4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электро реле 12 вольт

Cтандартные автомобильные реле. Схемы и некоторые варианты применения

В этой статье я приведу несколько примеров реле применяемых в автомобилях, их отличия и некоторые варианты использования.

Отечественные реле и их характеристики:

  1. Диапазон электропитания: 8. 16В.
  2. Номинальное напряжение: 12В.
  3. Ток управления: не более 0,2А.
  4. Напряжение срабатывания: не менее 8,0В.
  5. Напряжение отпускания: 1,5. 5,0В.
  6. Максимальный ток в силовой цепи: 30А.
  7. Активное сопротивление обмотки: 80±10 Ом

90.3747-10 в пластмассовом корпусе без фланца крепления;
90.3747-в пластмассовом корпусе с фланцем крепления;
113.3747-в металлическом корпусе с фланцем крепления;
113.3747-10-в металлическом корпусе без фланца крепления;
111.3747-в металлическом корпусе с фланцем крепления;
111.3747-10-в металлическом корпусе без фланца крепления.

Силовые реле, импортные и отечественные, выполняют одинаковую функцию.

Основное их различие в качестве и коммутируемых контактах. Существуют реле с четырьмя и пятью контактами, но все реле имеют контакты обмотки, это 85 и 86 контакты.

В некоторых импортных реле между этими контактами устанавливают гасящие резисторы или диоды, а иногда и то и другое. Эти элементы используют для защиты управляющих цепей от перегрузок возникающих в момент размыкания цепи катушки реле.

На следующем рисунке изображено оригинальное реле, используемое в автомобиле Audi с встроенным гасящим резистором.

Если на корпусе реле изображен значок диода, значит при его включении необходимо соблюдать полярность на контактах управления. Часто эти диоды устанавливают в разъеме, (ответная часть — колодка или soket) в который вставляется реле.

Схема реле содержащее диод и подключение его обмотки:

При подаче напряжения на контакты управления реле срабатывает и замыкает или размыкает электрическую цепь силовыми контактами. Силовые контакты маркируются всегда как 30, 87 и 87а. 30-й контакт всегда присутствует в реле. Он, без подачи напряжения на контакты обмотки, постоянно замкнут на контакт 87а. Если на обмотку подан сигнал, то 30 контакт отключается от 87а и подключается к 87. 87а или 87 контакт могут отсутствовать, тогда реле будет работать только на включение или выключение (замыкание или размыкание) силовой цепи.

Необходимо внимательно следить за маркировкой контактов на реле, т.к. некоторые производители выпускают реле с не стандартным расположением контактов. На рисунке изображено реле фирмы BOSCH, другим расположением контактов. Контакты 30 и 86 поменяны местами.

Реле используют в тех случаях когда исполнительное устройство потребляет больший ток (до 30-40 ампер), чем способен выдать управляющий выход (потребление катушек реле как правило не превышает 200миллиампер). Примеры использования реле для коммутации различных устройств приведены в конце статьи.

Приложение 1.
Краткий обзор отечественных стандартных реле в корпусах как изображено ниже на фотографии.

Ниже будет приведена информация одного производителя, существуют другие производители и зарубежные аналоги. Для этой части статьи главное дать понять рядовому автолюбителю, что реле могут быть взаимозаменяемы, иметь разные схемы, разное количество контактов в зависимости от назначения.

Отечественные реле этой серии маркируют нормально замкнутый контакт как 88. В импортных реле этот контакт везде назван как 87а

Отличия и разнообразия номеров реле означает разные крепления, конструкция корпуса, степень защиты, напряжение управления катушкой, коммутируемые токи и прочие параметры. Иногда при выборе аналога необходимо учитывать некоторые параметры.

Типовые схемы реле. Цоколевка.

Важно отметить, если реле долго эксплуатировалось при коммутации силовых цепей в предельных режимах, то искра проскакивающая при замыкании или размыкании контактов создает нагар между контактами и из-за этого возможно исполнительное устройство не будет работать или будет работать не корректно. Плохой контакт выделяет на себе тепло. При этом в силовых цепях может повышаться потребляемый ток (при плохом контакте ток электродвигателя или лампочки становится импульсно-пусковым), что влечет разогрев мест плохого контакта в коммутируемых цепях и как следствие оплавление пластмассовых деталей крепления контактов. При оплавлении деталей крепления, контакты смещаются и добавляется процесс искрения, что еще больше разогревает место контакта. На рисунке показан появляющийся нагар на контактах отечественного реле. Переключающий контакт отогнут для наглядности. Белые точки — пробой нагара искрой при подключении потребителя, через эти места ответный контакт может привариваться, оставляя подключенным потребитель.

Как наиболее надежные и доступные в продаже, себя зарекомендовали импортные реле под маркой Saturn и San Hold, применяются так же реле других производителей.

Напротив — отечественные реле неудовлетворительны по таким параметрам, как герметичность и износостойкость.

Важно так же покрытие выходных контактов и ответной части (разъема или сокета). Наиболее удачное покрытие контактов реле — лужение. Примеры окисляющихся контактов реле.

Варианты схемных решений подключения реле.

Схемы инверсии сигналов и управления нагрузкой.

Схемы инверсии сигналов могут применяться для инвертирования сигналов концевиков дверей или багажника при подключении к сигнализации или в других случаях.

Так же данные схемы могут использоваться для умощнения сигнала при подключении нагрузки управляемой дополнительным каналом сигнализации. При подключении соленоида замка багажника, управления дополнительным замком капота, дополнительных противотуманных фар, дополнительных звуковых сигналов или при подключении другого электро — оборудования, необходимо устанавливать защитный предохранитель в силовой цепи (+)12Вольт (правая схема).

Схема подключения центрального замка при дополнительно установленном активаторе (активаторах) к сигнализациям, не имеющим встроенных реле (интерфейса) центрального замка.

Схема блокировки двигателя с самоподхватом (самоблокировкой).

Для управления реле блокировки можно использовать секретную кнопку, пару геркон-магнит или штатный орган управления выдающий сигнал управления положительной полярности при включенном зажигании (например силовой сигнал на стеклоподъёмнике или обогрев заднего стекла). При управлении кнопкой или герконом, диод D2 не нужен. При управлении штатным органом для разблокировки, кнопка или геркон не нужны, диод D2 необходим.


Схема 1

Схема 1а

По схеме 1 выпускаются следующие 5-и контактные (переключающие) реле:

С управлением 12Вольт – 90.3747, 75.3777, 75.3777-01, 75.3777-02, 75.3777-40, 75.3777-41, 75.3777-42

С управлением 24Вольт – 901.3747, 901.3747-11, 905.3747, 751.3777, 751.3777-01, 751.3777-02, 751.3777-40, 751.3777-41, 751.3777-42

По схеме 1а с помехозащитным резистором:

С управлением 12Вольт – 902.3747, 906.3747, 752.101, 752.3777, 752.3777-01, 752.3777-02, 752.3777-40, 752.3777-41, 752.3777-42

С управлением 24Вольт – 903.3747, 903.3747-01, 907.3747, 753.3777, 753.3777-01, 753.3777-02, 753.3777-40, 753.3777-41, 753.3777-42


Схема 2

Схема 2а

По схеме 2 выпускаются следующие 4-х контактные (замыкающие/включающие) реле:
С управлением 12Вольт – 90.3747-10, , 75.3777-10, 75.3777-11, 75.3777-12, 75.3777-50, 75.3777-51, 75.3777-52, 754.3777, 754.3777-01, 754.3777-02, 754.3777-10, 754.3777-11, 754.3777-12, 754.3777-20, 754.3777-21, 754.3777-22, 754.3777-30, 754.3777-31, 754.3777-32

С управлением 24Вольт – 904.3747-10, 90.3747-11, 901.3747-11, 905.3747-10, 751.3777-10, 751.3777-11, 751.3777-12, 751.3777-50, 751.3777-51, 751.3777-52, 755.3777, 755.3777-01, 755.3777-02, 755.3777-10, 755.3777-11, 755.3777-12, 755.3777-20, 755.3777-21, 755.3777-22, 755.3777-30, 755.3777-31, 755.3777-32

По схеме 2а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт – 902.3747-10, 906.3747-10
С управлением 24Вольт – 902.3747-11, 903.3747-11, 907.3747-10


Схема 3

Схема 3а

По схеме 3 выпускаются следующие 4-х контактные (размыкающие/выключающие) реле:
С управлением 12Вольт – 90-3747-20, 904-3747-20, 90-3747-21, 75.3777-20, 75.3777-202, 75.3777-21, 75.3777-22, 75.3777-60, 75.3777-602, 75.3777-61, 75.3777-62

С управлением 24Вольт — 901-3747-21, 905-3747-20, 751.3777-20, 751.3777-202, 751.3777-21, 751.3777-22, 751.3777-60, 751.3777-602, 751.3777-61, 751.3777-62

По схеме 3а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт – 902-3747-20, 906-3747-20, 902-3747-21, 752.3777-20, 752.3777-21, 752.3777-22, 751.3777-60, 751.3777-61, 751.3777-62,

С управлением 24Вольт – 903-3747-21, 907-3747-20, 753.3777-20, 753.3777-21, 753.3777-22, 753.3777-60, 753.3777-61, 753.3777-62,

ВНИМАНИЕ.
Реле серии 19.3777 имеют корпус аналогичный выше приведенному. Схема этих реле имеет защитный и развязывающий диоды. Такие реле имеют полярное включение обмотки. Здесь в статье эти реле не упоминаются, поскольку имеют ограниченное применение.

Реле современных автомобилей.

Отличия и разнообразия номеров реле означает разные крепления, конструкция корпуса, степень защиты, напряжение управления катушкой, коммутируемые токи и прочие параметры. Иногда при выборе аналога необходимо учитывать некоторые параметры.


Схема 4

Схема 4а

По схеме 4 выпускаются следующие 5-и контактные (переключающие) реле:
С управлением 12Вольт — 98.3747, 982.3747
С управлением 24Вольт — 981.3747, 983.3747

По схеме 4а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт – 98. 3747-01, 98.3747-011, 982.3747-01
С управлением 24Вольт — 981.3747-01, 983.3747-01


Схема 5

Схема 5а

По схеме 5 выпускаются следующие 4-х контактные (замыкающие/включающие) реле:
С управлением 12Вольт — 98.3747-10, 982.3747-10
С управлением 24Вольт — 981.3747-10, 983.3747-10

По схеме 5а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт — 98.3747-11, 98.3747-111, 982.3747-11
С управлением 24Вольт — 981.3747-11, 983.3747-11


Схема 6

Схема 6а

По схеме 6 выпускаются следующие 4-х контактные (размыкающие/отключающие) реле:
С управлением 12Вольт — 98.3747-20, 982.3747-20
С управлением 24Вольт — 981.3747-20, 983.3747-20

По схеме 6а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт — 98.3747-21, 982.3747-21
С управлением 24Вольт — 981.3747-21, 983.3747-21

Приложение 2.

Здесь будут размещены фотографии реле с которыми мне приходилось работать. Это обычные реле из комплекта сигнализаций, и другого дополнительного оборудования.

Suzuki Jimny Помидоркин › Бортжурнал › Электрические компоненты для самоделкиных — часть 2.1 Реле

Часть 2.1 Устройства коммутации. Реле.

Электрические цепи, в основном, делятся на силовые и сигнальные (они же слаботочные, они же контрольные). Первые переносят энергию к потребителям, вторые — информацию или команды(приказы).
Сейчас речь про силовые цепи. У них есть неудобное свойство — искрение при замыкании и размыкании силовых контактов. На токах более 5-10 ампер этот эффект становится достаточно ощутимым, чтобы с ним считаться.
Способов коммутации цепей, в целом два — непосредственное — как выключатель освещения в квартире, и через промежуточное реле.
Непосредственная коммутация проще — тянешь провода, в разрыв плюса или минуса выключатель, и вперёд. Но мало какие выключатели успешно переносят замыкание-размыкание больших токов. Для нормальных аппаратов максимально допустимые токи указывает производитель.
Так что более грамотно использовать для коммутации силовых цепей второй способ — через промежуточное реле.
В этом случае в разрыв силового провода включают контакты реле, а на его управляющий вход подают команду с помощью выключателя.
Реле специально предназначены для такой работы, имеют специально выполненные контакты и предусматривают большое число отключений за время службы.
По физике процесса реле бывают двух видов — электромеханические и твердотельные (статические, они же полупроводниковые).
Электромеханические — это группа контактов, управляемая с помощью электромагнита. На катушку электромагнита подаём напряжение — реле срабатывает. Фактически это основная масса доступных на рынке реле.
Достоинства — когда цепь замкнута, на реле практически нет падения напряжения и выделения тепла, потому что сопротивление контактов очень мало.
Недостатки — как всё механическое, больше боится вибрации, имеет меньший ресурс, требует герметичного корпуса, если стоит в неудобных условиях. Срабатывает медленнее.
Твердотельное — состоит из полупроводниковых элементов — тиристоров, MOSFET транзисторов или симисторов.

Достоинства — почти мгновенное бесшумное срабатывание, не имеет движущихся частей, ресурс зависит в основном от теплового режима эксплуатации, в холоде и при адекватной нагрузке может жить сколько позволят материалы корпуса и присоединительных контактов.
Кроме того, при отключении большого тока, на который реле не рассчитано, у механических могут свариться контакты, и никакого отключения не будет, пока оно не расплавится целиком.
Твердотельные реле отключают ток всегда. Если он слишком большой — сгорит полупроводник и разомкнёт цепь навеки. Бывает, в таких реле функция плавного пуска, когда нагрузка «выходит на режим» за время, к примеру, 0,1 или 1с.
Такие реле потребляют очень маленький ток в цепи управления — это важно, если цепь замкнута длительное время при выключенном двигателе. Например, самодельная охранная система.
Коммутация твердотельных реле вносит минимум помех в бортовую сеть автомобиля, что может положительно сказаться на радиопринимающих и передающих устройствах.
Недостатки — многие модели сравнительно большое собственное сопротивление, от этого высокое тепловыделение. Более совершенные греются только в момент коммутации, но довольно ощутимо. При этом боятся высоких температур, особенно на длительное время, и соответственно, не везде под капотом смогут выжить. От того же сопротивления другая беда — на них падают драгоценные вольты, и если дома, где 230В, это почти пофиг, в машине даже 0,5В уже жалко. Поэтому перед использованием лучше глянуть документацию. Твердотельные реле боятся скачков напряжения, но иногда имеют встроенную защиту от этой беды. Терпеть не могут короткие замыкания.
По исполнению контактов реле бывают нормально разомкнутые (самые простые и распространённые), нормально замкнутые и перекидные. Существует также большое количество специализированных реле, предназначенных для конкретной нагрузки — поворотников, дворников, и т.п. Они могут сами отсчитывать временные интервалы и коммутировать нагрузку по определённому сценарию.
Если реле управляется электронным устройством (контроллером), то лучше использовать модели, где параллельно катушке установлен диод, это спасает от бросков напряжения в цепи управления. Бывают также варианты с резистором — тоже защита от бросков напряжения, но похуже, зато в отличие от диода, такому реле пофигу полярность управляющих контактов.
При выборе реле, особенно электромеханических, надо учитывать тип нагрузки, которой будете управлять. Индуктивная нагрузка — любые электродвигатели, блоки розжига ксеноновых ламп, компрессорные холодильники. Активная нагрузка — галогенные лампочки, любые электронагреватели. Емкостная нагрузка — драйверы светодиодов, некоторая электроника.
Засада в том, что реле может быть рассчитано на 30А активной нагрузки, но при этом нормально переваривать ток индуктивной нагрузки до 20А (цепь с таким током тяжелее разомкнуть). Так что внимательно читайте описания реле.
Присоединение реле выполняется через установочное гнездо/разъём, либо провода цепляются напрямую с помощью резьбовых зажимов.
Разъём выглядит страшно, и наводит на мысли о колхозном присоединении отдельных проводков, но на самом деле всё просто и сравнительно ремонтопригодно.
Когда выбираете реле — смотрите на расположение «ног» и размер присоединяемых контактов. Стандартные размеры — 4,8мм, 6.3мм, 9.5мм.
Существует несколько типов колодок(разъёмов-держателей) для реле. Сперва хотел привести их классификацию — А, B и т.д., но не обнаружил чёткой кодировки, каждый производитель по-своему пишет, так что глядите на расположение выводов и размер подключаемых клемм.
Из интересных образцов — реле со встроенными предохранителями — H+B 75613113 или Hella 4RA 003 530-041.

Хочется подешевле — вот «Энергомаш» 404.3787-10 реле 12В 40А с предохранителем 4-х контактное, за 90 руб.
На большие токи — есть H+B 75613100 на 200А, или Bosch 0 332 002 156 на 75А с винтовыми контактами.

Твердотельные реле H+B и Hella дорогие шописец, но на помощь опять придёт Энергомаш со своей моделькой 405.3787-02 на 12В/25А за 420 руб, да ещё с функцией плавного включения. Вариант 405.3787-03 аналогичен по функциям, но имеет противоположную полярность контактов «30» и «87».

Продукция «илитных брендов» нынче недёшева, но для общего применения самые доступные варианты: На 30А — реле — Flosser 2242, Bosch 0 332 019 110, или H+B 75613121. На 40А — Flosser 2245 или H+B 75613187. Есть Bosch 30A с диодиком — 033 201 4112.

Буду благодарен за любые добрые советы по содержанию текста, и особенно если кто натолкнёт на нормальную классификацию установочных колодок реле.

Автомобильные реле: как устроены, как их выбирать и проверять

Машины год от года становятся все умнее – они уже самостоятельно вращают рулем, меняют жесткость подвески, делают водителю массаж пятой точки и многое другое… Однако конечный исполнительный механизм большинства электрических цепей автомобиля, скромная «рабочая лошадка» – это реле, практически не изменившее свою конструкцию аж с 1831 года, когда впервые было изобретено… Что обычному автовладельцу полезно знать о реле?

Как устроено и применяется реле

К ак известно, габариты и мощность выключателя, коммутирующего мощную нагрузку, должны этой нагрузке соответствовать. Нельзя включить такие серьезные потребители тока в автомобиле, как, скажем, вентилятор радиатора или обогрев стекла крошечной кнопочкой – её контакты просто сгорят от одного-двух нажатий. Соответственно, кнопка должна быть крупной, мощной, тугой, с четкой фиксацией положений on/off. К ней должны подходить длинные толстые провода, рассчитанные на полный ток нагрузки.

Но в современном автомобиле с его изящным дизайном интерьера места таким кнопкам нет, да и толстые провода с дорогостоящей медью стараются применять экономно. Поэтому в качестве дистанционного силового коммутатора чаще всего применяется реле – оно устанавливается рядом с нагрузкой или в релейном боксе, а управляем мы им с помощью крошечной маломощной кнопочки с подведенными к ней тоненькими проводками, дизайн которой легко вписать в салон современной машины.

Внутри простейшего типичного реле располагается электромагнит, на который подается слабый управляющий сигнал, а уже подвижное коромысло, которое притягивает к себе сработавший электромагнит, в свою очередь замыкает два силовых контакта, которые и включают мощную электрическую цепь.

В автомобилях чаще всего используются два типа реле: с парой замыкающих контактов и с тройкой переключающих. В последнем при срабатывании реле один контакт замыкается на общий, а второй в это время отключается от него. Существуют, конечно же, и более сложные реле, с несколькими группами контактов в одном корпусе – замыкающими, размыкающими, переключающими. Но встречаются они существенно реже.

Обратите внимание, что на нижеприведенной картинке у реле с переключающей контактной тройкой рабочие контакты пронумерованы. Пара контактов 1 и 2 называется «нормально замкнутые». Пара 2 и 3 – «нормально разомкнутые». Состоянием «нормально» считается состояние, когда на обмотку реле НЕ подано напряжение.

Наиболее распространенные универсальные автомобильные реле и их контактные выводы со стандартным расположением ножек для установки в блок предохранителей или в выносную колодку выглядят так:

Герметичное реле из комплекта нештатного ксенона выглядит иначе. Залитый компаундом корпус позволяет ему надежно работать при установке вблизи фар, где водяной и грязевой туман проникают под капот через решетку радиатора. Цоколевка выводов – нестандартная, поэтому реле комплектуется собственным разъемом.

Для коммутации больших токов, в десятки и сотни ампер, используют реле иной конструкции, нежели описанные выше. Технически суть неизменна – обмотка примагничивает к себе подвижный сердечник, который замыкает контакты, но контакты имеют значительную площадь, крепление проводов – под болт от М6 и толще, обмотка – повышенной мощности. Конструктивно эти реле сходны со втягивающим реле стартера. Применяются они на грузовых машинах в качестве выключателей массы и пусковых реле того же стартера, на разной спецтехнике для включения особо мощных потребителей. Нештатно их используют для аварийной коммутации джиперских лебедок, создания систем пневмоподвески, в качестве главного реле системы самодельных электромобилей и т.п.

К слову, само слово «реле» переводится с французского как «перепряжка лошадей», и появился сей термин в эпоху развития первых телеграфных линий связи. Малая мощность гальванических батарей того времени не позволяла передавать точки и тире на дальние расстояния – все электричество «гасло» на длинных проводах, и доходившие до корреспондента остатки тока были неспособны шевельнуть головку печатающего аппарата. В результате линии связи стали делать «с пересадочными станциями» – на промежуточном пункте ослабевшим током активировали не печатающий аппарат, а слабенькое реле, которое уже, в свою очередь, открывало путь току из свежей батареи – и далее, и далее…

Что нужно знать о работе реле?

Напряжение, которое обозначено на корпусе реле, – это усредненное оптимальное напряжение. На автомобильных реле пропечатано «12V», но срабатывают они и при напряжении 10 вольт, сработают и при 7-8 вольтах. Аналогично и 14,5-14,8 вольт, до которых поднимается напряжение в бортсети при запущенном двигателе, им не вредит. Так что 12 вольт – это условный номинал. Хотя реле от 24-вольтовой грузовой машины в 12-вольтовой сети не заработает – тут уж разница слишком велика…

Второй главный параметр реле после рабочего напряжения обмотки – максимальный ток, который может пропустить через себя контактная группа без перегрева и пригорания. Указывается он обычно на корпусе – в амперах. В принципе, контакты всех автомобильных реле достаточно мощные, «слабаков» тут не водится. Даже самое миниатюрное коммутирует 15-20 ампер, реле стандартных размеров – 20-40 ампер. Если ток указывается двойной (например, 30/40 А), то это означает кратковременный и долговременный режимы. Собственно, запас по току никогда не мешает – но это касается в основном какого-то нештатного электрооборудования автомобиля, подключаемого самостоятельно.

Выводы автомобильных реле маркируются в соответствии с международным электротехническим стандартом для автопрома. Два вывода обмотки пронумерованы цифрами «85» и «86». Выводы контактной «двойки» или «тройки» (замыкающие или переключающие) обозначаются как «30», «87» и «87а».

Впрочем, гарантии маркировка, увы, не дает. Российские производители порой маркируют нормально замкнутый контакт как «88», а иностранные – как «87а». Неожиданные вариации стандартной нумерации встречаются и у безымянных «брендов», и у компаний уровня Bosch. А иногда контакты и вовсе маркируются цифрами от 1 до 5. Так что если тип контактов не подписан на корпусе, что нередко случается, лучше всего проверить распиновку неизвестного реле при помощи тестера и источника питания 12 вольт – подробнее об этом ниже.

Контактные выводы реле, к которым подключается электропроводка, могут быть «ножевого» типа (для установки реле в разъем колодки), а также под винтовую клемму (обычно у особо мощных реле или реле устаревших типов). Контакты бывают «белыми» или «желтыми». Желтые и красные – латунь и медь, матовые белые – луженая медь или латунь, блестящие белые – сталь, покрытая никелем. Луженые латунь и медь не окисляются, но голая латунь и медь – лучше, хотя и склонны темнеть, ухудшая контакт. Никелированная сталь также не окисляется, но сопротивление её высоковато. Неплохо, когда силовые выводы – медные, а выводы обмотки – никелированные стальные.

Чтобы реле сработало, на его обмотку подается питающее напряжение. Полярность его – безразлична для реле. Плюс на «85» и минус на «86», или наоборот – без разницы. Один контакт обмотки реле, как правило, постоянно подсоединен к плюсу или минусу, а на второй приходит управляющее напряжение с кнопки или какого-либо электронного модуля.

В прежние годы чаще использовалось постоянное подключение реле к минусу и плюсовой управляющий сигнал, сейчас более распространен обратный вариант. Хотя это не догма – бывает по-всякому, в том числе и в рамках одного автомобиля. Единственный вариант исключения из правил – реле, в котором параллельно обмотке подключен диод – тут уже полярность важна.

Если напряжение на обмотку реле подает не кнопка, а электронный модуль (штатный или нештатный – например, охранное оборудование), то при отключении обмотка дает индуктивный всплеск напряжения, который способен повредить управляющую электронику. Чтобы погасить всплеск, параллельно обмотке реле включается защитный диод.

Как правило, внутри электронных узлов эти диоды уже есть, но иногда (в особенности в случае различного допоборудования) требуется реле со встроенным внутри диодом (в этом случае его символ маркирован на корпусе), а изредка применяется выносная колодка с диодом, припаянным со стороны проводов. И если вы устанавливаете какое-то нештатное электрооборудование, нуждающееся, согласно инструкции, в таком реле, требуется строго соблюдать полярность при подключении обмотки.

Обмотка реле потребляет мощность около 2-2,5 ватт, из-за чего его корпус во время работы может достаточно сильно греться – это не криминально. Но нагрев допускается у обмотки, а не у контактов. Перегрев же контактов для реле губителен: они обугливаются, разрушаются и деформируются. Такое случается чаще всего в неудачных экземплярах реле российского и китайского производства, у которых плоскости контактов порой не параллельны друг другу, контактная поверхность из-за перекоса недостаточна, и при работе идет точечный токовый разогрев.

Реле не выходит из строя мгновенно, но рано или поздно перестает включать нагрузку, или наоборот – контакты привариваются друг к другу, и реле перестает размыкаться. К сожалению, выявить и предупредить такую проблему не совсем реально.

Проверка реле

При ремонте неисправное реле обычно временно подменяют исправным, а затем заменяют на аналогичное, и дело с концом. Однако мало ли какие задачи могут возникнуть, к примеру, при установке дополнительного оборудования. А значит, полезно будет знать элементарный алгоритм проверки реле с целью диагностики или уточнения цоколевки – вдруг попалось нестандартное? Для этого нам понадобятся источник питания с напряжением 12 вольт (блок питания или два провода от аккумулятора) и тестер, включенный в режиме измерения сопротивления.

Предположим, что у нас реле с 4 выводами – то есть, с парой нормально разомкнутых контактов, работающих на замыкание (реле с переключающей контактной «тройкой», проверяется аналогичным образом). Сперва касаемся щупами тестера поочередно всех пар контактов. В нашем случае это 6 комбинаций (изображение условное, чисто для понимания).

На одной из комбинаций выводов омметр должен показать сопротивление около 80 ом – это обмотка, запомним или пометим её контакты (у автомобильных 12-вольтовых реле наиболее распространенных типоразмеров это сопротивление бывает в диапазоне от 70 до 120 ом). Подадим на обмотку напряжение 12 вольт от блока питания или АКБ – реле должно отчетливо щелкнуть.

Соответственно, два других вывода должны показывать бесконечное сопротивление – это наши нормально разомкнутые рабочие контакты. Подключаем к ним тестер в режиме прозвонки, а на обмотку одновременно подаем 12 вольт. Реле щелкнуло, тестер запищал – все в порядке, реле работает.

Если же вдруг на рабочих выводах прибор показывает замыкание даже без подачи напряжения на обмотку, значит, нам попалось редкое реле с НОРМАЛЬНО ЗАМКНУТЫМИ контактами (размыкающимися при подаче напряжения на обмотку), либо, что более вероятно, контакты от перегрузки оплавились и сварились, замкнувшись накоротко. В последнем случае реле отправляется в утиль.

Устройство и примеры применения реле, как выбрать и правильно подключить реле

Коммутация – это включение или выключение электроприбора в сеть. Для этого используют разъединители, выключатели, автоматические выключатели, реле, контакторы, пускатели. Последние три (реле, контактор и магнитный пускатель) подобны по своему строению, но предназначены для разных мощностей нагрузки. Это электромеханические коммутационные устройства. У новичков часто возникают вопросы типа:

«Для чего у реле столько контактов?»;

«Как заменить реле, если нет подобного по расположению выводов?»;

«Как подобрать реле?».

Я постараюсь ответить на все эти вопросы в статье.

Для чего нужно реле?

Чтобы включить нагрузку нужно подать на её выводы напряжение, оно может быть постоянным и переменны, с разным количеством фаз и полюсов.

Напряжение можно подать несколькими способами:

Разъёмное соединение (вставить вилку в розетку или штекер в гнездо);

Разъединителем (как вы включаете свет в комнате, например);

Через реле, контактор, пускатель или полупроводниковый коммутационный прибор.

Первые два способа ограничены как по максимальной коммутационной мощности, так и по расположению точки подключения. Это удобно, если свет или прибор вы включаете выключателем или автоматом при этом и они расположены рядом друг с другом.

Для примера, приведу ситуацию, например водонагревательный бак (бойлер) – это достаточно мощная нагрузка (1 – 3 и более кВт). Ввод электроэнергии в коридоре, и там же на электрощите у вас расположен автомат включения бойлера, тогда вам нужно протянуть кабель сечением 2.5 кв. мм. На 3-5 метров. А если вам нужно включить такую нагрузку на большом расстоянии?

Для удаленного управления можно использовать такой же разъединитель, но чем больше расстояние – тем большим получится сопротивление кабеля, значит, нужно будет использовать кабеля с большим сечением, а это дорого. Да и если кабель оборвется – непосредственно на месте включить прибор уже не получится.

Для этого можно использовать реле, которое установлено непосредственно возле нагрузки, а включать его удаленно. Для этого не нужен толстый кабель, ведь сигнал управления обычно от единиц до десятков ватт, при этом может включаться нагрузка в несколько киловатт.

Выключатели и разъединители – нужны для ручного включения нагрузки, для того, чтобы управлять ею автоматически, нужно использовать реле или полупроводниковые приборы.

Сферы применения реле:

Схемы защиты электроустановок. Для автоматического ввода энергии защиты от низких и высоких напряжений, Реле тока – для срабатывания токовых защит, разрешения пуска электрических машин и пр.;

Для удаленного включения.

Как работает реле?

Электромагнитное реле состоит из катушки, якоря и набора контактов. Набор контактов может быть разным, например:

Реле с одной парой контактов;

С двумя парами контактов (нормально-замкнутые – NC, и нормально-разомкнутые – NO);

С несколькими группами (для управления нагрузкой в независимых друг от друга цепях).

Катушка может быть рассчитана на разную величину постоянного и переменного тока, вы можете подобрать под свою схему, чтобы не использовать дополнительный источник для управления катушки. Контакты могут коммутировать как постоянный, так и переменный ток, величина тока и напряжения обычно указана на крышке реле.

Мощность нагрузки зависит от коммутационной способности аппарата обусловленного его конструкцией, на мощных электромагнитных коммутационных устройствах присутствует дугогасительная камера, для управления мощной резистивной и индуктивной нагрузкой, например электродвигателем.

Работа реле основана на работе магнитного поля. Когда на катушку подаётся ток, то силовые линии магнитного поля пронизывают её сердечник. Якорь изготовлен из материала, который магнитится и он притягивается к сердечнику катушки. На якоре может быть размещена контактная медная пластика и гибкая подводка (провод), тогда якорь находится под напряжением и по медным шинам подаётся напряжение на неподвижный контакт.

Напряжение подключается к катушке, магнитное поле притягивает якорь, он замыкает или размыкает контакты. Когда напряжение пропадает – якорь возвращается в нормальное состояние возвратной пружиной.

Могут быть и другие конструкции, например, когда якорь толкает подвижный контакт, и он переключается от нормального состояния к активному, это изображено на картинке ниже.

Итог: Реле позволяет малым током через катушку управлять большим током через контакты. Величина управляющего и коммутируемого (через контакты) напряжения может быть разная и не зависит друг от друга. Таким образом мы получаем гальванически развязанное управление нагрузкой. Это даёт существенное преимущество перед полупроводниками. Дело в том, что сам по себе транзистор или тиристор он не развязан гальванически, даже более того непосредственно связан.

Токи базы это часть тока коммутируемой через эмиттер-коллектор цепи, в тиристоре, в принципе, ситуация подобна. Если PN-переход повреждается – напряжение включаемой цепи может попасть на цепь управления, если это кнопка – ничего страшного, а если это микросхема или микроконтроллер – они, скорее всего, тоже выйдут из строя, поэтому реализуется дополнительная гальваническая развязка через оптопару или трансформатор. А чем больше деталей – тем меньше надежность.

ремонтопригодность. вы можете провести ревизию большинства реле, например, подчистить контакты от нагара и оно заново заработает, а при определенной сноровке можно заменить катушку или подпаять её выводы если они оторвались от выходящих контактов;

полная гальваническая развязка силовой цепи и цепи управления;

низкое переходное сопротивление контактов.

Чем ниже сопротивление контактов, тем меньше теряется напряжения на них и меньше нагрев. Электронные реле выделяют тепло, чуть ниже я бегло расскажу о них.

из-за того, что конструкция по сути механическая – ограниченное число срабатываний. Хотя для современных реле оно доходит до миллионов срабатываний. Так что сомнительный момент недостаток.

скорость срабатывания. Электромагнитное реле срабатывает за доли секунды, в то время как полупроводниковые ключи могут переключаться миллионы раз в секунду. Поэтому нужно подходить с умом к выбору коммутационной аппаратуры.

при отклонениях от управляющего напряжения может быть дребезжание реле, т.е. состояние, когда ток через катушку мал, для нормального удержания якоря, и оно «жужжит» открываясь и закрываясь с большой скоростью. Это чревато скорым выходом его из строя. Отсюда вытекает следующее правило – для управления реле аналоговый сигнал должен подаваться через пороговые устройства, типа триггера Шмидта, компаратора, микроконтроллера и т.д.;

Щелкает при срабатывании.

Характеристики реле

Чтобы правильно подобрать реле нужно учесть ряд параметров, который описывает его особенности:

1. Напряжение срабатывания катушки. 12 В реле не будет устойчиво работать или не включится совсем если вы на его катушку подадите 5 В.

2. Ток через катушку.

3. Количество контактных групп. Реле может быть 1-канальным, т.е. содержать 1 коммутационную пару. А может и 3-канальным, что позволит подключать 4 полюса к нагрузке (например, три фазы 380В)

4. Максимальный ток через контакты;

5. Максимальное коммутируемое напряжение. У одного и того же реле оно различное для постоянного и переменного токов, например 220 В переменного и 30 В постоянного. Это связано с особенностями дугообразования при коммутации разных электроцепей.

6. Способ монтажа – клеммные колодки, вывод для клемм, пайка в плату или установка на DIN-рейку.

Электронные реле

Обычное электромагнитное реле при срабатывании щелкает, что может мешать вам при использовании таких приборов в бытовых помещениях. Электронное реле, или как его еще называют твердотельное реле, лишено этого недостатка, но оно выделяет тепло, т.к. в качестве ключа используется транзистор (для реле постоянного тока) или симистор (для реле переменного тока). Кроме полупроводникового ключа в электронном реле установлена обвязка для обеспечения возможности управления ключом нужным управляющим напряжением.

Такое реле для управления использует постоянное напряжение от 3 до 32, а коммутирует переменное от 24 до 380 В с током до 10 А.

малое потребление управляющего тока;

отсутствия шума при переключении;

больший ресурс (миллиард и больше срабатываний, а это в тысячу раз больше чем у электромагнитного).

может сгореть от перегрева;

если сгорит – отремонтировать не получится.

Как подключить реле?

На картинке ниже хорошо изображена схема подключения реле к сети и нагрузке. На один из силовых контактов подключают фазу, на второй нагрузку, а ноль на второй вывод нагрузки.

Так собирается силовая часть. Цепь управления собирается так: источник питания, например аккумулятор или блок питания, если реле управляемое постоянным током, через кнопку подключается к катушке. Для управления реле переменного тока схема аналогична, на катушку подается переменное напряжение нужной величины.

Здесь очевидно, что напряжение управления никак не зависит от напряжения в нагрузке, тоже и с токами. Ниже вы видите схему управления активаторами центрального замка автомобиля с двухполярым управлением.

Задача следующая, чтобы активатор совершил движение вперед нужно подключить плюс и минус к его соленоиду, чтобы сдвинуть его назад – полярность нужно сменить. Это сделано с помощью двух реле с 5-ю контактами (нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый).

Когда напряжение подаётся на левое реле, плюс подается на нижний провод (по схеме) активатора, через нормально-замкнутые контакты правого реле верхний провод активатора подключен к отрицательному выводу (к массе).

Когда напряжение подано на катушку правого реле, а левое обесточено, полярность получается обратной: плюс через нормально-разомкнутый контакт правого реле подаётся на верхний провод. А через нормально-замкнутые контактны правого реле – нижний провод активатора соединен с массой.

Этот частный случай я привел для примера того, что с помощью реле можно не только включать напряжение на нагрузку, но и осуществлять разнообразные схемы подключения и переполюсовки.

Как подключить реле к микроконтроллеру

Чтобы управлять нагрузкой переменного тока через микроконтроллер удобно использовать реле. Но возникает небольшая проблема: ток потребления реле зачастую превышает максимальный ток через пин микроконтроллера. Чтобы её решить – нужно усилить ток.

На схеме изображено подключение реле с катушкой на 12В. Здесь транзистор VT4 обратной проводимости, он играет роль усилителя тока, резистор R нужен для ограничения тока через базу (устанавливается так, чтобы ток был не более чем максимальный ток через пин микроконтроллера).

Резистор в цепи коллектора нужен для того, чтобы задать ток катушки, подбирается по величине тока срабатывания реле, в принципе, его можно исключить. Параллельно катушке установлен обратный диод VD2 – он нужен, чтобы всплески самоиндукции не убили транзистор и выход микроконтроллера. С диодом всплески отправятся в сторону источника питания, и энергия магнитного поля прекратит свою работу.

Ардуино и реле

Для любителей Arduino есть готовые релейные шилды и отдельные модули. Чтобы обезопасить выходы микроконтроллера в зависимости от конкретного модуля может быть реализована опторазвязка управляющего сигнала, что значительно увеличит надёжность схемы.

Схема подобного модуля вот:

Мы говорили о характеристиках реле, так вот они часто указаны в маркировке на передней крышке. Обратите внимание на фото релейного модуля:

10A 250VAC – значит что способно управлять нагрузкой переменного напряжения до 250В и с током до 10 А;

10A 30VDC – для постоянного тока напряжение в нагрузке не должно превышать 30В.

SRD-05VDC-SL-C – маркировка, зависит от каждого произовдителя. В ней мы видим 05VDC – это значит, что реле сработает от напряжения в 5В на катушке.

При этом у реле есть нормально открытый контакты, всего 1 подвижный контакт. Схема подключения к ардуине изображена ниже.

Заключение

Реле это классический коммутационный прибор который используется везде: пультах управления в щитовых промышленных цехов, в автоматике, для защиты оборудования и человека, для избирательного подключения конкретной цепи, в лифтовом оборудовании.

Начинающему электрику, электронщику или радиолюбителю очень важно научиться использовать реле и составлять схемы с ними, так вы можете применять их в работе и хозяйстве, реализуя релейные алгоритмы без применения микроконтроллеров. Это хоть и увеличит габариты, но значительно улучшит надежность схемы. Ведь надежность это не только долговечность, но и безотказность и ремонтопригодность!

Читать еще:  Электросхема ваз 2106 карбюратор с описанием цветная
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector