Реле промежуточные EKF: технические характеристики, классификация и применение

Реле промежуточные, являющиеся ключевыми элементами систем автоматики и управления, предназначены для размножения контактов, усиления сигналов, гальванической развязки цепей и коммутации нагрузок в цепях управления. Продукция компании EKF, одного из лидеров на рынке электротехнической продукции в России, представлена широкой номенклатурой промежуточных реле, отвечающих требованиям современных промышленных и коммерческих объектов. Данная статья представляет собой детальный технический анализ данного сегмента продукции.

Конструктивные особенности и принцип действия

Промежуточные реле EKF, как правило, имеют модульное исполнение для установки на DIN-рейку. Основными конструктивными элементами являются:

• Электромагнитная система: Состоит из катушки с обмоткой, магнитопровода и подвижного якоря. Катушки рассчитаны на различные стандартные напряжения постоянного и переменного тока.
• Контактная система: Представлена группой механически связанных контактов (замыкающих, размыкающих, переключающих), которые коммутируют управляющие цепи. Контакты выполняются из материалов с высокой электропроводностью и стойкостью к эрозии (например, серебросодержащие сплавы).
• Возвратный механизм: Обеспечивает возврат якоря и контактов в исходное положение при снятии напряжения с катушки. Обычно используется пружина.
• Корпус: Изготавливается из термостойких и самозатухающих материалов (полиамид, поликарбонат), обеспечивающих защиту от пыли и случайного прикосновения, как правило, со степенью защиты IP20.

Принцип действия основан на электромагнитном эффекте. При подаче напряжения на катушку создается магнитный поток, который притягивает подвижный якорь. Якорь, преодолевая усилие возвратной пружины, воздействует на контактную группу, изменяя ее состояние. При снятии напряжения магнитный поток исчезает, и пружина возвращает якорь и контакты в исходное положение.

Классификация и основные серии

Ассортимент EKF можно классифицировать по нескольким ключевым параметрам.

1. По типу контактной группы и способу монтажа:

• РПЛ (РП, РПК) – реле промежуточные малогабаритные: Классические реле с прозрачным или непрозрачным кожухом, устанавливаемые на DIN-рейку или непосредственно на панель. Имеют съемные или несъемные клеммы, возможность подключения как через клеммники, так и пайкой. Пример: серии EKF РПЛ-111, РПЛ-112.
• РПГ – реле промежуточные герконовые: В качестве контактного элемента используется герметизированный магнитоуправляемый контакт (геркон), помещенный внутрь катушки. Отличаются высокой надежностью, быстродействием и долгим сроком службы, так как контакты изолированы от внешней среды. Пример: серия EKF РПГ-11.
• Многофункциональные модульные реле (силовые интерфейсы): Устройства, совмещающие в себе функции промежуточного реле и усиленных контактов для непосредственного управления однофазными нагрузками (например, пуск двигателей, управление нагревателями). Пример: серия EKF PROxima PR101, PR102.

2. По номинальному напряжению катушки:

Катушки реле EKF рассчитаны на стандартный ряд напряжений переменного тока (AC): 24В, 48В, 110В, 230В, 400В; и постоянного тока (DC): 12В, 24В, 48В, 60В, 110В. Это позволяет интегрировать реле в системы с различными уровнями управляющего напряжения.

3. По количеству и типу контактов:

Наиболее распространены конфигурации: 1НО (нормально открытый) + 1НЗ (нормально закрытый) (переключающая группа), 2НО, 3НО, 4НО, 2НО+2НЗ. Номинальный ток коммутации для слаботочных контактов обычно составляет 5-10А при напряжении 230В AC.

Детальные технические характеристики (на примере типовых серий)

Таблица 1. Сравнительные характеристики серий РПЛ и РПГ

Параметр	EKF РПЛ-112 (2НО+2НЗ)	EKF РПГ-11-1 (1 перекл. группа)
Номинальное напряжение катушки Uн	AC: 24, 48, 110, 230, 400В; DC: 24, 48, 60, 110В	AC: 24, 48, 110, 230В; DC: 12, 24, 48, 60, 110В
Потребляемая мощность катушки	~1.8 Вт (AC), ~1.5 Вт (DC)	~0.9 Вт (AC), ~1.1 Вт (DC)
Количество и тип контактов	2НО + 2НЗ	1 переключающий (1НО+1НЗ)
Номинальный ток контактов Iн	6А при 230В AC / 28В DC	0.5А при 230В AC / 30В DC
Механическая износостойкость	10 000 000 циклов	100 000 000 циклов
Электрическая износостойкость (при Iн)	100 000 циклов	1 000 000 циклов
Макс. частота коммутаций	6000 циклов/час	18000 циклов/час
Степень защиты	IP20 (клеммы IP00)	IP40 (геркон в колбе)
Температурный диапазон	-40°C … +55°C	-60°C … +125°C
Способ подключения	Винтовые зажимы	Пайка или винтовые зажимы (в зависимости от модификации)

Таблица 2. Характеристики силового интерфейсного реле PROxima PR102

Параметр	Значение
Назначение	Управление однофазными нагрузками (двигатели, ТЭНы)
Номинальное напряжение катушки Uн	AC/DC: 24В, 110В, 230В
Количество силовых контактов	1НО (нормально разомкнутый)
Номинальный рабочий ток Iн	25А (AC-1) при 230В
Пусковой ток двигателя (AC-3)	10А при 230В (мощность до 2.2 кВт)
Наличие вспомогательных контактов	1НО+1НЗ (для организации самоподхвата или сигнализации)
Степень защиты	IP20

Области применения и схемы включения

Промежуточные реле EKF находят применение в следующих системах:

• Схемы управления электродвигателями: Размножение контактов от кнопок «Пуск»/»Стоп» или выходов программируемых логических контроллеров (ПЛК) для одновременной подачи сигнала на несколько катушек контакторов, организация схем самоподхвата, блокировок и сигнализации.
• Релейная защита и автоматика (РЗА): Исполнение функций выходных или промежуточных элементов в терминалах защит, коммутация цепей сигнализации и управления выключателями.
• Системы освещения: Управление группами светильников через слаботочные выключатели или сигналы от датчиков движения/освещенности.
• Промышленная автоматика: Создание логических цепей «И», «ИЛИ», «НЕ», гальваническая развязка между цепями различного уровня напряжения (например, 24В DC от ПЛК и 230В AC силовой цепи).
• Щитовое оборудование: Компактные реле РПГ идеальны для установки в телемеханические устройства, контроллеры, где важна надежность и долгий срок службы при частых коммутациях.

Типовая схема включения: Катушка реле подключается к источнику управляющего напряжения через контакт датчика, кнопки или выхода контроллера. Для защиты полупроводниковых выходов ПЛК от ЭДС самоиндукции катушки параллельно ей необходимо устанавливать варистор или RC-цепь (для AC) или обратный диод (для DC). Силовые или сигнальные цепи коммутируются контактными группами реле с учетом их номинального тока и категории применения (AC-1, AC-15, DC-13).

Критерии выбора и особенности монтажа

При подборе промежуточного реле EKF необходимо последовательно оценить следующие параметры:

1. Напряжение и род тока катушки управления. Должно соответствовать напряжению в цепи управления.
2. Мощность потребления катушки. Важно для расчета нагрузки на источник питания (блок питания, выход ПЛК). Выходные релейные модули ПЛК обычно рассчитаны на ток 2-8А на группу контактов.
3. Требуемое количество и тип контактов (НО, НЗ, переключающие). Определяется логикой работы схемы.
4. Номинальный ток и напряжение коммутируемой цепи. Нельзя превышать значения, указанные в технической документации для соответствующей категории применения. Для индуктивных нагрузок (катушки контакторов, соленоиды) номинальный ток должен быть выбран с запасом.
5. Частота коммутаций. Для частых переключений (более 120 в час) предпочтительны герконовые реле (РПГ) или твердотельные реле.
6. Условия эксплуатации: Температура, влажность, вибрации. Реле РПГ имеют более широкий температурный диапазон.

Монтажные особенности: Установка на DIN-рейку 35 мм. Подключение проводов должно производиться с соблюдением моментов затяжки винтовых клемм (обычно 0.5-0.6 Н·м). Для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) при коммутации индуктивных нагрузок рекомендуется использовать искрогасящие цепи (варисторы, RC-снабберы), устанавливаемые непосредственно на коммутируемую нагрузку или контакты реле.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие реле серии РПЛ от РПГ?

Основное отличие заключается в конструкции контактной группы. В РПЛ используются классические открытые механические контакты, в РПГ – герметизированные магнитоуправляемые контакты (герконы). Это обуславливает преимущества РПГ: на порядок больший срок службы (особенно при коммутации малых токов), высокая скорость срабатывания, стойкость к пыли, влаге и коррозии, широкий температурный диапазон. РПЛ выигрывают в стоимости и способны коммутировать бóльшие токи (6А и более против 0.5-1А у типовых РПГ).

Можно ли использовать реле с катушкой на 230В AC для управления от источника 24В DC?

Нет, категорически нельзя. Катушка реле имеет конкретное номинальное напряжение и род тока. Подача напряжения другого вида и величины приведет к неработоспособности (при заниженном напряжении) или перегреву и сгоранию катушки (при завышенном напряжении или подаче DC на AC катушку, и наоборот). Для таких задач необходимо выбирать реле с соответствующей катушкой или применять дополнительное промежуточное реле с правильной катушкой.

Что означает категория применения контактов, например, AC-15?

Категория применения (по стандарту МЭК 60947) определяет условия коммутации для различных типов нагрузок. AC-15 – это категория для коммутации электромагнитных нагрузок переменного тока (например, катушек контакторов, соленоидов). Для каждой категории нормируются номинальные рабочие токи и напряжения, которые могут быть значительно ниже, чем для чисто активной нагрузки (категория AC-1). При выборе реле необходимо сверяться с данными для конкретной категории.

Почему при отключении катушки реле постоянного тока возникает опасное перенапряжение, и как его подавить?

При разрыве цепи катушки индуктивности энергия, запасенная в ее магнитном поле (W = L*I²/2), стремится поддержать ток. Это приводит к возникновению значительной ЭДС самоиндукции (сотни вольт), которая может повредить полупроводниковый элемент (транзистор, выход ПЛК), размыкающий цепь. Для подавления этого перенапряжения параллельно катушке необходимо включить защитный диод в обратной полярности (анод к «-«, катод к «+»). При снятии напряжения энергия рассеивается на активном сопротивлении катушки через диод.

Как правильно подобрать реле для коммутации асинхронного двигателя?

Для прямого пуска двигателя обычные промежуточные реле (РПЛ, РПГ) не подходят из-за высоких пусковых токов (в 5-7 раз выше номинального). Для этой задачи предназначены силовые интерфейсные реле (например, EKF PR102) или, что чаще, контакторы. Промежуточное реле в этой схеме выполняет лишь функцию управления катушкой контактора. Необходимо выбирать реле, контакты которого рассчитаны на коммутацию катушки контактора (категория AC-15) с учетом ее потребляемой мощности.

Заключение

Промежуточные реле EKF представляют собой линейку надежных и проверенных решений для построения систем управления и автоматики. Широкий модельный ряд, включающий классические электромеханические (РПЛ), высоконадежные герконовые (РПГ) и силовые интерфейсные реле, позволяет инженеру-проектировщику или монтажнику выбрать оптимальное устройство под конкретные технические требования: напряжение управления, коммутируемые токи, частоту переключений и условия эксплуатации. Корректный выбор с учетом категории применения контактов, необходимости подавления помех и защиты выходных цепей контроллеров является залогом долговечной и безотказной работы всей системы управления.