Будова релейних апаратів.

Реле – це апарат, в якому при плавній зміні вхідної величини вихідна величина змінюється стрибкоподібно.

У промисловості широко використовують такі реле: часу, максимального струму, теплове, поляризоване, швидкості. Реле виконують контактними і безконтактними.

Реле часу слугує для забезпечення роботи схем керування й автоматики з дотримуванням потрібної послідовності та тривалості вмикання і вимикання апаратів. Воно відрізняється від звичайного реле наявністю пристрою, що сповільнює спрацювання контактної системи. В електромагнітному реле з магнітним демпфіруванням відбувається сповільнене спадання магнітного потоку при вимкненні робочої котушки. Сповільнення (магнітне демпфірування) може відбуватися за допомогою короткозамкненої котушки або мідної гільзи, насадженої на осердя. У деяких випадках використовують алюмінієву основу, яка слугує одночасно каркасом робочої котушки і демпфіруючим пристроєм.

Використовують також електромагнітні реле часу, в яких спрацювання забезпечується замиканням накоротко кола робочої котушки при вимиканні реле від мережі.

Витримка реле часу регулюється зміною натягу вимикаючої пружини, товщини немагнітної прокладки між якорем та осердям і товщини гільзи. Зі збільшенням товщини прокладки і перерізу гільзи час спрацювання збільшується. Час відпускання реле може становити приблизно 10…15 с.

У колах змінного струму реле з магнітним демпфіруванням можуть використовуватися тільки з випрямлячами. На змінному струмі не забезпечується потрібна витримка часу через зміну струму в часі.

Напівпровідникове реле часу дає змогу регулювати тривалість витримки в широких межах, вмикати і вимикати електричні кола за заданим режимом.

При замиканні вимикачів конденсатор швидко заряджається, набуваючи полярності. Транзистор відкривається, оскільки на його базу подається від’ємний потенціал відносно емітера; по колу починає проходити струм.

Оскільки опір резистора значно більший від , а опір котушки проміжного реле КТ більший за опір резистора , то потенціали точки і бази транзистора будуть додатні щодо струму емітера і транзистор буде закритий, а котушка КТ – без струму.

При розмиканні контакту конденсатор розряджається через резистор і перехід емітер-колектор . Час розрядки конденсатора пропорційний ємності і опору резистора . Після закінчення розрядки транзистор закривається, а точка а дістає позитивний потенціал, який попадає на базу транзистора і відкриває його. По колу емітер-колектор транзистора протікає струм, який призводить до спрацювання реле КТ. Замінюючи опір , можна змінювати витримку реле часу. При розмиканні контакту транзистор VT1 відкривається, а VT2 закривається. Реле КТ повертається у вихідне положення.

Реле максимального струму спрацьовує, якщо струм у колі котушки , увімкненої в первинне коло, більший від заданого. Якір притягується до осердя і замикає контакти , увімкнені в коло керування.

Електромагнітні реле можуть виконуватися з поворотним якорем. Магніто провід має виступаючі полюси, на яких розміщені обмотки . стальний якір може обертатися навколо осі, розміщеної в центрі разом з рухомим контактом . При протікання по котушці струму спрацювання, момент, що діє на якір, перемагає протидіючий момент пружини і повертається, замикаючи контакти у колі керування.

Теплові реле називаються так тому, що вони реагують на зміну температури (термореле). Дія термореле ґрунтується на розширенні металу під час його нагрівання.

Струм проходить по нагрівному елементу , поруч з яким знаходиться біметалевий елемент , що втримується важелем . При проходженні струму, якнайвищими від номінального, нижня пластинка, що має більший коефіцієнт розширення, прогинається вгору. Звільнений важіль під дією пружини розмикає контакти у колі керування. Реле може виконуватися і на замикання контактів.

Поляризоване реле реагує як на значення струму (або напруги), що проходить по котушці, так і на його напрям (полярність). Якщо по котушці струм не проходить, то магнітний потік постійного магніту проходить по рухомому якорю , повітряному зазору і розгалужується рівномірно по обидва боки магнітопроводу. Рухомий якір не зазнає ніяких зусиль і перебуває в середньому положенні.

При проходженні струму по котушці у магнітопроводі утворюється потік, який в одному плечі магнітопроводу складається з потоком постійного магніту, утворюючи потік , в другому потоці потоки мінусуються, оскільки потік, що створюється котушкою, напрямлений назустріч потоку постійного магніту; результуючий потік внаслідок цього менший від потоку . при певному струмі спрацювання (найменший струм, при якому замикаються контакти реле) у котушці потік буде настільки більшим від потоку , що рухомий якір притягнеться вправо, замикаючи контакти . Змінивши напрям струму в котушці (полярності), можна замкнути контакти . Контакти перебувають у колі керування. При вмиканні одного з них замикається відповідне коло і подається сигнал (імпульс) на зміну режиму роботи електроустановки.

Реле швидкості належить до неелектричних реле керування. Воно може бути механічним, побудованим за принципом роботи відцентрового регулятора.

Постійний магніт з’єднаний з валом двигуна і обертається в циліндрі , що має всередині короткозамкнену обмотку. При збільшенні швидкості двигуна збільшується і момент, що діє на циліндр . Під час зростання швидкості циліндр повертається і замикає один з контактів , що перебувають у колі керування. Замикання лівого або правого контактів залежить від напряму обертання двигуна.

Крім розглянутих, у системах електроавтоматики використовують електромагнітні реле з магніто керуючими контактами – геркони.

У відкачаний скляний балон введено інертний газ і впаяні контакти з феромагнітного матеріалу. Навколо цього балона розміщена обмотка керування постійного струму . при вмиканні реле по цій обмотці проходить струм, утворюється магнітне поле , яке намагнічує контакти , внаслідок чого вони притягуються один до одного і замикають коло керування.

Геркони мають малі габарити, незначну масу, високу надійність і вібростійкість. При використанні геконів істотно знижується залежність параметрів роботи комутаційної апаратури від зовнішнього середовища, поліпшуються масогабаритні показники системи керування.

Безконтактні реле - тригери широко використовують в автоматичних пристроях, в обчислювальній техніці та інших галузях науки і техніки. Тригер має два стійкі стани. Перехід з одного стану в інший відбувається під дією керуючого сигналу у вигляді стрибка напруги.

Якщо транзистор закритий, то великий від’ємний потенціал його колектора передається через дільник напруги P₁ P_σ2 на базу VT1, при відповідних опорах R₁R₂ на базу VT₂ і при відповідних R₁ і R_σ2 буде від’ємний потенціал. Транзистор VT₂ закритий, а напруга на колекторі відкритого транзистора близька до нуля. Це означає, що потенціал верхньої точки дільника (R₂ P_σ1) приблизно дорівнює нулю, в той час як потенціал нижньої точки цього дільника позитивний і дорівнює E_σ , відповідно, база VT₁ буде під позитивним потенціалом відносно емітера і VT₁ закритий.

Щоб перевести тріоди в інший стан, при якому VT₁ буде відкритий, а VT₂ закритий, необхідно подати додатний імпульс на базу VT₂. При цьому в схемі тригера розвивається лавиноподібний процес зміни струмів. Транзистор VT₂ закривається і залишається закритим доти, поки не буде поданий ще один запускаючий імпульс.