Импульсные, или бистабильные электромеханические реле
Импульсное, или бистабильное электромеханическое реле – это такое реле, которое управляется импульсами напряжения. Чтобы включить это реле (замкнуть контакты), надо подать на катушку короткий управляющий импульс, чтобы выключить – ещё один такой же импульс. Общей особенностью всех этих реле является то, что их энергопотребление крайне мало и сводится к короткому управляющему импульсу. В режиме ожидания энергопотребление равно нулю, а контакты остаются замкнутыми или разомкнутыми в зависимости от программы управления.
Как следует из названия, эти реле имеют два стабильных положения якоря. Такое поведение реле достигается:
- наличием в механизме реле деталей, обладающих свойствами механических защёлок, например, храповиков или «качалок» с двумя устойчивыми положениями;
- подмагничиванием сердечника катушки до уровня, обеспечивающего удержание якоря при отключённом питании катушки реле.
Реле с механическими защёлками выпускаются промышленностью достаточно давно и имеют множество эксплуатационных преимуществ, среди которых следует отметить высокую устойчивость к вибрациям и внешним магнитным полям. В этих реле обычно одна или две катушки, каждая со своим якорем и приводом на общий механизм. Иногда внутри прозрачных корпусов таких реле устанавливаются механические элементы индикации положения контактов (так называемые блинкеры, или указатели) и тумблеры, позволяющие вручную управлять переключением реле. До сегодняшнего дня в некоторых областях промышленности, таких как электроэнергетика и железнодорожный транспорт, отраслевые стандарты предписывают применение механических блинкерных реле. Указательные реле выпускаются либо для контроля напряжения, либо для контроля тока. В качестве примера механических блинкерных реле можно привести отечественные РЭУ-11, РУ 21 (см. рис. 1).
Разновидностью бистабильных электромеханических реле являются шаговые реле для управления освещением. Об этом классе реле рассказ пойдёт в конце статьи.
Поляризованные бистабильные реле
Поляризованное электромагнитное реле–реле, в котором состояние коммутируемых контактов зависит от направления протекания тока в обмотке его электромагнита, то есть от полярности его подключения. Эта зависимость обеспечивается дополнительным магнитным потоком, который создаётся встроенным в магнитопровод постоянным магнитом.
Поляризованные реле достаточно часто применяются для систем промышленной автоматики и электроники. У поляризованных реле встречается несколько типов магнитных систем. Основное различие состоит в том, какой элемент является подвижным: сердечник катушки или толкатель. Для инженера, применяющего поляризованное реле, это практически безразлично, но следует помнить, что в обоих случаях подмагничивание позволяет радикально повысить чувствительность катушки реле. Обратной стороной медали является то, что бистабильные поляризованные реле при ударах и сотрясениях корпуса способны переключаться в противоположное устойчивое положение, что очень ограничивает их применение там, где они всего нужнее: на транспорте, железной дороге, в автоэлектронике – то есть всюду, где требуется надёжность при экономии энергии.
Пример реле такого типа – реле Finder серии 40 с поляризованной катушкой (см. рис. 2), рассчитанной на универсальное питание (AC/DC). Монтаж этих реле допускается как способом пайки на печатную плату, так и с применением колодок (розеток) Finder серии 95 на рейку 35 мм (EN 60715) с винтовыми, пружинными и быстрозажимными клеммами Push-in. Возможные схемы подключения реле с бистабильной поляризованной катушкой представлены в таблице 1.
Примечание: Минимальная длительность импульса «ПУСК» и «СБРОС» составляет 20 мс. Максимальное время не ограничено. При наладке схемы убедитесь, что контакты «ПУСК» и «СБРОС» не срабатывают одновременно.
Бистабильные электромеханические реле с двумя обмотками катушки
Эти реле, как и все бистабильные, имеют два стабильных положения якоря, но их катушки отличаются наличием двух обмоток, каждая из которых служит для замыкания или размыкания контактных групп реле. Для перевода реле в другое стабильное состояние на соответствующую обмотку необходимо подать короткий управляющий импульс. В промежутке между переключающими импульсами реле обесточено и энергии не потребляет. С точки зрения схемотехники и применения это, пожалуй, наиболее простой случай. Конструктивно такие реле выпускаются как для печатного монтажа, так и для монтажа в электрических щитах на рейку 35 мм (EN 60715). В качестве примера реле для печатного монтажа можно привести миниатюрные бистабильные реле Finder серии 41 с двумя обмотками. Эти реле выпускаются в двух версиях: с одной группой переключающих контактов номиналом 16 А или с двумя группами контактов по 8 А. В силу миниатюрности таких реле их катушки рассчитаны только на работу в цепях постоянного тока с номинальным напряжением 5, 12 и 24 В (см. рис. 3).
Если требуется бистабильное реле с двумя обмотками катушки с четырьмя группами переключающих контактов с напряжением питания катушки до 250 В постоянного тока, можно порекомендовать промышленное реле Finder серии RB, например, тип RB.14.9.250.0000 (см. рис. 4).
Особенностью данной серии реле является наличие на корпусе кнопок «ПУСК»/«СБРОС», с помощью которых возможно локальное управление этими устройствами (см. рис. 5).
Шаговые реле для управления освещением
Разновидностью бистабильных реле являются шаговые реле для управления освещением. Реле этого класса также управляются с помощью коротких управляющих импульсов, но их основной отличительной особенностью является возможность последовательного переключения двух и более групп контактов одного реле в разные состояния. Для управления освещением выпускаются шаговые электромеханические и электронные реле с одной или двумя группами контактов. В таблице 2 приведены основные типы одно- и двухконтактных шаговых реле и представлено состояние их контактов при последовательной подаче управляющего импульса.
Такие реле полезны, например, для последовательного управления двумя и более группами освещения с помощью одной управляющей кнопки.
Другим типовым применением шаговых реле является управление освещением с нескольких мест (см. рис. 6).
В качестве примеров электромеханических шаговых реле можно привести образцы продукции Finder серии 20 (модульное исполнение) и серий 26 и 27 для монтажа в распределительные коробки (см. рис. 7).
Заключение
Рассмотренные в статье импульсные, бистабильные, поляризованные, шаговые реле объединяет одно общее свойство – это электромеханические приборы. В современной электротехнике наряду с электромеханическими устройствами всё большее распространение получают электронные бистабильные реле, которые, по сути, представляют собой триггерные системы (триггеры).
Триггеры – это класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. По характеру действия триггеры относятся к импульсным устройствам – их активные элементы (транзисторы, лампы) работают в ключевом режиме, а смена состояний длится очень короткое время. Более развёрнутая информация об электронных бистабильных реле будет представлена в одной из следующих статей.
Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
