Реле EKF РМ
Реле промежуточные серии РМ производства EKF: полный технический обзор
Реле промежуточные серии РМ от компании EKF (ЭКФ) представляют собой линейку электромеханических устройств, предназначенных для коммутации электрических цепей управления, сигнализации, блокировки и усиления выходных сигналов программируемых контроллеров, датчиков и других слаботочных устройств. Данные реле являются ключевым компонентом в схемах автоматизации и управления промышленных установок, систем вентиляции, освещения, насосного оборудования и щитового хозяйства. Основное назначение – гальваническая развязка между цепями управления и силовыми цепями, а также увеличение коммутационной способности и количества контактов управляющего устройства.
Конструктивные особенности и принцип действия
Реле EKF РМ построены по классической электромеханической схеме. Основными элементами конструкции являются: электромагнитная катушка, магнитопровод, подвижный якорь с возвратной пружиной и контактная группа. При подаче напряжения на катушку создается магнитный поток, который притягивает якорь, преодолевая усилие пружины. Якорь механически связан с подвижными контактами, которые замыкают или размыкают неподвижные контакты. При снятии напряжения с катушки пружина возвращает якорь и контакты в исходное положение. Корпус устройств выполнен из прозрачного или непрозрачного термостойкого пластика, что позволяет визуально контролировать состояние контактов (для моделей с прозрачным кожухом) и обеспечивает защиту от пыли и случайного прикосновения. Клеммы для подключения проводов имеют самозажимную или винтовую конструкцию, рассчитанную на определенное сечение проводника.
Классификация и основные типы реле серии РМ
Серия РМ от EKF дифференцирована по нескольким ключевым параметрам: номинальному напряжению катушки, количеству и типу контактов, монтажному исполнению. Понимание маркировки является основой для корректного выбора.
Маркировка реле EKF РМ
Типовое обозначение имеет вид: РМ-Х1Х2 Х3Х4 Х5. Расшифровка следующая:
- РМ – обозначение серии (Реле промежуточное).
- Х1 – количество полюсов (контактных групп). Цифра 4 означает 4 полюса.
- Х2 – тип контактов в каждом полюсе. Цифра 1 обозначает нормально разомкнутые (замыкающие, NO) контакты. Цифра 2 – нормально замкнутые (размыкающие, NC) контакты. Цифра 3 – переключающие (COM-NO-NC) контакты.
- Х3Х4 – номинальное напряжение катушки управления. Например: 05 – 5В постоянного тока, 12 – 12В постоянного/переменного тока, 24 – 24В постоянного/переменного тока, 11 – 110В переменного тока, 22 – 220В переменного тока.
- Х5 – конструктивное исполнение. Буква «А» может обозначать модификацию с ручным переключателем (принудительной индикацией срабатывания) или иные особенности.
- Клеммы катушки: А1 и А2.
- Клеммы контактов: Для замыкающего контакта: 13 (общий) и 14 (нормально разомкнутый). Для размыкающего: 11 (общий) и 12 (нормально замкнутый). Для переключающего: 11 (NC), 12 (COM), 14 (NO).
- Усиление выходного сигнала контроллера: Выход ПЛК (24В DC, 0.5А) управляет катушкой реле РМ-41 05, контакты которого коммутируют нагрузку 230В AC, 10А (например, нагревательный элемент или двигатель вентилятора).
- Гальваническая развязка: Разделение цепей датчика, работающего от одного напряжения, и цепи управления, работающей от другого.
- Создание нескольких выходов из одного: Одной кнопкой или датчиком можно одновременно включить несколько независимых цепей через соответствующие контакты одного реле.
- Реализация логических функций: Использование нормально замкнутых контактов для функции «ИЛИ-НЕ», построение схем самоподхвата (самопитания).
- Коммутация цепей сигнализации и индикации: Включение ламп, светодиодов, звуковых сигналов.
Пример: РМ-41 22 – реле промежуточное, 4 полюса, каждый с нормально разомкнутым контактом, катушка на 220В переменного тока.
Технические характеристики и параметры
Технические параметры реле EKF РМ строго регламентированы и должны учитываться при проектировании схем.
Основные электрические параметры
| Параметр | Значение / Диапазон | Комментарий |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение катушки (Uн) | Постоянный ток (DC): 5В, 12В, 24В, 48В. Переменный ток (AC): 12В, 24В, 110В, 230В, 400В. | Допустимое отклонение напряжения для надежного срабатывания обычно составляет ±10% от Uн. |
| Потребляемая мощность катушки | ~1.5 – 3 ВА (для AC), ~0.8 – 2.5 Вт (для DC) | Важно для расчета мощности источника питания (блока) управления. |
| Номинальный ток контактов (Iн) | До 10-16 А (в зависимости от модели и типа нагрузки) | Указывается для активной нагрузки (AC-1) при 230В. |
| Номинальное напряжение контактов | До 400 В переменного тока, 250 В постоянного тока | Максимальное рабочее напряжение. |
| Коммутационная способность (AC-15 / DC-13) | ~1000 – 3000 ВА для AC-15; ~90 – 300 Вт для DC-13 | Ключевой параметр для выбора реле под конкретную нагрузку (лампы, катушки контакторов, электромагниты). |
| Механическая износостойкость | 10 – 30 млн. циклов (без нагрузки) | Характеризует надежность механической части. |
| Электрическая износостойкость | 0.1 – 0.5 млн. циклов (при номинальной нагрузке) | Зависит от характера нагрузки. Наибольший износ вызывают индуктивные нагрузки и пусковые токи. |
| Диэлектрическая прочность | Между цепями: 2500 В AC, 50 Гц, 1 мин. Между разомкнутыми контактами: 1000 В AC, 50 Гц, 1 мин. | Обеспечивает безопасность и гальваническую развязку. |
Параметры контактной системы
Контактная группа – наиболее нагруженный узел реле. В реле РМ используются серебросодержащие материалы, обеспечивающие низкое переходное сопротивление и стойкость к эрозии. Для коммутации индуктивных нагрузок (катушки электромагнитов, контакторов) и ламп накаливания (высокий пусковой ток) необходимо применять схемы гашения, например, варисторы или RC-цепи, подключенные параллельно контактам, так как номинальный ток для таких нагрузок (категории AC-15, DC-13) существенно ниже, чем для активной (AC-1).
Монтаж и подключение
Реле EKF РМ предназначены для монтажа на DIN-рейку стандарта ТН35. Подключение проводов осуществляется к винтовым зажимам или самозажимным клеммам (в зависимости от модели). Сечение подключаемых медных проводников, как правило, от 0.5 до 2.5 мм². При монтаже необходимо соблюдать полярность для реле постоянного тока (на катушке обозначены выводы «А1» — обычно «+», «А2» — «-»). Для реле переменного тока полярность не важна. Рядом с клеммами катушки на корпусе нанесена схема контактов и их нумерация в соответствии с международным стандартом.
При коммутации индуктивных нагрузок на постоянном токе необходимо предусмотреть защиту катушки реле от ЭДС самоиндукции с помощью обратного диода, подключаемого параллельно катушке с соблюдением полярности (катод к «+»).
Сравнение с твердотельными реле (SSR) и контакторами
Реле РМ занимают промежуточное положение между маломощными полупроводниковыми ключами и силовыми контакторами.
| Критерий | Электромеханическое реле (EKF РМ) | Твердотельное реле (SSR) | Контактор |
|---|---|---|---|
| Принцип действия | Электромеханический | Полупроводниковый (симистор, транзистор) | Электромеханический (мощный) |
| Скорость срабатывания | 10-50 мс | ~1-10 мс | 20-100 мс |
| Срок службы | Ограничен механическим и электрическим износом контактов | Очень высокий (нет движущихся частей) | Ограничен износом контактов, но рассчитан на частые коммутации |
| Устойчивость к перегрузкам | Средняя | Низкая (требуется точный подбор и теплоотвод) | Высокая |
| Помехи при коммутации | Возникает дуга (особенно на постоянном токе) | Практически отсутствуют | Сильная дуга, требуются дугогасительные камеры |
| Сопротивление в открытом состоянии | Десятки миллиом (очень низкое) | Единицы-десятки Ом (выше, нагрев) | Миллиомы (очень низкое) |
| Основная область применения | Цепи управления, сигнализации, усиление сигналов ПЛК | Частые бесшумные коммутации, взрывоопасные среды (искробезопасность) | Силовые цепи двигателей, нагревателей, мощных нагрузок |
Области применения и схемы включения
Реле РМ применяются в следующих типовых задачах:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается реле РМ-41 от РМ-43?
РМ-41 имеет четыре нормально разомкнутых (замыкающих) контакта. РМ-43 имеет четыре переключающих контакта (каждый имеет общий вывод, нормально замкнутый и нормально разомкнутый вывод). РМ-43 более универсально, так как позволяет реализовать как функцию включения, так и выключения в каждой цепи независимо.
Можно ли использовать реле с катушкой на 24В AC для питания от источника 24В DC?
Нет, категорически нельзя. Реле переменного тока имеют катушку с низким активным сопротивлением и специальный магнитопровод с короткозамкнутым витком для предотвращения дребезга при переходе напряжения через ноль. Подача постоянного напряжения на такую катушку приведет к ее перегреву и выходу из строя из-за чрезмерного тока. Существуют реле с универсальными катушками (AC/DC), в маркировке EKF они обычно обозначаются просто напряжением (например, 24), но это требует уточнения в технической документации.
Почему при отключении катушки реле постоянного тока выходит из строя выходной транзистор контроллера или датчика?
Это происходит из-за ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке при резком прерывании тока. Высоковольтный выброс напряжения может достигать сотен вольт и пробивать полупроводниковый ключ. Для защиты необходимо установить обратный диод (например, 1N4007) параллельно катушке: катод диода к плюсовому выводу (А1), анод к минусовому (А2). В некоторых реле такая защита может быть встроена.
Как правильно выбрать реле для коммутации ламп накаливания?
Пусковой ток лампы накаливания может в 10-15 раз превышать номинальный. Поэтому номинальный ток контактов реле должен быть выбран с запасом. Если лампа мощностью 500Вт при 230В (номинальный ток ~2.2А), для ее коммутации следует выбирать реле, контакты которого рассчитаны на коммутацию такой индуктивно-активной нагрузки (категория AC-15) с током не менее 3-4А. Лучше использовать реле с заявленным параметром AC-15 для данного тока или применить схему с RC-демпфером.
Что означает «вольтаж катушки» и как его определить?
«Вольтаж катушки» – это номинальное напряжение, при котором реле гарантированно срабатывает и удерживается без перегрева. Он указан в маркировке (последние цифры перед буквой исполнения) и на корпусе устройства. Использование напряжения ниже номинального может привести к несрабатыванию (якорь не притянется), а выше – к перегреву катушки и сокращению срока службы.
Заключение
Реле промежуточные серии РМ от EKF являются проверенным, надежным и экономичным решением для широкого спектра задач в системах автоматизации и управления. Их правильный выбор, основанный на анализе напряжения катушки, типа и мощности коммутируемой нагрузки, а также корректный монтаж с учетом необходимости защиты от помех и перенапряжений, являются залогом долговечной и безотказной работы всей системы. Понимание принципов работы, характеристик и ограничений электромеханических реле позволяет инженеру-проектировщику или монтажнику эффективно интегрировать их в схемы управления, обеспечивая необходимый уровень функциональности и безопасности.