Реле – что это такое, принцип действия, как проверить

В составе электросхемы почти любого современного оборудования есть электрическое реле. При выходе из строя прибора диагностировать его требуется в числе первых среди различных электронных компонентов. Поэтому рассмотрим, как проверить реле, что оно собой представляет, как действует, на какие виды подразделяется и какими характеристиками обладает, каковы причины и признаки его неисправности, а также как правильно его подготовить и протестировать.

Реле – что это такое, принцип действия

Элемент электросхемы, выполняющий функцию соединения/разрыва цепи под действием поступающего из управляющего устройства сигнала, называется электрическим реле. По сути, устройство выполняет функцию переключателя в автоматизированных системах, когда режимы работы оборудования должны переключаться при изменении каких-либо условий.

Реле есть во многих бытовых приборах. Наиболее доступный пример – холодильник. Как только температура в камере достигает порогового значения, термодатчик посылает сигнал, в свою очередь реле запускает систему циркуляции фреона. При достижении нужного уровня охлаждения срабатывает обратный сигнал, и реле размыкает электроцепь.

По конструкции и механизму работы реле представляет собой электромагнит, состоящий из следующих элементов:

1. Электромагнитная катушка с сердечником.
2. Г-образный подвижный якорь на пружине.
3. Группы контактов.
4. Корпус.

Механизм его действия основан на возможности воздействия э/м-поля на токопроводящие элементы, и сводится к следующей схеме:

• На контакты обмотки подается ток.
• В катушке образуется э/м-поле.
• Расположенная сверху пластина якоря притягивается к сердечнику.
• Создается контакт, и электрическая цепь замыкается.

Как только напряжение заданного значения перестанет поступать на катушку, э/м-поле исчезнет, якорь под действием силы пружины вернется в обычное состояние, контакты разъединятся и цепь разомкнется. При этом изначальное положение якорной пластины и сердечника может быть не только разъединенным, но и соединенным. В устройствах последнего типа при подаче тока происходит разрыв электроцепи.

На заметку! Самый простой способ проверить реле – подать напряжение заданного значения. Если устройство исправно, будет слышен характерный щелчок.

Разновидности реле и их характеристики

Классифицируются реле по следующему ряду признаков:

• Физическим процессам, лежащим в основе функции переключения.

В зависимости от физики происходящих внутри явлений устройства подразделяются на такие виды:

1. Поляризованные. Положение контактов определяется направлением тока.
2. Нейтральные. Характеризуются независимостью от полярности управляющего сигнала.
3. Магнитоэлектрические. Взаимодействуют только с постоянным электротоком.
4. Ферродинамические. В основе лежат ферромагнитные стержни для усиления магнитного поля.
5. Тепловые. Отвечают на тепловое воздействие, возникающее при прохождении электричества.
6. Индукционные. Основаны на силе взаимодействия между меняющимся магнитным полем и индукционным потоком в проводниках.
7. Электронные. В основе применяется возможность p-n-перехода пропускать электроток в одну сторону.

Также релейные переключатели различаются по типу контактов на 3 вида – замкнутые, разомкнутые и перекидные.

• Виду элементной базы.

Регуляторы релейного типа подразделяются на такие разновидности:

1. Микропроцессорные. В основе используется определенный алгоритм.
2. Релейные. Устроены по принципу переключения контактов для стабилизации или отключения цепи.
3. Интегральные. В основе лежат интегральные полупроводниковые элементы.

Ранее применялись транзисторные или релейно-транзисторные разновидности переключателей.

• Типу конструкции.

По виду исполнения устройства делятся на 3 вида:

1. Наружные или отдельные.
2. Внутренние, входящие в состав генератора.
3. Гибридные или совмещенные.

Кроме того, реле может иметь различное количество уровней и разделяться по типу контакта – «+» и «-».

При этом релейные коммутаторы обладают следующим рядом рабочих характеристик:

• Номинал обмотки. Значение напряжения, при котором происходит переключение реле.
• Коммутационная сила тока. Предельная величина силы тока, при пропускании которой реле не изменяет параметров.
• Номинал переменный и постоянный. Наибольшее значение разности потенциалов, подключаемой к выводам.

• Частота переключений. Предельное число переключений устройства за определенный отрезок времени.
• Цикл износостойкости. Стойкость к механическому износу контактов.
• Время срабатывания. Период перехода контактов из одного положения в другое при приходе сигнала.

Обратите внимание! Наиболее точный результат по проверке реле дает измерение тестером. Выполняется это 2-мя способами – подачей напряжения на контакты или замером сопротивления обмотки.

Причины и признаки неисправностей

Ключевые причины выхода из строя реле проявляются в следующем:

1. Пробой тока в любом месте электроцепи, в том числе внутреннее замыкание между витками катушки.
2. Изначально неверное подключение контактов по полюсам.
3. Неисправность выпрямителя или пробой диодов.
4. Дефекты вследствие механического воздействия.
5. Попадание пыли и сырости на элементы устройства.
6. Выработка рабочего ресурса, истечение срока службы.
7. Первоначальное плохое качество, заводской брак.

Косвенные признаки поломок проявляются таким образом:

• Выход из строя подключенного элемента питания – например, закипание АКБ.

• Уменьшение динамических параметров подключенного оборудования.
• Выдача ошибок в работе приборов на панели управления.
• Заметное изменение светотехнических характеристик в системах освещения.
• Быстрая разрядка батарей питания.

Для измерения параметров с целью проверки работоспособности релейного переключателя чаще всего применяется цифровой или аналоговый мультиметр. Так как благодаря ему можно выполнить комплексное тестирование.

Подготовка и диагностика

Проверка релейного коммутатора включает 3 стадии:

1. Подготовка.
2. Проверка обмотки.
3. Диагностика контактов.

Разберем детально особенности каждого этапа.

Подготовка

Непосредственно перед началом тестирования следует идентифицировать контакты устройства – на какие из них поступает управляющий сигнал, а к каким подключается нагрузка. Для этого есть 2 пути:

• Воспользоваться техпаспортом от изготовителя.

В паспортных данных помимо характеристик, как правило, содержится схема устройства с указанием расположения основных элементов. Схематическое изображение также нередко имеется на корпусе самого переключателя.

Управляющие входы отображены точками, а подключаемые выводы – прямыми линиями с пунктиром. Иногда вместо этого выводные клеммы для подключения питания изображаются прямоугольной фигурой с выводами с боков – как для стандартного включателя.

• Визуальный осмотр.

Если схемы прибора нет, определить назначение клемм можно по внешнему виду. Так, выводы под управляющий сигнал зачастую имеют более светлый оттенок, нежели контакты под нагрузку.

Если же реле находится в составе схемы, на плате можно найти трассы для питания и общую шину. При этом сами контакты нередко подписываются. Рассмотрев принципиальную схему, можно установить их предназначение.

Совет! Для максимально точного результата теста рекомендуется выпаять реле из схемы. Это позволит исключить воздействие элементов, включенных с ним в одну цепочку.

Диагностика коммутатора выполняется в 3-х направлениях:

1. Замер сопротивления обмотки.
2. Нормально замкнутое положение.
3. Нормально разомкнутое состояние.

Для проверки релейного переключателя потребуется тестер. Лучше всего для этого подходит мультиметр – цифровой вариант будет предпочтительнее, ввиду удобства и простоты эксплуатации. Для подачи напряжения в автономном режиме берется блок питания с возможностью изменения параметров тока.

Проверка обмотки

Катушка индуктивности представляет собой спиралевидным образом намотанную на металлический стержень проволоку. Величина ее сопротивления не превышает границ 10-100 Ом, а для твердотельных модификаций – до нескольких кОм.

Цель тестирования – определение целостности проводника. Выполняется проверка следующим образом:

• Переключатель мультиметра устанавливается в режим прозвонки.
• Предел измерения – 2 кОм.
• Первый щуп вставляется в разъем V/Ω, второй – с подписью «COM».
• Края щупов подводятся к управляющим выводам устройства.
• На дисплее выводится величина измеряемого сопротивления обмотки.

Более полноценный результат дает проверка сначала на сопротивление, а затем с подачей напряжения на катушку.

Диагностика контактов

В состоянии, когда электричество на релейный коммутатор не поступает, контакты находятся в разомкнутом положении, и потому не замыкаются между собой. В случае подачи тока контактные элементы соединяются, замыкая цепь. Определить исправность устройства помогает прозвонка.

Для начала тестер переводится в режим прозвонки, или диодной проверки. Далее в зависимости от типа мультиметра и состояния контактов возможны следующие результаты:

1. Замкнутые. Цифровой прибор отреагирует звуком, у аналогового стрелка пойдет к нулевой отметке шкалы.
2. Разомкнутые. Цифровой тестер покажет «1», у аналогового измерительная стрелка уйдет в область бесконечности.

Порядок проверки под напряжением такой:

• На контакты реле подается ток характерного для него номинала с регулируемого блока питания.
• Если релейный коммутатор исправен, произойдет переключение, и будет слышен характерный щелчок.
• При этом тестер запищит и покажет на дисплее небольшое значение напряжения.
• При поврежденном состоянии реле мультиметр покажет «0».

Справка! Если релейный переключатель имеет диодную защиту, и при его тестировании между контактами управления возникает большое сопротивление, значит, обмотка прервана.

Реле предназначается для разрыва/соединения электрической цепи под действием управляющего сигнала. Применяется в различных автоматизированных процессах. По конструкции и принципу действия представляет собой электромагнит.

Состоит коммутатор из катушки с сердечником, якоря на пружине, контактов и корпуса. Классифицируется по такому ряду признаков:

• Физике процесса переключения.
• Типу элементной базы.
• Специфики конструкции.

Ломается электрическое реле чаще всего из-за пробоя в цепи, неправильном подключении по полюсам, дефектам, завершении срока службы, сырости и брака. Определяется неисправность косвенным образом по сбою подключаемого оборудования.

Точный результат дает тестирование с помощью мультиметра. Проверка проводится в 3 этапа – подготовка, диагностика обмотки и контактных групп под напряжением и без.