электродвигатели .
Применение реле на практике
Предположим, вы хотите построить систему охлаждения с электронным управлением, которая включает и выключает вентилятор по мере изменения температуры в помещении.
Вы могли бы использовать какой-то электронный термометр (датчик) для измерения температуры, но он способен вырабатывать только небольшой ток, который слишком слабый для питания электродвигателя вентилятора.
Вместо этого вы можете подключить цепь термометра к входной цепи реле. При небольшом токе в этой цепи, реле активирует свою выходную цепь, что в свою очередь подать необходимое (большее) напряжение на вентилятор.
Простая схема реле с самоподхватом для фиксированного замыкания электрических контактов при кратковременном срабатывании датчика движения, вибрации, удара, толчка.
Вашему вниманию очень простая схема, которая позволит зафиксировать кратковременное срабатывание (замыкание на его выходных выводах) датчика, собранная на обычном реле. То есть, допустим у нас имеется механической датчик вибрации, удара, толчка, который при своем движении кратковременно замыкает электрические контакты внутри себя. Если такой датчик подключить к исполняющему устройству, например звуковой сигнализации, то работа такой сигнализации также будет кратковременной (буквально доли секунд). Возникает вопрос, как можно сделать так, чтобы данное кратковременное срабатывание датчика обеспечивало фиксированное замыкание контактов, что управляют исполняющим устройством?
Наиболее простым решением будет использование обычного реле, работающее по схеме самоподхвата. Это схема обычного электромагнитного пускателя, что применяется в электрике для пуска электродвигателей, но вместо контактора используется обычное реле. Это реле должно иметь на себе как минимум две группы нормально разомкнутых контактов. На рисунке они обозначаются как К2 и К3. Также схема содержит в себе стоповую кнопку, в роли которой можно использовать любой нормально замкнутый переключатель. То есть, его контакты должны быть замкнуты и лишь при нажатии на этот переключатель они должны размыкаться.
Ну и к этой схеме с реле и стоповой кнопкой подключается сам датчик, не имеющий фиксированного замыкания при своем срабатывании. Допустим я собрал своими руками простой датчик движения (толчка, удара, вибрации, колебания, тряски), он обозначается на схеме К1. Его я и подключил к этой схеме реле триггера. Причем его подключение происходит параллельно одному из контактов реле, что обеспечивает самоподхват этого реле. При подачи на схему питания, которое должно соответствовать напряжению питания катушки самого реле, в начальный момент ничего не происходит. Так как на катушку не поступает напряжение из-за разомкнутых контактов К1 и К2, но как только датчик К1 срабатывает, хоть и кратковременно, цепь замыкается и катушка реле срабатывает. В итоге замыкаются контакты реле и происходит самоподхват. Датчик уже может находится в разомкнутом состоянии, а реле продолжит работать. Ну, а ко второму контакту реле К3 уже можно подключать какое-нибудь исполнительное устройство, например звуковую сигнализацию, что будет оповещать от срабатывании датчика движения.
Для отключения схемы и размыкания исполнительных контактов К3 достаточно нажать на стоповую кнопку S1. Цепь разорвется и реле отключится. Чтобы опять включить схему нужно снова воздействовать на датчик движения. Но не все так идеально, как может показаться. Есть в схеме и свои недостатки и нюансы. А именно, для того чтобы данная схема нормально работала нужно чтобы было достаточно чувствительное реле с хорошим быстродействием своего срабатывания. Именно в этом случае схема будет нормально и надежно работать. Если использовать более мощные и медленные реле, то кратковременного срабатывания датчика не будет хватать для нормального подхвата самого реле.
Другим моментом, из-за которого схема может работать ненормально, это несоответствие токов, что протекают через датчик. Например, если использовать самодельный датчик, в котором используются тонкие провода и контакты, что срабатывают внутри него, то при больших токах в схеме может быть обгорание контактов, их залипание, нечеткое срабатывание и т.д. Так что обязательно учитывайте – величина тока должна быть изначально учтена для всех контактов и цепей схемы, принадлежащих данному устройству.
В приведенном рисунке схемы исполняющие контакты реле замыкают цепь для светодиода, который подключен последовательно с резистором на 1к. При срабатывании реле будет зажигаться светодиод, тем самым сигнализируя рабочее состояние этой схемы. Хотя если вы хотите более стабильную работу схемы, которая бы обеспечивала нормальный подхват реле даже при использовании медленных и мало чувствительных, то тогда лучше использовать схемы триггеров на микросхемах.
Видео по этой теме:
Загрузка...
