Как работает автомобильное реле и зачем оно нужно ?

Автомобильное реле с диодом

Этот вопрос рано или поздно возникает практически у всех автовладельцев. Эти маленькие черные коробочки, в изобилии расставленные по автомобилю, что-то делают внутри себя, щелкают, тикают и иногда ломаются. Что же такое – реле?

Вообще, реле бывают разные. Существует огромное количество реле, делящихся по типу срабатывания, напряжению, сфере применения и так далее. Но в рамках этой статьи мы разберемся с обычными электромеханическими реле, которые используются в любых автомобилях, которые вы видите вокруг.

Что такое реле?

Реле – это устройство, которое позволяет замыкать или размыкать электрическую цепь по определенному сигналу. В классическом варианте такой сигнал является обычным напряжением, но поданном на отдельные контакты. Зачем это нужно?

Реле используют, во-первых, для того, чтобы можно было управлять мощными потребителями электричества при помощи слабых элементов управления. Во-вторых, реле дает возможность включать несколько потребителей одной кнопкой.

Пример из жизни: обычные автомобильные фары. Галогенные лампочки в фарах, как правило, имеют мощность 55 Ватт. Их две, а это значит, что общая мощность уже 110 Ватт. Когда вы нажимаете кнопку в салоне или поворачиваете выключатель фар, то лампочки в фарах зажигаются и создают нагрузку в проводах как раз на эти 110 Ватт. Данная мощность не маленькая, и без реле вся она проходила бы через выключатель. Для того чтобы такое реализовать, пришлось бы проводить в салон толстые провода, да и сам выключатель был бы могучим и скорее всего некрасивым. Поместить его в подрулевой выключатель (как, например, на японских машинах) вряд ли бы удалось.

От всего этого освобождает реле. Чтобы понять, как оно это делает, давайте рассмотрим его внутреннее устройство.

Как устроено реле?

Основа реле – электромагнит и контактная группа. Контактная группа, в простейшем случае, представляет собой четыре контакта. Два из них – питание электромагнита, остальные – питание подключенного через реле потребителя (например, подогрева заднего стекла). Эти контакты имеют свои названия – управляющая цепь и силовая цепь (или управляющие контакты и силовые контакты).

Соответственно силовая цепь – это мощные контакты, которые пропускают через себя ток для потребителя (например 110 Ватт для фар головного света). Управляющая же цепь – работает со слабым током и предназначена для питания электромагнита.

При этом на один (определенный) контакт электромагнита подается «плюс», а второй контакт – «масса», то есть он, как правило, соединяется с кузовом автомобиля.

На силовые же контакты подключаются мощные провода, и получается, что реле, как бы разрывает эти провода на две части, чтобы была возможность управлять током внутри них.

Реле бывают не только с четырьмя контактами (два управляющих, два силовых), но и с большим их количеством. Однако, в большинстве случаев, в машинах применяются все-таки 4-х контактные реле.

Как работает автомобильное реле?

Электромагнит, находящийся внутри реле, срабатывает при подаче напряжения на определенный контакт и притягивает к себе подпружиненную перемычку. Перемещаясь в другое положение под действием магнита, эта перемычка замыкает контакты силовой цепи. Получается, что мощные провода «разорванные» на две части фактически «соединяются» внутри реле и по ним начинает идти ток, питая потребитель.

прелесть этой конструкции в том, что электромагнит, требует очень маленькое напряжение для своей работы. А оно подается из салона от красивых и небольших кнопок или крутилок. Эти далеко не мощные органы управления уже не подвержены большим токовым нагрузкам, а всего лишь подают слабый сигнал на магнит.

Когда мы включаем те же фары, на самом деле сначала включаются не лампочки в фарах, а электромагнит в реле. Он тянет к себе перемычку и уже она подключает фары. Соответственно, при выключении фар в салоне автомобиля, напряжение на электромагните пропадает, перемычка под действием пружинки возвращается обратно и размыкает силовые контакты. Все это происходит почти моментально и сопровождается щелчком. Наверное, все слышали, как при включении «поворотников» в салоне, из-под торпеды, начинают раздаваться мерные щелчки. Это перемычка внутри реле то притягивается, то отпускается магнитом и «стучит».

Схема подключения фар через реле иногда приводит к странной неисправности, которая заставляет задуматься новичков: фары после выключения продолжают светиться. Это происходит из-за образования нагара на силовых контактах внутри реле и прилипания к ним перемычки. То есть, когда мы отключаем фары, исчезает напряжение с электромагнита и перемычка должна возвратиться обратно, отключив фары, но не может, потому что залипла.

Настройка рабочих режимов

Независимо от типа реле, различают три основных параметра для настройки:

• Верхний предел напряжения U_max — отвечает за максимально допустимое значение в сети, превышение которого приведет к отключению электричества.
• Нижний предел напряжения U_min — отвечает за минимально допустимое значение в сети. Снижение показания ниже заданной цифры приведет к отключению нагрузки.
• Время задержки на включение — время повторного включения питания после отключения. Устройство включается только в том случае, если напряжение находится в пределах установленных значений. Как правило, время задержки устанавливается в секундах.

Для изменения параметров используют механические или цифровые кнопки, расположенные на переднем корпусе устройства. Как правильно изменить настройки прибора описано в инструкции по эксплуатации.

Watch this video on YouTube

Где используется и как выбрать электромагнитное реле

Сложно в это поверить, но самое простое реле стало причиной быстрого развития компьютеров и компьютерной техники и вот почему: в нем бывает два состояния вкл/выкл, а именно эти два состояния схожи с двоичным кодом транзисторов процессора.

Также это простое устройство нашло широкое применение в промышленности, в транспорте, в бытовом оборудовании, энергетики, космонавтике, медицине и.т.д. С ним мы сталкиваемся ежедневно, но не замечаем этого. Например, в ИБП или стабилизаторе напряжения, мгновенно реагирующим на перепады напряжения.

Справочник по слаботочным электрическим реле 3-е издание – скачать

Доработка реле (необязательно)

При отключении обмотки реле возникает мощный индуктивный всплеск напряжения, который, при нулевом токе обрыва в случае коммутации механическим контактом, как в данном случае, может достигать сотен вольт. Если цепь разомкнулась ремнем безопасности, то между контактами выключателя SA1 в замке ремня проскочит искра. Если разомкнулась цепь зажигания, то искра будет где-то в замке зажигания. За замок зажигания можно не бояться, а вот в замке ремня наверняка стоит слаботочный контакт, не рассчитанный на коммутацию индуктивной нагрузки. Для его защиты желательно установить диод параллельно обмотке реле. На схеме это будет выглядеть так (диоды D1 и D2, типа 1N4007):

Интересно, что одинаковые по характеристикам, форм-фактору и назначению контактов реле могут иметь разную конструкцию. Вот фото моих реле со снятой крышкой, серия 75.3777-10 и 98.3777-10. В 75-й серии возможность установки защитного диода или резистора уже изначально предусмотрена изготовителем, там есть держатель выводов и зажимной контакт. А в 98-й серии остается только паять.

Конструктивные особенности

Оно выполнено в корпусе с креплением под DIN рейку, для установки в щиток учета рядом с автоматическими выключателями, что видно на фото ниже.

На передней панели имеется трех сегментный индикатор, который показывает текущее состояние электросети. Три регулятора и три клеммы для соединения, все предельно просто.

С правой стороны корпуса нарисована схема подключения, 1 вход фазы L от автомата, 2 провод N от нулевой шины или от второго автомата, зависит от вашего щитка, дальше ноль с этой клеммы идет на потребителей. С третьей клеммы выходит фаза на потребителей или группу автоматов, опять же зависит от вашего щитка, ставите вы новый или модернизируете старый. Подробно о том, как подключить реле напряжения к сети, мы рассказывали в соответствующей статье.

Вскрыв аппарат мы можем внимательно посмотреть устройство, из чего оно состоит. Аккуратная пайка указывает на то, что человек не принимал участия в сборке электронных компонентов, это сделано на автоматической линии. Участие человека сведено к минимуму только на этапе сборки в корпус, тестирования и упаковке.

Конструктивно контроллер выполнен из двух плат, силовой части и управления. Практически всю поверхность силовой схемы занимает коммутирующее мощное реле на 40 ампер. Это позволяет легко включать нагрузку суммарно в 9 кВт, чего вполне достаточно для дома и квартиры. Выводы с него приварены к медным поводкам и выводятся на винтовые клеммы.

Трехфазные реле напряжения – Новатек-Электро – производство электротехнической продукции

Реле контроля напряжения 3-х фазное – защитное устройство, предназначенное для обеспечения работы трехфазных потребителей переменного тока при недопустимых колебаниях сетевого напряжения, обрыве, перекосе, нарушении чередования или слипания фаз.

В случае изменения напряжения в сети – превышения допустимых значений или их снижение, ниже минимального уровня, любой электродвигатель промышленного назначения и бытовая техника, могут выйти из строя

Именно поэтому, важность установки трехфазного реле для контроля электрической нагрузки актуальна и, безусловно, оправдана

Новатек-Электро – компания-производитель, реализующая реле контроля трехфазного напряжения оптом и в розницу. Мы предлагаем выгодные условия продажи всем нашим покупателям и дилерам, в том числе. Наша продукция, в число которой входит и трехфазное реле контроля фаз, благодаря своей функциональности, практичности и адекватной цене, популярна и востребована.

Особенности устройства и область применения

Защита трехфазного электродвигателя от перегрузки необходима как в бытовом обиходе, так и во многих производственных сферах.

Трехфазное реле напряжения применяют для обеспечения правильной работы:

Систем кондиционирования;

Холодильного оборудования;

В оборудовании со схемой АВР и любого другого оборудования, использующего электродвигательную нагрузку.

Реле напряжения трехфазные от Новатек Электро выпускаются в разной модификации, с учетом потребностей проблемных сетей, где можно наблюдать не только перебои в напряжении, но также коммутационные и импульсные помехи. Устройства оснащены специальной задержкой при посадках напряжения, что делает цифровое реле напряжения трехфазное эффективным в работе при кратковременных просадках напряжения.

Приборы трехфазного реле напряжения монтируются на стандартную DIN-рейку, они легкие и малогабаритные, что делает процесс установки и дальнейшего обслуживания устройства, простым и безопасным.

Подключение прибора происходит параллельно нагрузке, но, что примечательно, его работа не зависит от мощности нагрузки. Трехфазное реле защиты на выходах имеет две группы контактов (замкнутую и разомкнутую), независимых друг от друга и способных коммутировать нагрузки до 5А.

Ассортимент продукции

Трехфазное реле контроля напряжения представлено следующим модельным рядом:

РНПП-311 – устройство обеспечивает работу потребителя при условии возможных основных видов аварий в элктросети, таких, как, превышение допустимых порогов значений сетевого напряжения, слипание фаз или изменение их последовательности, нарушение полнофазности;

РНПП-311М – контроль трехфазного напряжения выполняется на тех же условиях, что и в случае применения прибора РНПП-311. Однако, светодиодная панель индикации в данной модели, усовершенствована и, помимо наличия сетевого напряжения, а также состояния нагрузки, указывает на тип аварийной ситуации, что значительно облегчает последующие действия пользователя.

РНПП-301 – в данной модификации трехфазное реле напряжения и контроля фаз, обеспечивает работу устройства в режимах линейного и фазного напряжения, имеет 6 потенциометров для установки параметров и регулировки работы устройства.

РНПП-302 – прибор имеет более-расширенное меню, которое помимо основных функций позволяет устанавливать временной интервал задержки при нарушении, заданных параметров, с возможностью автоматического запуска, после восстановления допустимых сетевых значений.

РНПП-311-1 – данный прибор двухканальный и помимо основных функций, возложенных на реле напряжение трехфазное, может контролировать частоту сети.

РНПП-311-2 – устройство двухканальное, осуществляющее контроль 3-х фазной сети 380В/50Гц с высокой точностью, а также оснащено сигнальными индикаторами, которые подают информацию пользователю о полнофазности сети или частичном пропадании фазы.

В комплекте с устройством прилагается гарантия от производителя, а также полная детализированная инструкция, которая поможет пользователю правильно установить прибор, обслуживать его в действии и верно «читать» показания индикационной панели.

Что такое реле: краткий экскурс в историю

Термин пришел из английского языка, от слова «reley», обозначавшим в старину смену почтовых лошадей, а позднее передачу эстафеты в спортивных состязаниях. Существует две версии создания такого устройства. Согласно первой реле изобрел русский ученый П.Л. Шиллинг в начале 30-х годов прошлого столетия. Это была основная составляющая часть в разработанном им телеграфе. Однако большая часть историков склоняется к тому, что прародителем реле стал американец Джорж Генри. Некоммутационное устройство, основывавшееся на электромагнитном принципе действия, получило распространение в 1937 году. Именно тогда поступил в производство первый телеграф.

Какая из этих версий правильная, сейчас уже сказать нельзя. Возможно, как часто это бывает, ученые разрабатывали устройство параллельно, не зная об изобретениях друг друга. Об этом говорит и то, что историками называется один и тот же промежуток времени появления реле – 1931-1935 годы.

Это устройство отключает напряжение при перегрузке сети по мощности, сберегая электропроводку

Update (07.06.15). В настоящее время реле напряжения Zubr, продают в России под другим названием Rbuz (слово Zubr наоборот).

Связано это с тем, что в России торговая марка Zubr зарегистрирована за другим производителем и поменялось только названием реле, а все компоненты остались прежними.

.

УЗМ-51М. Устройство защиты многофункциональное.

В настоящее время УЗМ-51М зарекомендовало себя надежностью и простотой подключения.

УЗМ-51М рассчитано на ток до 63А, занимает 2 модуля на дин-рейке (ширина 35 мм). При стандартном исполнении температура эксплуатации УЗМ от – 20 до +55 градусов, поэтому устанавливать в щите на улице не рекомендую. Есть правда и от -40 до +55, но такие мне в продаже не встречались, если только обращаться непосредственно в ЗАО “Меандр”. Максимальная уставка по верхнему отключению напряжения 290 В, нижний порог срабатывания 100 В. Время повторного включения задается самостоятельно – это или 10 секунд или 6 минут. Может использоваться в сетях с любым типом заземления: TN-C, TN-S, TT или TN-C-S.

Схема подключения УЗМ-51М

Меандр производит еще два типа однофазных реле напряжения – это УЗМ-50М и УЗМ-16. Главное отличие УЗМ-50М от УЗМ-51М, пожалуй только в том, что у последнего, как мы знаем можно выставить уставку по срабатыванию самостоятельно, а в УЗМ-50М – уставка “жесткая”, по верхнему пределу напряжения – 265 В, а по нижнему – 170 В.

УЗМ-16 рассчитано на ток 16А, поэтому его ставят только на отдельный электроприемник. Например, чтобы не ожидать 6 минут пока включится УЗМ-51, холодильник можно подключить через УЗМ-16, на котором устанавливают задержку на включение 6 минут, а на основном УЗМ-51М в 10 секунд.

Я выставляю на УЗМ-51М максимальное (верхнее) значение по напряжению 250 Вольт, а нижнее значение – 180 Вольт.

Меандр также выпускает трехфазное реле напряжение УЗМ-3-63, как я уже писал выше, такие реле используют в основном для защиты двигателей.

Хорошая надежная защита от перенапряжений. УЗМ не нужно включать с контактором, как это обычно делают с другими реле напряжения. Устройство производится в России. Гарантия на УЗМ 2 года

Что немаловажно, представитель Меандра присутствует на самом популярном форуме Mastercity, всегда проконсультирует по продукции, а также внимательно относится к комментариям пользователей форума, замечания которых в свое время и помогли улучшить УЗМ-51М

Пример установки УЗМ-51М в трехфазном щите для загородного дома, где УЗМ установлены в каждую фазу.

Пожалуй один недостаток в УЗМ-51М относительно других реле напряжения – это отсутствие индикации напряжения. Но и разница в цене между УЗМ и реле напряжения с контактором, позволяет купить и поставить вольтметр отдельно.

Установка реле напряжения в электрическом щитке, основные причины

• При обрыве нейтрали. Такое случается довольно часто, особенно в домах старой постройки. Во время такой ситуации на фазе возрастает напряжения, достигая опасных показателей, вторая же фаза остается нейтральной. При таком положении дел может произойти гибель электрооборудования.
• При обрыве линии (воздушной). Такое случается в частном секторе. При этом в доме может появится линейное напряжение намного выше 220 В.
• При отдаленности от подстанции трансформатора. В этой ситуации наоборот может случиться то, что напряжение упадет до минимального.
• При возникновении в одной из фаз перегрузок. Это может случиться при появлении в сети мощного потребителя энергии. Это приводит перекос в системе. И при трехфазной системе, оборудование, которое находится на фазе, которая осталась «пустой» может произойти его порча.

Реле напряжения в щитке

Применение реле

В основном реле применяются для защиты силовой аппаратуры от перенапряжений, в электронике автомобилей. Реле также присутствуют во многих бытовых приборах. В чайнике используется тепловое реле. В каждом холодильнике есть пусковое реле.

Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году. Первые реле нашли свое предназначение в телеграфии.

Например, логично предположить, что реле тока служит для контроля силы тока в цепи.

Так, при перегрузках на электродвигателе включается реле тока, которое своими контактами включает реле времени. По прошествии допустимого времени работы двигателя в режиме перегрузки реле времени разрывает цепь.

Блок реле тока

Конечно, сначала все это может показаться сложным и запутанным. Однако если начать разбираться и приложить немного усилий, вы в скором времени сами сможете не только рассказать про устройство и принцип действия реле, но и успешно заняться его подключением. А в будущем, возможно, стать специалистом по релейной защите.

Когда есть студенческий сервис, специалисты которого готовы оказать помощь в любое время, больше не нужно бояться трудных предметов и строгих преподавателей.

Напоследок видео, в котором подробно, наглядно и просто рассказывается о том, как работает реле:

Снятие системы с функции автоблокировки

Отличительной особенностью схемы автозапуска дизельных двигателей является дополнительное подключение цепи контроля свечей накаливания. В данном случае при вхождении блока автоматического запуска в охранный комплекс изначально осуществляется автоматическое отключение блокировки автосигнализации, а после этого активируется зажигание и стартер. При автономной установке блока автозапуска изначально обихаживается иммобилайзер, а после этого модулем осуществляется подача питания на цепь зажигания и стартера.

Обход штатного иммобилайзера является достаточно важной операцией в период монтажа модуля автоматического запуска. Это объясняется тем, что одной из функций поротивоугонной системы является разрыв электроцепи (или нескольких из них)

От этого зависит запуск мотора транспортного средства. Именно поэтому в период монтажа производится установка блока, который имеет цифровую микросхему. С ее помощью осуществляется устранение конфликтов между такими агрегатами, как противоугонное устройство и автозапуск. В большинстве случаев таким блоком выступает запасной ключ зажигания. В него осуществляется установка чипа деактивации иммобилайзера.

Независимо от того, автоматический или дистанционный принцип управления имеет система автоматического запуска, она характеризуется идентичной схемой работы. В установленное время или в период получения команд с пульта дистанционного управления или с мобильника производится подача электрического тока на цепь зажигания от модуля автоматического запуска. После этого в течение двух секунд осуществляется восстановление уровня давления масла в магистрали. На следующем этапе работы оборудования включается стартер. Системой автоблокировки двигателя оснащаются практически все охранные системы. С их помощью ограничивается возможность кражи авто.

Основные технические характеристики

Реле можно классифицировать по следующим параметрам, в зависимости от назначения и области применения:

• возвратный коэффициент — это отношение тока выхода якоря к току втягивания;
• выходной ток — это максимальное значение тока в катушке при выходе якоря;
• ток при втягивании — минимальное значение тока в катушке при возвращении якоря в исходное положение;
• уставка — величина срабатывания в пределах, которые заданы в реле;
• значение срабатывания — входной сигнал, на которое устройство отвечает автоматически;
• номинальные значения — это напряжение, ток и другие величины, которые лежат в основе действия реле.

Электромагнитные реле можно еще разделить по времени срабатывания. У такого устройства присутствует такой параметр, как долгая задержка – более 1 секунды, с возможностью настройки. Далее идут замедленные – 0,15 секунд, нормальные – 0,05 секунд, быстродействующие, самые быстрые безинерционные – менее 0,001 секунды.

Другими техническими характеристиками импульсного реле могут быть:

• максимальная нагрузка лампами накаливания;
• количество и тип контактов;
• диапазон рабочих температур;
• относительная влажность воздуха;
• и др.

Достоинства и недостатки

Основные типы реле обладают множеством достоинств над полупроводниковыми ключами, такими как:

• относительно низкая стоимость (благодаря недорогим составляющим);
• присутствует мощная изоляция между катушкой и контактной группой;
• не подвержены вредному влиянию перенапряжения, помехам молний, коммутации мощных электрических установок;
• есть управление линиями с нагрузкой до 0,4 кВ (при малом объеме устройства).

Дополнительный плюс – отсутствие проблемы охлаждения и безвредность для атмосферы. Например, при замыкании с током в 10 А в реле по катушке распределяется меньше, чем 0,5 Вт. В сравнении с электронными аналогами данное значение выше 15 Вт.

Недостатки импульсного реле:

• износ, а также проблемы коммутации индуктивных нагрузок и высоких напряжений (если ток постоянный);
• при включении и выключении цепи происходят радиопомехи, поэтому требуется экранирование;
• относительно долгий период времени срабатывания.

Серьезным минусом можно считать непрерывный износ при коммутации (деформация пружин, окисление контактов, например).

Однако стоит уточнить, что при использовании именно электронных реле, есть такие плюсы как: безопасность, хорошая скорость подключения, доступность на рынке, бесшумная работа, расширенный функционал. А среди минусов: перегрев при коммутации больших токов, нарушение работы при сбоях в электросети, сопротивление в закрытом положении и др.

Watch this video on YouTube

Watch this video on YouTube

Тем не менее, электронные реле развиваются достаточно стабильно и быстро. Они популярны благодаря своему функционалу, который можно относительно легко расширить.

Техника безопасности

Токовое реле может не только защищать устройство от поломок, но и причинять вред здоровью

Это происходит в тех случаях, когда люди пренебрегают правилами техники безопасности и не берут во внимание рекомендации опытных специалистов

Необходимые меры безопасности:

Любые работы по регулировке или проверке токового реле следует выполнять с соблюдением мер предосторожности.
Ремонтные или профилактические мероприятия имеют право проводить только высококвалифицированные сотрудники, имеющие большой опыт подобной работы.
Выполнять установку реле могут только люди, ознакомленные с инструкцией прибора и правилами техники безопасности.
Запрещается проводить ремонт при включённом в сеть устройстве. В противном случае есть высокая вероятность поражения электрическим током, который может стать причиной серьёзных проблем со здоровьем.
Нельзя использовать в работе устройство, имеющее видимые повреждения одного или нескольких элементов.
Перед включением оборудования необходимо проверить все контакты токового реле на наличие повреждений и каких-либо дефектов

В случае их обнаружения следует аккуратно устранить проблему при помощи специальных инструментов или их аналогов.
Любая износившаяся деталь конструкции должна быть сразу же заменена на новую.
Запрещается использовать защитное устройство при сильных вибрациях и чрезмерной запылённости.
Нельзя применять приспособление для защиты оборудования, работающего в помещениях с высокой влажностью или большой вероятностью попадания какой-либо жидкости.
Некоторые активные химические пары и газы способны разрушить изоляционный слой. Из-за этого не рекомендуется подключать реле в потенциально опасных помещениях.
Запрещено использовать защитное реле в помещениях, где хранятся легковоспламеняющиеся и взрывоопасные материалы.
Защитное устройство может работать только при температуре от -20 до +40 градусов по Цельсию и влажности не более 80%.
Все составные части конструкции должны соответствовать стандартам и быть правильно промаркированными. Если используется какой-либо несоответствующий элемент, то может возникнуть аварийная ситуация, которая повлечёт за собой множество дополнительных проблем.

Реле минимального тока — это эффективное защитное устройство, которое помогает избежать эксплуатации оборудования при заниженных показателях в сети. При правильном использовании и соблюдении всех рекомендаций специалистов можно значительно увеличить продолжительность работы приспособления и избежать каких-либо проблем.

Источник

Основные характеристики КУ

К основным характеристикам, на которые следует обратить внимание при выборе данного вида коммутационного устройства, относят:

• чувствительность – срабатывание от подаваемого на обмотку тока определенной силы, достаточной для включения устройства;
• сопротивление обмотки электромагнита;
• напряжение (ток) срабатывания – минимально допустимое значение, достаточное для переключения контактов;
• напряжение (ток) отпускания – значение параметра, при котором происходит отключение КУ;
• время притягивания и отпускания якоря;
• частота срабатывания с рабочей нагрузкой на контактах.