Реле

Реле́ (фр. relais) — коммутационный аппарат, который при воздействии на него внешних физических явлений скачкообразно принимает конечное число значений выходной величины[1].

Реле-прерыватель указателей поворота и аварийной сигнализации автомобиля (ВАЗ-2109)
Электромагнитное реле

Назначение реле заключается в автоматизации замыкания или размыкания электрической цепи.

По виду физических величин, на которые реагируют реле, они делятся на: электрические, механические, тепловые, оптические, магнитные, акустические. Часто реле, которые должны реагировать на неэлектрические величины, выполняют с помощью датчиков, соединенных с электрическими релейными элементами[2].

Реле называют различные таймеры, например таймер указателя поворота автомобиля, таймеры включения/выключения различных приборов и устройств, например бытовых приборов (реле времени).

История

Некоторые историки науки утверждают, что реле впервые было разработано и построено русским учёным П. Л. Шиллингом в 1830—1832 гг. Это реле составляло основную часть вызывного устройства в разработанном им телеграфе[3].

Другие историки[4][5][6][7] отдают первенство известному американскому физику Джозефу Генри (его именем названа единица индуктивности — генри), который сконструировал контактное реле в 1835 году, при попытках усовершенствовать изобретённый им в 1831 году телеграфный аппарат (в 1837 году устройство получило применение в телеграфии). Первое реле Дж. Генри было не коммутационным.

Слово «реле» возникло от французского relay, — процедура смены уставших почтовых лошадей на станциях или передача эстафеты в спортивных эстафетных состязаниях.

Как самостоятельное устройство реле впервые упомянуто в патенте на телеграф Самюэля Морзе.

Первые попытки создания научной методики для построения структуры релейных устройств относятся к 1925—1930 годам (работы учёных СССР А. Кутти, М. Цимбалистый, а также работы иностранных авторов)[8][9]. Однако началом развития теории релейных устройств является 1936—1938 года, когда В.Шестаков[10], К.Шеннон[11], и А. Накасима,[12] применили для решения задач релейными устройствами аппарат математической логики; указание на возможность применения этого аппарата было сделано ещё в 1910 году ученым П.Эренфестом[13].

Существенную роль в развитии релейных устройств сыграли международные симпозиумы по теории релейных устройств и конечных автоматов. Первый из них (1957 г.) имел место в США[14], а второй (1962 г.) — в СССР[15].

Релейные элементы

Релейный элемент — минимальная совокупность деталей и связей между ними, имеющая релейную характеристику, то есть скачкообразно изменяющаяся при поступлении фиксированных воздействий на вход, воздействие на выходах, переходя от одного фиксированного воздействия к другому[2] У релейных многопозиционных элементов воспринимающие или исполнительные органы могут находиться более чем в двух состояниях. Примером такого устройства может служить шаговый искатель[16].

Релейные элементы характеризуются параметрами, относящиеся к входным и выходным воздействиям:

Петля гистерезиса

срабатывание — минимальное значение воздействия (на входе) при таком его возрастании, что релейный элемент изменяет свое состояние и одновременно воздействует на выходе в соответствии с релейной характеристикой;

отпускание — минимальное значение воздействия на входе при таком его уменьшении, что релейный элемент возвращается в свое первоначальное состояние.

В связи с неидеальностью релейной характеристики эти величины обычно не совпадают друг с другом (гистерезис). В ряде случаев релейный элемент может обладать свойствами фиксации, то есть оставаться в занятом им состоянии и после снятия воздействия на входе. В этом случае релейный элемент возвращается в первоначальное состояние обычно после подачи воздействия на другой его вход (или воздействие противоположного знака воздействия на тот же вход). Максимальное значение такого воздействия при его возрастании, вызывающее возвращение релейного элемента в первоначальное состояние, называется параметром возврата. Отношение параметра отпускания к параметру срабатывания называется коэффициентом отпускания. Характеристикой релейного элемента служит так же его быстродействие, определяемое временем срабатывания и временем отпускания или возврата. В ряде случаев важными характеристиками релейного элемента являются: потребление энергии, вес, занимаемый объём и т. п.

По виду физических явлений, используемых для действия релейных элементов, они делятся на механические и электрические[2]. Которые в свою очередь могут быть контактные и бесконтактные.

Независимо от типа реле свойственно два положения: при отсутствии напряжения на катушке — невозбужденное состояние, а при подаче напряжения — возбужденное состояние. При переходе из состояния в состояние происходит явление переброса, то есть изменения положения контактных групп[17].

Электрический
Основная статья: Электромагнитное реле

Чаще всего под термином «реле» подразумевается электрический релейный элемент — релейный элемент, действие которого основано на явлениях, вызванных протеканием электрического тока, изменением электрического поля или явлениями, связанными с электрической проводимостью[18]. В рамках системы стандартизации термин «электрическое реле» используется исключительно для реле, выполняющего только одну операцию преобразования между его входными и выходными цепями[19].

Классификация
По виду физических явлений, используемых для действия[2]
По виду физических величин, на которые реагируют[2]
  • электрические
    • ток;
    • напряжение;
    • мощность
      • активная;
      • реактивная;
      • активно-реактивная;
    • частота;
    • сопротивление
      • активное;
      • реактивное;
      • активно-реактивное;
      • направленное;
    • фаза
      • сдвиг фаз;
      • последовательность фаз.
  • Механические
    • Давления
    • Вакуума
    • Перемещения
      • Линейного
      • Углового
      • Направления
      • Уровня
    • Скорости
      • Поступательной
      • Вращательной
    • Течения
      • Скорости
      • Расхода
    • Ускорения
      • Линейного
      • Углового
    • Усилия
    • Частоты колебаний
    • Амплитуды колебаний
  • Тепловые
    • Температуры
      • Абсолютной величины
      • Скорости изменения
    • Мощности теплового потока
  • Оптические
    • Освещенности
    • Спектрального состава
  • Акустические
    • Звукового давления
    • Частоты звуковых колебаний
  • Магнитные
    • Напряженности магнитного поля
    • Магнитной индукции
    • Магнитного потока
По назначению делятся на[18]

Обозначение на схемах

На принципиальных электрических схемах реле обозначается следующим образом:

1 — обмотка реле (A1, A2 — управляющая цепь),

2 — контакт замыкающий,

3 — контакт размыкающий,

4 — контакт замыкающий с замедлителем при срабатывании,

5 — контакт замыкающий с замедлителем при возврате,

6 — контакт импульсный замыкающий,

7 — контакт замыкающий без самовозврата,

8 — контакт размыкающий без самовозврата,

9 — контакт размыкающий с замедлителем при срабатывании,

10 — контакт размыкающий с замедлителем при возврате.

11 — общий контакт,

11-12 — нормально замкнутые контакты,

11-14 — нормально разомкнутые контакты.

На некоторых схемах ещё можно встретить обозначения по ГОСТ 7624-55.

См. также

Источники
  • Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для вузов. — 5-е изд., стер. — М.: Высшая школа, 2007. — 639 с.: ил. — ISBN 978-5-06-004826-1
  • Гуревич В. И. Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера. — М.: Солон-пресс, 2011. — 700 с.: ил. — ISBN 978-5-91359-086-2
  • Gurevich V. Electric Relays: Principles and applications, CRC Press, 2005, 704 pp.

Примечания
  1. Реле//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964.
  2. Релейный элемент (реле)//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) —М.: Советская энциклопедия, 1964
  3. Храмой А. В. О двух важных этапах в истории электроавтоматики (рус.) // Электричество : журнал. — 1950. — Декабрь. — С. 72—77.
  4. Icons of Invention: The Makers of the Modern World from Gutenberg to Gates (англ.). — ABC-CLIO. — P. 153.
  5. The electromechanical relay of Joseph Henry. Georgi Dalakov.
  6. Scientific American Inventions and Discoveries: All the Milestones in Ingenuity--From the Discovery of Fire to the Invention of the Microwave Oven (англ.). — John Wiley & Sons. — P. 311.
  7. Thomas Coulson. Joseph Henry: His Life and Work (неопр.). — Princeton: Princeton University Press, 1950.
  8. Кутти А.К. без названия // Труды Ленинградской экспериментальной электротехнической лаборатории. — 1928. — № 8. — С. 10.
  9. Цымбалистый М.Г. без названия // Труды Ленинградской экспериментальной электротехнической лаборатории. — 1928. — № 8. — С. 19.
  10. Шестаков В.И. диссертация // Некоторые математические методы конструирования и упрощения двухполюсных электрических схем класса А. — 1938.
  11. Shannon C.E. A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits (Англ.) // American Institute of Electrical Engineers. — 1938. — № 57. — С. 713.
  12. Nakashima A. A realization theory for relay circuits (Англ.) // Journal of the Instittute of Electrical Communication Engineers of Japan. — 1937. — Сентябрь (№ 150). — С. 197—226.
  13. Эренфест П. без названия // Журнал Русского физико-химического общества. — 1910. — Т. 42, № вып.10. — С. 382.
  14. Proceedings of an International Symposium on the Theory of Switching. — Harvard University. — MA, 1959. — Т. 2.
  15. Труды международного симпозиума по теории релейных устройств и конечных автоматов. — Автоматика и телемеханика, 1963. — Т. 24.
  16. Релейный многопозиционный элемент//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964
  17. Жарковский Б. И., Шапкин В. В. Справочник молодого слесаря по контрольно-измерительным приборам и автоматике. — М.: Высшая школа, 1991. — С. 63. — 159 с. — ISBN 5-06-000920-3.
  18. Релейный элемент электрический (реле электрическое)//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964
  19. ГОСТ 16022-83 Реле электрические. Термины и определения.
  20. MEMS Switch | Analog Devices

Ссылки


This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.