Что такое коммуникационное реле

Что такое электромагнитное реле, их виды и принцип работы

Коммутационные процессы являются основными во всех автоматизированных системах управления. Самыми распространенными коммутационными элементами при этом являются промежуточные электромагнитные реле.

Несмотря на большое количество различных полупроводниковых устройств, электромагнитные реле до сих пор используются во всевозможном промышленном оборудовании и бытовой технике. Популярность реле обусловлена их надежностью и высокими эксплуатационными характеристиками, которые напрямую зависят от характеристик металлических контактов.

Что такое реле, и где их применяют?

Электромагнитное реле – высокоточное и надежное коммутационное устройство, принцип действия которого основан на воздействии электромагнитного поля. Имеет простую конструкцию, представленную следующими элементами:

Электромагнитная катушка закрепляется неподвижно на основании, внутри неё находится ферромагнитный сердечник, подпружиненный якорь прикреплён к ярму, чтобы возвращаться в нормальное положение при обесточивании реле.

Говоря проще, реле обеспечивает размыкание и замыкание электрической цепи в соответствии с входящими командами.

Электромагнитные реле отличаются надежностью в работе, в виду чего они используются в различных промышленных и бытовых электроприборах и технике.

Основные виды и технические характеристики электромагнитных реле

Различают следующие типы:

Любой из типов электромагнитных реле имеет свои определенные параметры. Во время выбора необходимых элементов стоит уделить внимание составу и свойствам контактных пар, определиться с особенностью питания. Далее следует изучить их основные характеристики:

Контактные и бесконтактные

В соответствии с конструкционными особенностями исполнительных элементов, все электромагнитные реле делятся на два типа:

По сфере применения

Классификация электромагнитных реле согласно области их использования:

По мощности управляющего сигнала

Все типы электромагнитных реле имеют определенный порог чувствительности, в связи с этим они делятся на три группы:

По быстродействию управления

Любое электромагнитное реле отличается быстродействием управляющего сигнала, в связи с чем они делятся на:

По типу управляющего напряжения

Реле разделяют на следующие категории:

Обратите внимание! Катушка реле может быть рассчитана на рабочее напряжение 24 В, но при этом контакты реле вполне могут работать с напряжением до 220В. Данная информация указана на корпусе реле.

На фото ниже видно, что на катушке указано рабочее напряжение 24 VDC, то есть 24 В постоянного тока.

По степени защиты от внешних факторов

Все электромагнитные реле имеют следующие типы конструкции:

Виды контактных групп

Электромагнитные реле имеют различные конфигурации и конструктивные особенности контактных групп. Перечислим распространенные типы элементов:

Модели электромагнитных реле, в конструкции которых имеется несколько контактных групп, обеспечивают коммутационные процессы в нескольких автоматизированных сетях.

Обратите внимание! Некоторые виды реле имеют ручной переключатель контактов. Он может быть полезным при наладке схемы. А также индикацию запитки катушки реле.

Электрическая схема подключения реле

На крышке любого устройства, производитель наносит принципиальную схему подключения электромагнитного реле в сеть. На электрической схеме катушку реле изображают прямоугольником и обозначают литерой «К» с цифровым индексом, например, К3. При этом контактные пары, которые не находятся под нагрузкой маркируются буквой «К» с двумя, разделенными точкой, цифрами. например, К3.2 — контакт номер 2, реле К3. Расшифровывается обозначение так: первая цифра – это порядковый номер электромагнитного реле на схеме, вторая обозначает индекс контактных пар данного реле.

Ниже приведён пример электрической схемы, на которой происходит управление соленоидом пневматического клапана с помощью НО контакта реле К1. После замыкания S1 реле запитывается и НО контакт 13, 14 замыкается, при этом на соленоиде Y1 появляется напряжение.

Контактные пары, которые располагаются вблизи электромагнитной катушки, обозначаются штриховой линией. В принципиальной схеме подключения реле обязательно отображаются все параметры контактных пар, указывается максимально допустимое значение коммутационного тока контактов. На катушке реле производитель указывает тип тока и рабочее напряжение.

Стоит отметить, что схема подключения электромагнитного реле составляется для каждого типа элемента сугубо индивидуально в соответствии с особенностями его работы в автоматизированной сети. При этом, для корректной работы некоторых типов реле необходима настройка, в ходе которой устанавливаются оптимальные параметры для работы реле: задержка активации, ток сработки, перезагрузка и т. д.

Основные виды и принцип работы реле времени

Принцип работы и схема подключения теплового реле

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Для чего нужен магнитный пускатель и как его подключить

Что такое импульсное реле — схема подключения для управления освещением

Что такое электроконтактный манометр, назначение, принцип работы, схема подключения и обзор популярных моделей

Источник

Сигнальные реле для телекоммуникаций и связи

Телекоммуникационные реле известных производителей TE Connectivity, Omron и Tai-Shing, на первый взгляд, во многом дублируют друг друга. Однако, внимательно проанализировав их характеристики, замечаешь, что каждая серия имеет индивидуальные особенности и, соответственно, предпочтительные применения.

Электромеханические реле достаточно сложны для производства. Создание и выпуск таких компонентов требует наличия высоких технологий, сложного и специфичного оборудования. Cписок крупных производителей качественных реле невелик. Основные игроки рынка ведут жесткую борьбу, предлагая потребителям порой, казалось бы, идентичные продукты, каждый из которых, при ближайшем рассмотрении, имеет свои достоинства и недостатки. Рассмотрим наиболее популярные серии телекоммуникационных реле производства компаний TE Connectivity, Omron, Tai-Shing (TTI).

Электромеханические реле – самый старый класс изделий электроники. Первый патент на электромагнитное коммутирующее устройство был выдан еще в XIX веке. Это было реле, работавшее в составе телеграфа Морзе. На сегодняшний день электроника уже немыслима без таких компонентов.

Стоит отметить, что, несмотря на давнюю историю и кажущуюся простоту конструкции, реле имеют сложную технологию производства. Намотка катушек, сборка контактных групп, корпусирование – механически сложные процессы, требующие особого специфического оборудования. По этой причине, число производителей реле мало, по сравнению, например, с числом производителей полупроводниковых компонентов.

Рынок электромеханических реле не является однородным. В нем можно выделить ряд специализированных направлений, таких как силовые реле, телекоммуникационные и сигнальные реле, реле для автомобильной промышленности, реле для специальных приложений (космической, военной, авиационной техники), и так далее. Для представителей каждого из перечисленных сегментов выдвигаются особые требования.

Перейдем к качественному сравнению популярных серий реле трех производителей: TE Connectivity, Omron и Tai-Shing (TTI).

Области применения телекоммуникационных реле

Как было сказано выше, первый запатентованный электромагнитный коммутатор работал в составе телеграфа Морзе. Таким образом, условно можно считать, что именно этот тип телекоммуникационного реле был первым в истории.

Массовое и серийное производство для данного сегмента было налажено уже в двадцатом веке. Сначала это были достаточно крупногабаритные компоненты, но со временем их размеры уменьшались, а основные электрические и эксплуатационные характеристики постоянно совершенствовались.

В настоящее время телекоммуникационные реле занимают некое промежуточное положение между силовыми и сигнальными реле. Причем, все больше заметно слияние сигнального и телекоммуникационного сегментов. Телекоммуникационные реле находят применение как в оборудовании связи, так и в других областях:

Несмотря на такое разнообразие, требования к реле для перечисленных приложений похожи.

Особенности реле для телекоммуникационных приложений

Инженеры компании TE Connectivity выделяют целый ряд требований, предъявляемых к реле, работающим в оборудовании связи, таких как:

Несложно заметить, что эти же характеристики важны и для других приложений: для измерительной техники и аудиоприложений важно малое сопротивление контактов в замкнутом состоянии, большое – в разомкнутом, низкий уровень шумов; для приложений автоматики – высокая коммутируемая мощность; для бытовых приборов – соответствие требованиям безопасности и низкой стоимости.

Стоит отметить, что перечисленные электрические и другие параметры во многих случаях оказываются противоречивыми. Например, создание высокочувствительных контактов с низким уровнем собственных шумов требует особой формы и материалов контактов, а это может привести к снижению срока службы. Увеличение коммутируемой мощности может повлечь увеличение габаритов.

В итоге требуется искать разумный компромисс. Как следствие, у каждого серьезного производителя есть несколько серий телекоммуникационных реле, каждая из которых может содержать и специализированные версии (с улучшенной изоляцией, с повышенной чувствительностью и так далее).

Если же говорить, о реле производства разных компаний, то их характеристики достаточно схожи, и, несмотря на это, каждая из них имеет свои достоинства и особенности применения (таблица 1).

Таблица 1. Параметры телекоммуникационных реле производства компаний TE Connectivity, Omron, Tai-Shing (TTI)

Дадим краткую характеристику наиболее популярным сериям телекоммуникационных реле от TE Connectivity, Omron, Tai-Shing (TTI).

Телекоммуникационные реле TE Connectivity

Компания TE Connectivity является одним из лидеров рынка электромеханических реле. В производственной линейке компании присутствуют различные серии: силовые, сигнальные, автомобильные, высокочастотные и другие.

Телекоммуникационные реле производства TE Connectivity (бренд Axicom) выпускаются с 60-х годов прошлого века. В настоящее время начато производство реле четвертого поколения (серия IM), при этом продолжается выпуск компонентов второго (D2n, MT2) и третьего поколений (P2, FX2, FT2).

Наиболее популярными являются серии IM и P2 (рисунок 1).

Рис. 1. Внешний вид реле серий P2 и IM производства TE Connectivity (бренд Axicom)

Серия реле P2 соответствует установившемуся промышленному стандарту и применяется не только в оборудовании связи, но и в автомобильных CAN-устройствах, HiFi-оборудовании, медицинской и измерительной технике и так далее. Серия отвечает требованиям стандартов для оборудования 3G telecom.

Эти реле выполнены со стандартной конфигурацией контактов 2 FORM C (DPDT) и выпускаются в трех версиях: моностабильной, бистабильной с одной катушкой и бистабильной с двумя катушками. В версии с двумя катушками каждая из них может использоваться независимо.

Серия P2 выпускается в различных вариантах исполнения выводов: как для монтажа в отверстия, так и для поверхностного монтажа.

Говоря о достоинствах P2, стоит отметить:

Однако серия P2 значительно уступает современным поколениям реле по такому немаловажному параметру как габаритные размеры.

Реле серии IM представляют собой последнее четвертое поколение сигнальных реле.

Кроме стандартной конфигурации 1 FORM C, доступны моностабильные версии: 1 FORM A, 2 FORM A, 2 FORM С.

TE Connectivity предлагает варианты исполнения корпусов и выводов как для монтажа в отверстия, так и для поверхностного монтажа.

Анализ характеристик показывает, что эта серия превосходит другие практически по всем показателям (таблица 1):

Вместе с тем стоит отметить, что стандартное значение электрической прочности «контакт-контакт» составляет 1000 В, а «контакт-катушка» – 1800 В, что несколько ниже, чем у серии G6S производства Omron.

Реле IM применяются в системах связи, офисном, медицинском оборудовании, сфере автоматизации и сигнализации, контрольно-измерительной технике и маломощной интерфейсной схемотехнике, бытовой электронике. Серия отвечает требованиям стандартов для оборудования 4G telecom.

Телекоммуникационные реле Omron

Японская компания Omron предлагает широкий выбор продуктов для использования в автоматизации: промышленные реле общего и специального назначения, фотоэлектрические датчики, датчики приближения и уровня, шифраторы приращений, абсолютные кодировщики и многое другое.

Среди наиболее распространенных серий реле для телекоммуникационного оборудования следует отметить G6J, G6K и G6S (рисунок 2).

Рис. 2. Внешний вид реле серий G6J, G6K, G6S производства Omron

Серия G6J – ультракомпактные реле с миниатюрным корпусом (10,6×5,7×9 мм), выпускаемые в моностабильной и бистабильной конфигурации 1 FORM C. Кроме телекоммуникационного оборудования, данные реле применяются в измерительной технике, тестовом и офисном оборудовании.

Реле предназначены для установки на плату и имеют модификации выводов как для монтажа в отверстия, так и для поверхностного монтажа.

Главной особенностью серии являются малые габариты, в то время как электрические и эксплуатационные параметры остаются на стандартном для отрасли уровне.

G6K – субминиатюрные реле в моностабильной и бистабильной конфигурациях 1 FORM C (DPDT).

Основные характеристики совпадают с характеристиками серии G6J, но есть некоторые отличия. Главным преимуществом являются меньшие габариты: 10×6,5×5,2 мм и малая мощность управления (100 мВт для всех версий катушек).

Дополнительными областями применения для G6K является медицинская техника и автоматизация зданий.

Реле G6S отличаются от двух предыдущих серий увеличенной коммутационной способностью контактной группы: номинальный ток 2 А, максимальное коммутируемое напряжение до 220 В постоянного и 250 В переменного напряжения. Интересной особенностью является наличие версии с дополнительной катушкой управления для бистабильной конфигураций 1 FORM C (DPDT).

Среди преимуществ G6S стоит отметить рекордные значения электрической прочности. Электрическая прочность «контакт-контакт» увеличена до 1500 В (импульсная – 2500 В), а «катушка-контакт» – до 2000 В (импульсная – 2500 В). Также обратите внимание на низкое сопротивление контактов, уменьшенное до 75 мОм, что делает эти реле идеальным выбором для измерительной техники и ряда аудиоприложений.

Телекоммуникационные реле TTI

Тайваньская компания Tai-Shing Electronic Components (TTI) является самой молодой из представленных в статье. Она была основана в 1973 году. И хотя данный бренд не является таким же популярным, как TE Connectivity и Omron, компания уже успела сделать себе имя как производитель надежных и современных реле для различных сегментов рынка, выпуская сигнальные и телекоммуникационные реле, мощные реле, реле для коммутации больших токов, автомобильные реле и реле времени.

Производимые компанией серии TRGQ, TRX и TRR являются наиболее популярными в портфолио TTI (рисунок 3).

Рис. 3. Внешний вид реле серий TRR, TRX, TRGQ производства TTI

Данные реле предназначены для работы в цепях с постоянным напряжением до 100 В и токами до 1 А. Электрическая прочность для TRR невелика. Она составляет 250 В между контактами и 1400 В между контактами и катушкой.Серия TRR отличается необычным для данного сегмента корпусным исполнением – SIP или DIP.

Среди преимуществ TRR стоит отметить богатый выбор конфигураций контактов: 1 FORM A, 1 FORM B, 1 FORM C, 2 FORM A. Также важным достоинством данных реле является доступность версий с магнитным экранированием и защитными диодами.

Реле TRX имеют классическое исполнение – моностабильное и бистабильное 2 FORM C. Доступна также версия с дополнительной катушкой управления. Реле имеют достаточно мощную контактную группу, позволяющую коммутировать токовую нагрузку до 2 А и напряжение до 220 В. Сопротивление контактов в замкнутом состоянии составляет всего 80 мОм.

Расплатой за повышение мощности является увеличение габаритов: 15х7,5х9,5 мм.

Серия TRGQ является наиболее совершенной в номенклатуре TTI. Она сочетает в себе малые габариты и высокую мощность:

Реле выпускаются в классическом моностабильном и бистабильном исполнении 2 FORM C.

Интересной особенностью серии является наличие версии катушки управления с номинальным напряжением 1,5 В.

Заключение

Современные телекоммуникационные реле имеют превосходные электрические характеристики: большой номинальный ток, высокое рабочее напряжение, малое сопротивление контактов, а также малые габариты. Это позволяет применять данный тип приборов не только в оборудовании связи, но и в медицинской и измерительной технике, тестовой аппаратуре, оргтехнике, аудиоприложениях.

Реле различных производителей имеют различные свойства, особенности применения и сильные стороны. Стоит отметить, что серии IM производства TE Connectivity и TRGQ производства Tai-Shing (TTI) – на сегодня наиболее совершенные изделия в своем классе. В программе поставок КОМПЭЛ представлены телекоммуникационные реле всех вышеуказанных производителей, что дает возможность гибкого выбора конечного изделия именно для вашей задачи.

Источник

Что такое коммуникационное реле

Простыми словами: подавая определенный ток на электроцепь с реле, оно замыкает (размыкает) другую электроцепь. Схема для наглядности:

Реле имеет 2 раздельных цепи: цепь управления (контакты А1, А2) и управляемая цепь (контакты 1, 2, 3). Цепи никак не связаны между собой.

Между контактами А1 и А2 установлен металлический сердечник, при протекании тока по которому к нему притягивается подвижный якорь (2). Контакты же 1 и 3 неподвижны. Стоит отметить, что якорь подпружинен и пока мы не пропустим ток через сердечник, якорь будет удерживается прижатым к контакту 3. При подаче тока, как уже говорилось, сердечник превращается в электромагнит и притягивается к контакту 1. При обесточивании пружина снова возвращает якорь к контакту 3.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ

Устройство реле достаточно просто. Его основой является катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода.

Внутрь катушки устанавливается стержень из мягкого железа. В результате получается электромагнит. Также в конструкции реле присутствует якорь. Он закреплён на пружинящем контакте. Сам же пружинящий контакт закреплён на ярме. Вместе со стержнем и якорем ярмо образует магнитопровод.

Если катушку подключить к источнику тока, то образовавшееся магнитное поле намагничивает сердечник. Он в свою очередь притягивает якорь. Якорь укреплён на пружинящем контакте. Далее пружинящий контакт замыкается с другим неподвижным контактом. В зависимости от конструкции реле, якорь может по-разному механически управлять контактами.

Устройство электромагнитного реле

Данное реле без защитного корпуса. Как видим, реле имеет катушку, стержень, пружинящий контакт, на котором закреплен якорь, а также исполнительные контакты.

На принципиальных схемах электромагнитное реле обозначается следующим образом:

Условное обозначение реле на схеме состоит как бы из двух частей. Одна часть (К1) – это условное обозначение электромагнитной катушки. Она обозначается в виде прямоугольника с двумя выводами. Вторая часть (К1.1; К1.2) – это группы контактов, которыми управляет реле. В зависимости от своей сложности реле может иметь достаточно большое количество коммутируемых контактов. Они разбиваются на группы. Как видим, на обозначении изображены две группы контактов (К1.1 и К1.2).

Как работает реле?

Как только мы замкнём управляющую цепь выключателем SA1, ток от батареи питания G1 поступит на реле K1. Реле сработает, и его контакты K1.1 замкнут исполнительную цепь. На нагрузку поступит напряжение питания от батареи G2 и лампа HL1 засветится. Если разомкнуть цепь выключателем SA1, то с реле K1 будет снято напряжение питания и контакты реле K1.1 вновь разомкнуться и лампа HL1 выключится.

Коммутируемые контакты реле могут иметь своё конструктивное исполнение. Так, например, различают нормально-разомкнутые контакты, нормально-замкнутые контакты и контакты на переключение (перекидные).

Нормально разомкнутые контакты

Нормально замкнутые контакты

Переключающиеся контакты

Современные широко распространённые реле, как правило, имеют переключающиеся контакты, но могут встречаться и реле, которые имеют в своём составе только нормально-разомкнутые контакты.

У импортных реле нормально-разомкнутые контакты реле обозначаются сокращением NO. А нормально-замкнутые контакты NC. Общий контакт реле имеет сокращение COM (от слова common – «общий»).

Параметры электромагнитных реле

12VDC – это номинальное напряжение срабатывания реле (12V). Поскольку это реле постоянного тока, то указано сокращённое обозначение постоянного напряжения (сокращение DC обозначает постоянный ток/напряжение).

Далее на реле указаны электрические параметры его контактов. Понятно, что мощность контактов реле может быть разная. Это зависит как от габаритных размеров контактов, так и от используемых материалов. При подключении нагрузки к контактам реле нужно знать мощность, на которую они рассчитаны. Если нагрузка потребляет мощность больше той, на которую рассчитаны контакты реле, то они будут нагреваться, искрить, “залипать”. Естественно, это приведёт к скорому выходу из строя контактов реле.

Для реле, как правило, указываются параметры переменного и постоянного тока, которые способны выдержать контакты.

Так, например, контакты реле SONGLE SRD-12VDC-SL-C способны коммутировать переменный ток в 10 А и напряжение 125 В / 250 В. Эти параметры зашифрованы в надписи 10А 250VAC / 10А 125VAC (сокращение AC обозначает переменный ток).

Также реле способно коммутировать постоянный ток силой 10 А и напряжением 28 В. Об этом свидетельствует надпись 10A 28VDC. Это были силовые характеристики реле, точнее его контактов.

ТВЕРДОТЕЛЬНОЕ РЕЛЕ

По сути, твёрдотельное реле является аналогом всем знакомого электромеханического, но выполненного по полупроводниковой технологии.

Такие реле, в зависимости от типа, могут работать как в цепях переменного, так и постоянного тока.

Принцип работы твердотельного реле

Таким образом, вся работа твёрдотельного реле осуществляется в нескольких ступенях разделённых между собой:

В зависимости от назначения и параметров твердотельного реле оно может иметь различное устройство. Как уже говорилось, в качестве силового ключевого элемента, который коммутирует ток нагрузки, может быть использован симистор, МДП-транзистор, тиристор, диод, биполярный транзистор или IGBT-транзистор. Благодаря этому в продаже можно найти твердотельное реле под любую задачу.

Основные параметры твердотельного реле:

Качественные отличия твердотельных реле от электромеханических

По сравнению с электромагнитными реле, твёрдотельные обладают рядом несомненных преимуществ:

Следует отметить, что твердотельные реле очень чувствительны к превышению, как напряжения, так и тока. Поэтому, выбирая твердотельное реле необходимо всегда учитывать запас минимум в 20 %. Также эти устройства очень боятся перегрева, а при работе полупроводниковая структура сильно нагревается, поэтому наличие радиатора необходимо. Очень часто коммутируемую цепь шунтируют варистором для защиты от импульсных выбросов.

Источник