Releu electric: înțelegerea diferitelor tipuri de relee

1. Ce este un releu și cum funcționează?

Un releu este un comutator actionat electric care foloseste un electromagnet pentru a actiona mecanic un intrerupator. În esență, a releu este utilizat pentru a controla un circuit printr-un semnal separat de putere redusă sau în cazul în care mai multe circuite trebuie să fie controlate de un singur semnal.

Releele au fost folosite pentru prima dată în circuitele telegrafice pe distanțe lungi ca amplificatoare: au repetat semnalul venit dintr-un circuit și l-au retransmis pe alt circuit. Releele au fost utilizate pe scară largă în centralele telefonice și în calculatoarele timpurii pentru a efectua operațiuni logice.

Când releul este inactiv, nu există energie care circulă către bobina releului. Când releul este activat, un semnal electric este trimis către bobina releului, care generează un câmp magnetic care mișcă armătura. Apoi, armătura fie face sau întrerupe contactul cu comutatorul, completând sau întrerupând circuitul.

Funcționarea de bază a unui releu implică un circuit de intrare și un circuit de ieșire. Circuitul de intrare constă dintr-o bobină de sârmă înfășurată în jurul unui miez de fier moale.

Când un curent electric trece prin bobină, acesta creează un câmp magnetic. Acest câmp magnetic atrage o armătură mobilă, care este conectată la un set de contacte. Când armătura se mișcă, fie deschide, fie închide contactele din circuitul de ieșire, controlând astfel fluxul de electricitate în acel circuit.

Un releu este un întrerupător electric care se deschide și se închide sub controlul unui alt circuit electric. Un releu constă de obicei dintr-o bobină de sârmă (electromagnet), o armătură, un arc și un set de contacte electrice. Bobina este înfășurată în jurul unui miez, de obicei făcut din fier.

Când un curent trece prin bobină, acesta creează un câmp magnetic care atrage armătura. Armatura este o parte mobilă a releului care este conectată la contacte. Arcul menține armătura în poziția sa implicită atunci când nu trece curent prin bobină.

2. De ce sunt importante releele în automatizarea industrială?

În automatizarea industrială, releele sunt componente esențiale pentru controlul circuitelor de înaltă tensiune sau de mare curent cu un semnal de control de joasă tensiune.

Acestea asigură izolarea electrică între circuitul de control și circuitul de sarcină, sporind siguranța și prevenind deteriorarea componentelor electronice sensibile.

În calitate de furnizor cu experiență în acest domeniu, am văzut direct cum releele pot spori siguranța și eficiența proceselor industriale. Releele sunt deosebit de esențiale în aplicații precum controlul motoarelor, sistemele de iluminat și distribuția energiei.

Releele permit, de asemenea, automatizarea secvențelor și proceselor complexe. De exemplu, într-o fabrică de mașini și echipamente, releele pot fi folosite pentru a porni și opri motoarele, pentru a activa alarmele și pentru a controla mișcarea brațelor robotice.

Acest nivel de control este esențial pentru menținerea productivității și asigurarea unei calități consistente a produsului. Acestea sunt esențiale în pornirea și oprirea dispozitivelor și sunt integrante în sistemele de protecție pentru detectarea defecțiunilor. Releele oferă un aspect crucial de siguranță prin izolarea circuitului de control de circuitul de sarcină.

Releele pot fi, de asemenea, folosite pentru a implementa funcții logice, similare porților logice digitale. De exemplu, un releu poate fi configurat să acționeze ca o poartă AND, unde circuitul de ieșire este alimentat doar dacă toate circuitele de intrare sunt activate.

Această capacitate este valoroasă în crearea unor sisteme de control sofisticate pentru aplicații industriale. Utilizarea releelor în automatizarea industrială nu numai că mărește eficiența, ci și prelungește durata de viață a unui releu și a altor echipamente datorită mecanismelor de control precise.

3. Care sunt principalele tipuri de relee?

Există numeroase tipuri de relee utilizate în diverse aplicații. Unele dintre cele mai comune tipuri de relee includ relee electromecanice (EMR), relee cu stare solidă (SSR), relee lamelă, relee de blocare și relee cu întârziere.

Fiecare tip de releu are caracteristici unice și este potrivit pentru aplicații specifice. Alegerea tipului de releu adecvat este crucială pentru funcționarea fiabilă a oricărui sistem electric.

Fiecare tip are avantajele sale și este conceput pentru anumite aplicații. Aplicațiile releului variază foarte mult, de la sarcini simple de comutare la sisteme complexe de control.

Releele electromecanice sunt cel mai comun tip de relee și sunt utilizate pe scară largă în automatizarea industrială. Ele constau dintr-o bobină, o armătură și un set de contacte.

Când bobina este alimentată, armătura se mișcă și fie deschide, fie închide contactele. Releele cu stare solidă, pe de altă parte, folosesc semiconductori pentru a comuta circuitul de sarcină. Nu au piese mobile, ceea ce le face mai fiabile și mai puțin predispuse la uzură.

Releele Reed sunt un alt tip de relee care sunt utilizate în mod obișnuit în aplicații care necesită viteză mare și viață lungă. Ele constau din două sau mai multe întrerupătoare cu lame închise într-un tub de sticlă.

Comutatoarele cu lamelă sunt activate de un câmp magnetic, care poate fi generat de o bobină sau de un magnet permanent. Releele de blocare sunt proiectate să rămână în ultima lor stare de comutare chiar și după ce semnalul de control este îndepărtat.

Sunt utile în aplicațiile în care consumul de energie trebuie redus la minimum. În concluzie, înțelegerea diferitelor tipuri de relee este crucială. Releul nu folosește piese mobile pentru a comuta circuitul. Este important să înțelegeți diferitele tipuri de contacte de releu pentru a asigura funcționarea corectă.

4. Cum funcționează releele electromecanice (EMR)?

Releele electromecanice funcționează pe baza principiului electromagnetismului. Când un curent trece prin bobina releului, acesta generează un câmp magnetic care atrage armătura. Armătura este conectată la unul sau mai multe seturi de contacte.

În funcție de designul releului, contactele pot fi normal deschise (NO) sau normal închise (NC). Un releu este un întrerupător electric care se deschide și se închide sub controlul unui alt circuit electric.

Când bobina releului este alimentată, armătura se mișcă, provocând închiderea sau deschiderea contactelor, completând sau întrerupând astfel circuitul.

Releele EMR sunt utilizate în mod obișnuit în aplicațiile în care un semnal de control de joasă tensiune trebuie să comute un circuit de sarcină de înaltă tensiune sau de curent ridicat.

Ele asigură o izolare electrică excelentă între circuitul de control și circuitul de sarcină, făcându-le potrivite pentru utilizare în medii industriale dure. Releul este activat atunci când curentul trece prin bobină.

De exemplu, într-o aplicație de control al motorului, un releu EMR poate fi utilizat pentru a porni sau opri un motor pe baza unui semnal de la un PLC sau un alt dispozitiv de control. Releul este alimentat, contactele își schimbă starea. Releul devine o componentă esențială a sistemului.

Unul dintre avantajele cheie ale releelor electromecanice este capacitatea lor de a gestiona curenți și tensiuni mari. De asemenea, sunt relativ ieftine și ușor de înlocuit.

Cu toate acestea, ele au unele limitări, cum ar fi viteze mai mici de comutare în comparație cu releele în stare solidă și susceptibilitatea la uzura mecanică. Un releu este proiectat să reziste la diferite condiții de mediu.

Releul necesită o atenție atentă la selectarea tipului potrivit. Releul se activează atunci când circuitul de comandă este alimentat.

5. Ce este un releu cu stare solidă (SSR) și cum diferă de EMR?

Un releu cu stare solidă (SSR) este un dispozitiv electronic de comutare care utilizează semiconductori, cum ar fi tiristoare sau tranzistoare, pentru a porni sau opri un circuit de sarcină. Spre deosebire de releele electromecanice, SSR-urile nu au piese mobile.

Acest lucru le face mai fiabile, mai rapide și mai silențioase. De asemenea, au o durată de viață mai lungă, deoarece nu există componente mecanice care să se uzeze. În interiorul releului, există diverse componente care lucrează împreună. Releul comută între stările pornit și oprit. Când releul este dezactivat, contactele revin la starea inițială.

SSR-urile sunt deosebit de utile în aplicațiile care necesită comutare frecventă, funcționare de mare viteză sau funcționare în medii în care zgomotul sau vibrațiile reprezintă o problemă. Sunt utilizate în mod obișnuit în controlul luminii, controlul motorului și aplicațiile de control al încălzirii. 

Releele cu stare solidă încorporează adesea caracteristici precum comutarea la zero tensiune și izolarea optică pentru a îmbunătăți performanța și siguranța. Releul este format dintr-o bobină și un set de contacte. Releele sunt adesea folosite în proiecte complexe de circuite.

Cu toate acestea, SSR-urile au unele limitări în comparație cu EMR. Ele au, de obicei, o cădere de tensiune mai mare, ceea ce poate duce la o disipare crescută a puterii și la generarea de căldură.

Ele sunt, de asemenea, mai susceptibile la deteriorarea din cauza vârfurilor de tensiune și a condițiilor de supracurent. În ciuda acestor limitări, releele cu stare solidă sunt o alegere excelentă pentru multe aplicații de automatizare industrială datorită fiabilității și caracteristicilor de performanță.

Releul este folosit pentru a controla circuite de mare putere. Releul este, de asemenea, o parte esențială a multor sisteme de siguranță.

6. Ce sunt releele Reed și aplicațiile lor specifice?

Releele cu lame sunt un tip specializat de relee care utilizează comutatoare cu lame ca elemente de comutare. Un comutator cu lame este format din două lame subțiri, feromagnetice, închise într-un tub de sticlă închis ermetic.

Atunci când comutatorului i se aplică un câmp magnetic, trestiile sunt atrase unele de altele și fac contact, completând circuitul. Releele Reed sunt cunoscute pentru vitezele lor rapide de comutare, rezistența scăzută la contact și durata de viață lungă. Aceste relee rămân în ultima lor poziție chiar și atunci când alimentarea este întreruptă. Releele sunt construite pentru a fi durabile și fiabile.

Sunt utilizate în mod obișnuit în aplicații care necesită fiabilitate și durabilitate ridicate, cum ar fi echipamentele de testare și măsurare, sistemele de telecomunicații și dispozitivele medicale. Releele Reed sunt, de asemenea, potrivite pentru comutarea semnalelor de nivel scăzut datorită rezistenței lor scăzute de contact și distorsiunii minime a semnalului.

Un avantaj semnificativ al releelor cu lame este capacitatea lor de a funcționa în medii dure. Sunt rezistente la șocuri, vibrații și umiditate, făcându-le ideale pentru utilizare în aplicații auto, aerospațiale și industriale.

Cu toate acestea, releele de lamelă au unele limitări. Ele nu sunt, în general, potrivite pentru comutarea curenților sau tensiunilor ridicate, deoarece lamelele subțiri pot fi ușor deteriorate de fluxul excesiv de curent.

De asemenea, sunt mai scumpe decât alte tipuri de relee, cum ar fi releele electromecanice. În ciuda acestor limitări, releele lamelă oferă performanțe și fiabilitate excelente în multe aplicații specializate. De asemenea, sunt folosite pentru a testa un releu în diverse aplicații.

7. Cum să alegi releul potrivit pentru aplicația ta?

Alegerea releului adecvat pentru o aplicație specifică necesită o luare în considerare atentă a mai multor factori, inclusiv cerințele de tensiune și curent ale circuitului de sarcină, caracteristicile circuitului de control, mediul de operare și viteza de comutare și durata de viață dorite.

Ca expert în automatizări industriale, îmi sfătuiesc întotdeauna clienții să înceapă prin a-și defini nevoile și constrângerile specifice. Releele sunt utilizate de obicei în circuite care necesită izolare.

De exemplu, dacă trebuie să comutați un motor de curent alternativ de înaltă tensiune utilizând un semnal de control de curent continuu de joasă tensiune, un releu electromecanic sau un releu cu stare solidă ar fi potrivit pentru tensiunea și curentul corespunzătoare.

Dacă aplicația necesită comutare de mare viteză sau funcționare într-un mediu zgomotos, un releu cu stare solidă ar fi alegerea mai bună. În schimb, dacă costul este o preocupare principală și viteza de comutare nu este critică, un releu electromecanic poate fi mai potrivit.

Atunci când selectați un releu, este esențial să luați în considerare factori precum tensiunea bobinei, capacitatea de contact și viteza de comutare.

De asemenea, este important să luați în considerare mediul de operare. Dacă releul va fi expus la temperaturi ridicate, umiditate sau substanțe corozive, va trebui să alegeți un releu care este proiectat să reziste acestor condiții. 

În astfel de medii sunt adesea folosite relee de lamelă sau relee electromecanice închise ermetic. În plus, luați în considerare durata de viață estimată a releului și frecvența de comutare.

Pentru aplicațiile cu cicluri mari de comutare, releele semiconductoare sau releele reed pot fi mai potrivite datorită duratei de viață mai lungi și rezistenței la uzura mecanică.

8. Ce este un contact releu și care sunt diferitele tipuri de contact?

Un contact de releu este partea releului care face sau întrerupe conexiunea electrică în circuitul de sarcină. Contactele sunt de obicei realizate dintr-un material conductiv, cum ar fi aliajul de argint, care poate rezista la solicitările electrice și mecanice ale comutării.

Există mai multe tipuri diferite de contacte releu, fiecare cu propriile caracteristici și aplicații.

Cele mai comune tipuri de contact sunt în mod normal deschis (NO) și normal închis (NC). Contactele NO sunt deschise când releul nu este alimentat și închise când releul este alimentat. Contactele NC sunt închise când releul nu este alimentat și deschise când releul este alimentat.

Unele relee au atât contacte NO cât și NC, permițând configurații de comutare mai complexe. De exemplu, un releu cu dublu poli, dublă aruncare (DPDT) are două seturi de contacte NO și NC, permițându-i să comute două circuite separate simultan.

Alte tipuri de contacte includ contactele de întrerupere înainte de întrerupere (MBB) și contacte înainte de întrerupere (BBM). Contactele MBB asigură că noua conexiune este realizată înainte ca vechea conexiune să fie întreruptă, prevenind orice întrerupere a circuitului.

Contactele BBM, pe de altă parte, întrerup conexiunea existentă înainte de a face noua conexiune. Alegerea tipului de contact depinde de cerințele specifice ale aplicației. Contactele NO sunt utilizate în mod obișnuit pentru pornirea și oprirea sarcinilor, în timp ce contactele NC sunt adesea folosite pentru interblocări de siguranță sau circuite de alarmă.

9. Cum se testează un releu?

Testarea unui releu presupune verificarea bunei functionari a acestuia prin verificarea continuitatii contactelor si a rezistentei bobinei. Fiind cineva care a lucrat cu nenumărate relee, pot împărtăși o metodă simplă, dar eficientă.

Puteți utiliza un multimetru sau un tester de relee dedicat pentru a efectua aceste teste. Pentru a testa un releu electromecanic, mai întâi deconectați-l de la circuit și utilizați multimetrul pentru a măsura rezistența bobinei. Rezistența trebuie să se potrivească cu valoarea specificată în fișa de date a releului.

Apoi, utilizați multimetrul pentru a verifica continuitatea contactelor. Pentru contactele NO, nu ar trebui să existe continuitate atunci când releul nu este alimentat și continuitate când releul este alimentat. Pentru contactele NC, ar trebui să fie invers.

Puteți alimenta releul aplicând tensiunea corespunzătoare la bornele bobinei. Ascultați un sunet de clic, care indică faptul că armătura se mișcă și contactele își schimbă starea. Testarea unui releu cu stare solidă este ușor diferită, deoarece nu are bobină sau contacte mecanice. În schimb, va trebui să verificați circuitele de intrare și de ieșire.

Utilizați multimetrul pentru a măsura căderea de tensiune la bornele de intrare atunci când este aplicat semnalul de control. Căderea de tensiune trebuie să se potrivească cu valoarea specificată în fișa de date. Apoi, verificați continuitatea circuitului de ieșire.

Pentru un SSR, circuitul de ieșire ar trebui să aibă rezistență scăzută atunci când semnalul de control este aplicat și rezistență mare când nu este. Un contact releu este deschis până când sunt îndeplinite condițiile corespunzătoare.

10. Care sunt aplicațiile comune ale releelor în setările industriale?

Releele sunt utilizate într-o gamă largă de aplicații industriale, inclusiv controlul motorului, controlul luminii, distribuția puterii, controlul proceselor și sistemele de siguranță.

Într-o fabrică de mașini și echipamente, releele sunt utilizate în mod obișnuit pentru a controla pornirea și oprirea motoarelor, pentru a activa și dezactiva benzile transportoare și pentru a gestiona funcționarea brațelor robotizate. De asemenea, sunt utilizate în circuitele de siguranță pentru a opri echipamentele în caz de urgență.

În fabricile de producție, releele joacă un rol crucial în automatizarea diferitelor procese, cum ar fi controlul temperaturii, controlul nivelului și controlul debitului. De exemplu, un releu poate fi folosit pentru a porni sau opri un element de încălzire pe baza unui semnal de la un senzor de temperatură.

În mod similar, un releu poate controla o pompă pentru a menține un anumit nivel de lichid într-un rezervor. Releele pot fi, de asemenea, utilizate pentru a implementa logica de control complexă, cum ar fi operații de secvențiere sau interblocarea diferitelor părți ale unei mașini.

Companiile de soluții din fabrică folosesc adesea relee pentru a integra diferite sisteme și pentru a crea soluții de automatizare personalizate pentru clienții lor. Releele oferă o modalitate simplă și fiabilă de interfață între diferite sisteme de control, senzori și dispozitive de acționare.

Ele pot fi, de asemenea, utilizate pentru a crea sisteme de siguranță care protejează personalul și echipamentele de pericole. De exemplu, un releu de siguranță poate fi utilizat pentru a monitoriza butoanele de oprire de urgență, perdelele luminoase și alte dispozitive de siguranță și pentru a opri mașina dacă oricare dintre aceste dispozitive este activat.

• Aflați mai multe despre noastre Linia de produse Omron.
• Descoperiți gama noastră de Soluții de automatizare Mitsubishi.
• Explorați-ne Ofertele Schneider.
• Aflați cum nostru Proface HMI vă poate îmbunătăți operațiunile.
• Consultați-ne soluții complete PLC.
• Vezi noastre releu selecţie.