2.1.1. Электромагнитное реле

Электромагнитное (э/м) реле является одним из наиболее старых, им более ста лет, и одним из самых распространенных элементов современной автоматики. Устройство реле приведено на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Электромагнитное реле

а – конструкция;

б – условное обозначение в схемах

Оно состоит из катушки электромагнита 1, сердечника 2, подвижного якоря 3, возвратной пружины 4 и контактных пружин (контактов) 5. При пропускании тока через катушку создается маг­нитный поток, благодаря чему образуется тяговое усилие, якорь при­тягивается к сердечнику и перемещает контакты, которые замыка­ются (контакты а, b) или размыкаются (контакт с). При составлении схем устройств на э/м реле используют условное обозначение реле. Контакты реле изображаются в таком состоянии, в каком они нахо­дятся при обесточенной катушке (отпущенном якоре), т.е. контакты "а" и "b" при отсутствии тока через катушку разомкнуты, а контакт "с" - замкнут. Пунктирную линию, показывающую механическую связь между катушкой и контактами изображать необязательно, но, в таком случае, вводятся буквенные и цифровые обозначения; катушка обозначается буквой К с порядковым номером реле, а обо­значение контактов повторяет обозначение катушки, к которому че­рез точку или двоеточие добавляется порядковый номер контакта (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Условное графическое обозначение э/м реле

Реле имеет два замыкающихся контакта - К1.1 и К1.2 и один размыкающийся - К1.3.

Необходимо подчеркнуть, что катушка реле и контакты между собой электрически изолированы и могут находиться в разных электрических цепях. Например, катушку реле можно питать током низкого напря­жения, в то же время, контакты могут управлять цепями высокого напряжения. Такое разделение цепей позволяет повысить безопасность эксплуатации различных устройств: мощных высоковольтных двигате­лей, нагревателей и др. Управление катушкой реле производится обычно кнопками, выключателями или контактами других реле или датчиков.

Т.о., э/м реле является элементом с одним входным сигналом (ток в катушке) и несколькими выходными сигналами (токи через контакты). При этом каждый из выходных сигналов может прини­мать только два состояния; контакт либо разомкнут, либо замкнут (рис. 2.3.). Несмотря на простую конструкцию и принцип работы отдельного реле, совокупность взаимосвязанных реле позволяет выполнять слож­ные функции, в том числе и математические операции.

Рис. 2.3. Схема самоблокировки

Приведенная схема позволяет, «запомнить» на неограниченное время кратковременный сигнал нажатия кнопки.

В исходном состоянии ни в одной из цепей тока нет. При нажа­тии на кнопку S1 замыкается цепь катушки реле К1; ток проходит через кнопку S1 и катушку К1. Прохождение тока через катушку К1 приведет к замыканию контактов реле К 1.1 и К 1.2, загорится лампа H1. После отпускания кнопки ток в катушке К1 не прекратится, т.к. цепь катушки будет замкнута собственным контактом реле К1.1; в результате К1 останется включенной, лампа H1 останется гореть. Выключить ее кнопкой S1 невозможно. Такая схема получила название "схема самоблокировки", т.к. контакт К 1.1 бло­кирует кнопку S1. На рис. 2. т" приведена более сложная схема. В исходном состоянии все цепи разомкнуты. При нажатии на кнопку S1 сработает реле К1, замкнутся контакты К 1.1 и К 1.3 , а контакт К 1.2 - разомкнётся.

Рис. 2.4. Схема включения контактной группы многоцелевого действия

Замкнутый контакт К1.1 включает реле К2, которое замыкает контакты К2.1, К2.2 и К2.3; загорится лампа HI. Реле КЗ и К4 оста­нутся выключенными, т.к. при замкнутом К2.2 разомкнут К1.2, а при замкнутом К1.3 - разомкнут К3.2. Лампа Н2 остается выклю­ченной. При отпускании кнопки реле К1 выключится, но реле К2 ос­танется работать (за счет контакта К2.1); контакт К 1.2 замыкается, К2.2 замкнут - включится реле КЗ, но реле К4 останется выключен­ным, т.к. разомкнутым будет контакт К1.3. При повторном нажатии S1 замкнется К 1.3, КЗ.2 будет оставаться замкнутым, сработает реле К4 и включится лампа Н2. Т.о. лампа Н2 зажглась после второго нажа­тия. Непосредственной практической ценности схема не представляет, но она демонстрирует возможность построения на реле устройств, выполняющих функцию счета (лампа Н2 зажглась после 2-го нажатия кнопки). Аналогично можно было бы выполнить уст­ройство, осуществляющее, к примеру, суммирование или другие ариф­метические или логические операции.

Во избежание некоторой путаницы в терминологии, надо заме­тить, что при ссылках в тексте, например в рассмотренном выше описании работы схемы, и катушки реле и сами реле именуются одинаково: Kl, К2 и т.д. Но на схемах это обозначение относится только к соответствующей катушке электромагнита реле.