Реле

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Принцип действия реле
Электромагнитное реле
Твердотельное реле

Реле́ (релейный элемент) (фр. relais) — коммутационный аппарат, электромагнитный, слаботочный или иной элемент автоматических устройств, который при воздействии на него внешних физических явлений скачкообразно принимает конечное число значений выходной величины[1]. Реле отличается от релейного устройства, которое может быть автономным — без воспринимающих устройств, за исключением пусковых ключей (например: генераторы последовательностей сигналов, таймеры).[2] Релейные устройства могут состоять из реле и других элементов, не имеющих релейных характеристик (диоды, транзисторы, конденсаторы), но поставленных в релейный режим работы.[3] Релейным элементом является минимальная совокупность деталей и связей между ними, имеющая релейную характеристику. При поступлении фиксированного воздействия на входе скачкообразно изменяется воздействие на выходе, переходя от одного фиксированного воздействия к другому[4]. У релейных многопозиционных элементов воспринимающие или исполнительные органы могут находиться более чем в двух состояниях. Примером такого устройства может служить шаговый искатель[5].

С точки зрения общих функций выделяют группы реле: защитные, управляющие и контрольные[4].

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, соединённых с электрическими релейными элементами[4].

История[править | править код]

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[6].

Другие историки[7][8][9][10] 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. Необходимость в изобретении реле была обусловлена задачей усиления слабых электрических сигналов, передаваемых по проводам в приемный электромагнит телеграфного аппарата. Реле Генри представляло собой электромагнитный контактный коммутатор электрической цепи, осуществляющий усиление (ретрансляцию, подпитку) импульсов тока, приходящих на силовой электромагнит телеграфа, который с приходом ослабленного импульса тока замыкал электрический контакт цепи, соединяющий местную батарею питания силового электромагнита с его обмоткой[11].

Слово «реле» возникло от французского relay — процедура смены уставших почтовых лошадей на станциях или передача эстафеты в спортивных эстафетных состязаниях. Это было как раз связано с принципом действия реле, применявшихся на линиях телеграфа.

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

Затем появление телефона потребовало применения электромагнитных коммутаторов электрических цепей, названных телефонными реле. Позже успешное применение электромагнитных реле в технике телеграфии и телефонии способствовало применению подобных реле в устройствах железнодорожной автоматики, измерительной техники, энергетики, электротехники, а также в радиоэлектронной аппаратуре[11].

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)[12][13]. Однако началом развития теории релейных устройств является 1936—1938 года, когда В.Шестаков[14], К.Шеннон[15] и А. Накасима[en][16] применили для решения задач релейными устройствами аппарат математической логики; указание на возможность применения этого аппарата было сделано ещё в 1910 году ученым П.Эренфестом[17].

Пока программируемые контроллеры ещё не изобрели, все системы управления были основаны на реле и представляли собой шкафы с проводами и релейными модулями. Для их описания был создан язык релейной (лестничной) логики (Ladder diagram)[18].

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[19], а второй (1962 г.) — в СССР[20].

Конструкция[править | править код]

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

Петля гистерезиса

срабатывание — минимальное значение воздействия (электрического сигнала) 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 (электрического сигнала) 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[4]. Которые в свою очередь могут быть контактные и бесконтактные.

Независимо от типа реле свойственно два положения: при отсутствии напряжения на катушке — невозбуждённое состояние, а при подаче напряжения — возбуждённое состояние. При переходе из состояния в состояние происходит явление переброса, то есть изменения положения контактных групп[21].

Электрический[править | править код]

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[22]. В рамках системы стандартизации термин «электрическое реле» используется исключительно для реле, выполняющего только одну операцию преобразования между его входными и выходными цепями[23].

Классификация[править | править код]

По виду физических явлений, используемых для действия[4][править | править код]
По виду физических величин, на которые реагируют[4][править | править код]
По назначению делятся на[22][править | править код]

Обозначение на схемах[править | править код]

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[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. ↑ Реле//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964.
  2. ↑ Релейное устройство автономное//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964.
  3. ↑ Релейное устройство//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 Релейный элемент (реле)//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) —М.: Советская энциклопедия, 1964
  5. ↑ Релейный многопозиционный элемент//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964
  6. ↑ Храмой А. В. О двух важных этапах в истории электроавтоматики (рус.) // Электричество : журнал. — 1950. — Декабрь. — С. 72—77. Архивировано 26 мая 2018 года.
  7. ↑ Icons of Invention: The Makers of the Modern World from Gutenberg to Gates (англ.). — ABC-CLIO. — P. 153.
  8. ↑ The electromechanical relay of Joseph Henry. Georgi Dalakov. Дата обращения: 28 августа 2015. Архивировано 18 июня 2012 года.
  9. ↑ 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.
  10. ↑ Thomas Coulson. Joseph Henry: His Life and Work (неопр.). — Princeton: Princeton University Press, 1950.
  11. ↑ 1 2 История создания и развития реле. Дата обращения: 27 сентября 2023. Архивировано 2 апреля 2015 года.
  12. ↑ Кутти А.К. без названия // Труды Ленинградской экспериментальной электротехнической лаборатории. — 1928. — № 8. — С. 10.
  13. ↑ Цымбалистый М.Г. без названия // Труды Ленинградской экспериментальной электротехнической лаборатории. — 1928. — № 8. — С. 19.
  14. ↑ Шестаков В.И. диссертация // Некоторые математические методы конструирования и упрощения двухполюсных электрических схем класса А. — 1938.
  15. ↑ Shannon C.E. A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits (Англ.) // American Institute of Electrical Engineers. — 1938. — № 57. — С. 713. Архивировано 14 ноября 2018 года.
  16. ↑ 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.
  17. ↑ Эренфест П. без названия // Журнал Русского физико-химического общества. — 1910. — Т. 42, № вып.10. — С. 382.
  18. ↑ Релейная логика. Дата обращения: 14 октября 2022. Архивировано 14 октября 2022 года.
  19. ↑ Proceedings of an International Symposium on the Theory of Switching. — Harvard University. — MA, 1959. — Т. 2.
  20. ↑ Труды международного симпозиума по теории релейных устройств и конечных автоматов. — Автоматика и телемеханика, 1963. — Т. 24.
  21. ↑ 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.
  22. ↑ 1 2 Релейный элемент электрический (реле электрическое)//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964
  23. ↑ ГОСТ 16022-83 Реле электрические. Термины и определения.
  24. ↑ MEMS Switch | Analog Devices. Дата обращения: 17 октября 2018. Архивировано 17 октября 2018 года.

Литература[править | править код]

  • 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.

Ссылки[править | править код]

Источник — https://wiki4.ru/w/index.php?title=Реле&oldid=134869624