Устройство и классификация реле

Конструкцию реле можно представить состоящей из воспринимающей, передающей и исполнительной систем, устройство и принцип действия которых определяют функциональные особенности, области применения и классификацию реле по различным признакам.

Рисунок 1 – Конструкция реле

По принципу действия воспринимающих систем различают следующие виды реле: электромагнитные, магнитоуправляемые (герконовые), магнитогидродинамичсекие, электростатические, электромагнитострикционные, электротепловые, электронные, оптоэлектронные, магнитные, криотронные, халькогенидные, оптические. По принципу действия исполнительных систем реле делятся на контактные и бесконтактные. По устройству передающих систем реле обычно не классифицируются.

Независимо от устройства и принципа действия общим для всех реле является вид функциональной связи между выходным сигналом Y и входным X. Она может быть представлена следующим образом:

(1)

где Х_ср и X _отп - значения сигнала управления, соответствующие скачкообразным изменениям параметра Y, т.е. срабатыванию и отпусканию реле;
Y_max Y_min – максимальное и минимальное значение выходного сигнала.

Рисунок 2 – Релейная характеристика реле

Характеристики, описываемые приведенными соотношениями, получили название релейных. Основные разновидности их, реализуемые в конкретных конструкциях реле, показаны на рис. 3.

По способу управления различают нейтральные, поляризованные и реле-переключатели (импульсные реле). По роду коммутируемого тока реле делятся на низкочастотные (постоянного тока) и высокочастотные. По функциональному назначению реле бывают коммутационные, времени и специальные.

Для управления нейтральными реле используются импульсы любой полярности. Полярность выходного сигнала зависит от электрической схемы исполнительной системы и способу ее подключения к источнику питания.

Управление поляризованными реле осуществляется импульсами строго определенной полярности. В сочетании с электрической схемой подключения исполнительной системы к источнику питания реле определяют такие полярность импульсов на выходе.

Реле-переключатели - это разновидность нейтральных или поляризованных реле. Они имеют один или два входа. После подачи на вход кратковременного импульса управления исполнительная система переключается и находится в фиксированном состоянии до поступления следующего импульса. Фиксирование осуществляется с помощью специального устройства - механической, магнитной или электромагнитной блокировки (защелки). С приходом следующего импульса исполнительная система переходит в другое фиксированное состояние и т.д.

Коммутационные возможности по роду и частоте коммутируемого тока зависят от принципа действия, электроизоляционных и ряда других свойств исполнительной системы, таких как индуктивность выводов, емкость между коммутируемыми цепями, коэффициент стоячей волны и т.п.

Реле времени предназначены для выдержки (задержки) времени срабатывания исполнительной системы по отношению ко времени поступления и (или) прекращения действия сигнала на входе реле. Значение и точность выдержки времени зависят от принципа действия воспринимающей и передающей систем и других факторов, учитываемых при реализации и эксплуатации реле.

Рисунок 3 - Релейные характеристики реле различного исполнения: а) - нейтральное реле;
б) - реле, имеющее два устойчивых состояния; в) - однопозиционное реле с механическим самовозвратом; г) - трехпозиционное реле с нейтральным положением якоря

В группу специальных относят реле, имеющие повышенные показатели по определенным параметрам: сопротивлению изоляции, коэффициенту возврата, коммутируемому напряжению и т.п. К ним относят такие реле, предназначенные для выполнения узкоцелевых задач, например, реагирования на заданный ток или напряжение (разового действия, индикаторные и т.д.).