Реле

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

Реле́ (фр. relais) — элемент автоматических устройств, 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)

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[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[3].

Другие историки[4][5][6][7] отдают первенство известному американскому физику Дж. Генри (его именем названа единица индуктивности — генри), который сконструировал контактное реле в 1835 году при попытках усовершенствовать изобретённый им в 1831 г. телеграфный аппарат. В 1837 году устройство получило применение в телеграфии. Фактически первое реле было изобретено американцем Джозефом Генри в 1831 г. и основывалось на электромагнитном принципе действия. Следует отметить, что 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 ученых СССР Кутти А, Цимбалистый М, а также работы иностранных авторов).[8][9] Однако началом развития теории релейный устройств является 1936—1938 года, когда В.Шестаков,[10] К.Шеннон,[11] и А.Накашима,[12]применили для решения задач рейными 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[править | править код]

Релейный элемент — минимальная совокупность деталей и связей между ними, имеющая релейную характеристику, то есть скачкообразно изменяющая 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 находится 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 не идеальностью 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.

Электрический[править | править код]

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.[17] В рамках системы стандартизации термин «электрическое реле» используется исключительно для реле, выполняющего только одну операцию преобразования между его входными и выходными цепями.[18]

Классификация[править | править код]

По виду физических явлений, используемых для действия[2]:[править | править код]
По виду физических величин, на которые реагируют[2]:[править | править код]
  • 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:[17][править | править код]

Обозначение на схемах[править | править код]

На принципиальных электрических схемах реле обозначается следующим образом:

Oboznachenie kontaktov rele.png

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.

Relay-IEC.svg

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]

Источники[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.

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. 1 2 3 4 5 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. — 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. — John Wiley & Sons. — P. 311.
  7. Thomas Coulson. Joseph Henry: His Life and Work. — 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. 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
  18. ГОСТ 16022-83 Реле электрические. Термины и определения
  19. http://www.analog.com/en/applications/technology/mems-switch.html

Ссылки[править | править код]