Shik-v-dom.ru

Шик в Дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автомобильные реле: как устроены, как их выбирать и проверять

Автомобильные реле: как устроены, как их выбирать и проверять

Машины год от года становятся все умнее – они уже самостоятельно вращают рулем, меняют жесткость подвески, делают водителю массаж пятой точки и многое другое… Однако конечный исполнительный механизм большинства электрических цепей автомобиля, скромная «рабочая лошадка» – это реле, практически не изменившее свою конструкцию аж с 1831 года, когда впервые было изобретено… Что обычному автовладельцу полезно знать о реле?

Как устроено и применяется реле

К ак известно, габариты и мощность выключателя, коммутирующего мощную нагрузку, должны этой нагрузке соответствовать. Нельзя включить такие серьезные потребители тока в автомобиле, как, скажем, вентилятор радиатора или обогрев стекла крошечной кнопочкой – её контакты просто сгорят от одного-двух нажатий. Соответственно, кнопка должна быть крупной, мощной, тугой, с четкой фиксацией положений on/off. К ней должны подходить длинные толстые провода, рассчитанные на полный ток нагрузки.

Но в современном автомобиле с его изящным дизайном интерьера места таким кнопкам нет, да и толстые провода с дорогостоящей медью стараются применять экономно. Поэтому в качестве дистанционного силового коммутатора чаще всего применяется реле – оно устанавливается рядом с нагрузкой или в релейном боксе, а управляем мы им с помощью крошечной маломощной кнопочки с подведенными к ней тоненькими проводками, дизайн которой легко вписать в салон современной машины.

Внутри простейшего типичного реле располагается электромагнит, на который подается слабый управляющий сигнал, а уже подвижное коромысло, которое притягивает к себе сработавший электромагнит, в свою очередь замыкает два силовых контакта, которые и включают мощную электрическую цепь.

1

В автомобилях чаще всего используются два типа реле: с парой замыкающих контактов и с тройкой переключающих. В последнем при срабатывании реле один контакт замыкается на общий, а второй в это время отключается от него. Существуют, конечно же, и более сложные реле, с несколькими группами контактов в одном корпусе – замыкающими, размыкающими, переключающими. Но встречаются они существенно реже.

Обратите внимание, что на нижеприведенной картинке у реле с переключающей контактной тройкой рабочие контакты пронумерованы. Пара контактов 1 и 2 называется «нормально замкнутые». Пара 2 и 3 – «нормально разомкнутые». Состоянием «нормально» считается состояние, когда на обмотку реле НЕ подано напряжение.

2

Наиболее распространенные универсальные автомобильные реле и их контактные выводы со стандартным расположением ножек для установки в блок предохранителей или в выносную колодку выглядят так:

005

006

Герметичное реле из комплекта нештатного ксенона выглядит иначе. Залитый компаундом корпус позволяет ему надежно работать при установке вблизи фар, где водяной и грязевой туман проникают под капот через решетку радиатора. Цоколевка выводов – нестандартная, поэтому реле комплектуется собственным разъемом.

007

Для коммутации больших токов, в десятки и сотни ампер, используют реле иной конструкции, нежели описанные выше. Технически суть неизменна – обмотка примагничивает к себе подвижный сердечник, который замыкает контакты, но контакты имеют значительную площадь, крепление проводов – под болт от М6 и толще, обмотка – повышенной мощности. Конструктивно эти реле сходны со втягивающим реле стартера. Применяются они на грузовых машинах в качестве выключателей массы и пусковых реле того же стартера, на разной спецтехнике для включения особо мощных потребителей. Нештатно их используют для аварийной коммутации джиперских лебедок, создания систем пневмоподвески, в качестве главного реле системы самодельных электромобилей и т.п.

Читайте так же:
Чем отличаются концевой выключатель от путевого выключателя

008

009

010

К слову, само слово «реле» переводится с французского как «перепряжка лошадей», и появился сей термин в эпоху развития первых телеграфных линий связи. Малая мощность гальванических батарей того времени не позволяла передавать точки и тире на дальние расстояния – все электричество «гасло» на длинных проводах, и доходившие до корреспондента остатки тока были неспособны шевельнуть головку печатающего аппарата. В результате линии связи стали делать «с пересадочными станциями» – на промежуточном пункте ослабевшим током активировали не печатающий аппарат, а слабенькое реле, которое уже, в свою очередь, открывало путь току из свежей батареи – и далее, и далее…

Что нужно знать о работе реле?

Напряжение, которое обозначено на корпусе реле, – это усредненное оптимальное напряжение. На автомобильных реле пропечатано «12V», но срабатывают они и при напряжении 10 вольт, сработают и при 7-8 вольтах. Аналогично и 14,5-14,8 вольт, до которых поднимается напряжение в бортсети при запущенном двигателе, им не вредит. Так что 12 вольт – это условный номинал. Хотя реле от 24-вольтовой грузовой машины в 12-вольтовой сети не заработает – тут уж разница слишком велика…

011

Второй главный параметр реле после рабочего напряжения обмотки – максимальный ток, который может пропустить через себя контактная группа без перегрева и пригорания. Указывается он обычно на корпусе – в амперах. В принципе, контакты всех автомобильных реле достаточно мощные, «слабаков» тут не водится. Даже самое миниатюрное коммутирует 15-20 ампер, реле стандартных размеров – 20-40 ампер. Если ток указывается двойной (например, 30/40 А), то это означает кратковременный и долговременный режимы. Собственно, запас по току никогда не мешает – но это касается в основном какого-то нештатного электрооборудования автомобиля, подключаемого самостоятельно.

012

Выводы автомобильных реле маркируются в соответствии с международным электротехническим стандартом для автопрома. Два вывода обмотки пронумерованы цифрами «85» и «86». Выводы контактной «двойки» или «тройки» (замыкающие или переключающие) обозначаются как «30», «87» и «87а».

Впрочем, гарантии маркировка, увы, не дает. Российские производители порой маркируют нормально замкнутый контакт как «88», а иностранные – как «87а». Неожиданные вариации стандартной нумерации встречаются и у безымянных «брендов», и у компаний уровня Bosch. А иногда контакты и вовсе маркируются цифрами от 1 до 5. Так что если тип контактов не подписан на корпусе, что нередко случается, лучше всего проверить распиновку неизвестного реле при помощи тестера и источника питания 12 вольт – подробнее об этом ниже.

013

Контактные выводы реле, к которым подключается электропроводка, могут быть «ножевого» типа (для установки реле в разъем колодки), а также под винтовую клемму (обычно у особо мощных реле или реле устаревших типов). Контакты бывают «белыми» или «желтыми». Желтые и красные – латунь и медь, матовые белые – луженая медь или латунь, блестящие белые – сталь, покрытая никелем. Луженые латунь и медь не окисляются, но голая латунь и медь – лучше, хотя и склонны темнеть, ухудшая контакт. Никелированная сталь также не окисляется, но сопротивление её высоковато. Неплохо, когда силовые выводы – медные, а выводы обмотки – никелированные стальные.

Читайте так же:
Начертите схему электрической цепи содержащей гальванический элемент выключатель электрическую

014

Чтобы реле сработало, на его обмотку подается питающее напряжение. Полярность его – безразлична для реле. Плюс на «85» и минус на «86», или наоборот – без разницы. Один контакт обмотки реле, как правило, постоянно подсоединен к плюсу или минусу, а на второй приходит управляющее напряжение с кнопки или какого-либо электронного модуля.

В прежние годы чаще использовалось постоянное подключение реле к минусу и плюсовой управляющий сигнал, сейчас более распространен обратный вариант. Хотя это не догма – бывает по-всякому, в том числе и в рамках одного автомобиля. Единственный вариант исключения из правил – реле, в котором параллельно обмотке подключен диод – тут уже полярность важна.

015

Если напряжение на обмотку реле подает не кнопка, а электронный модуль (штатный или нештатный – например, охранное оборудование), то при отключении обмотка дает индуктивный всплеск напряжения, который способен повредить управляющую электронику. Чтобы погасить всплеск, параллельно обмотке реле включается защитный диод.

Как правило, внутри электронных узлов эти диоды уже есть, но иногда (в особенности в случае различного допоборудования) требуется реле со встроенным внутри диодом (в этом случае его символ маркирован на корпусе), а изредка применяется выносная колодка с диодом, припаянным со стороны проводов. И если вы устанавливаете какое-то нештатное электрооборудование, нуждающееся, согласно инструкции, в таком реле, требуется строго соблюдать полярность при подключении обмотки.

3

Обмотка реле потребляет мощность около 2-2,5 ватт, из-за чего его корпус во время работы может достаточно сильно греться – это не криминально. Но нагрев допускается у обмотки, а не у контактов. Перегрев же контактов для реле губителен: они обугливаются, разрушаются и деформируются. Такое случается чаще всего в неудачных экземплярах реле российского и китайского производства, у которых плоскости контактов порой не параллельны друг другу, контактная поверхность из-за перекоса недостаточна, и при работе идет точечный токовый разогрев.

Реле не выходит из строя мгновенно, но рано или поздно перестает включать нагрузку, или наоборот – контакты привариваются друг к другу, и реле перестает размыкаться. К сожалению, выявить и предупредить такую проблему не совсем реально.

Проверка реле

При ремонте неисправное реле обычно временно подменяют исправным, а затем заменяют на аналогичное, и дело с концом. Однако мало ли какие задачи могут возникнуть, к примеру, при установке дополнительного оборудования. А значит, полезно будет знать элементарный алгоритм проверки реле с целью диагностики или уточнения цоколевки – вдруг попалось нестандартное? Для этого нам понадобятся источник питания с напряжением 12 вольт (блок питания или два провода от аккумулятора) и тестер, включенный в режиме измерения сопротивления.

Читайте так же:
Устройство масляного выключателя бакового типа

Предположим, что у нас реле с 4 выводами – то есть, с парой нормально разомкнутых контактов, работающих на замыкание (реле с переключающей контактной «тройкой», проверяется аналогичным образом). Сперва касаемся щупами тестера поочередно всех пар контактов. В нашем случае это 6 комбинаций (изображение условное, чисто для понимания).

На одной из комбинаций выводов омметр должен показать сопротивление около 80 ом – это обмотка, запомним или пометим её контакты (у автомобильных 12-вольтовых реле наиболее распространенных типоразмеров это сопротивление бывает в диапазоне от 70 до 120 ом). Подадим на обмотку напряжение 12 вольт от блока питания или АКБ – реле должно отчетливо щелкнуть.

4-1

Соответственно, два других вывода должны показывать бесконечное сопротивление – это наши нормально разомкнутые рабочие контакты. Подключаем к ним тестер в режиме прозвонки, а на обмотку одновременно подаем 12 вольт. Реле щелкнуло, тестер запищал – все в порядке, реле работает.

5

Если же вдруг на рабочих выводах прибор показывает замыкание даже без подачи напряжения на обмотку, значит, нам попалось редкое реле с НОРМАЛЬНО ЗАМКНУТЫМИ контактами (размыкающимися при подаче напряжения на обмотку), либо, что более вероятно, контакты от перегрузки оплавились и сварились, замкнувшись накоротко. В последнем случае реле отправляется в утиль.

Принцип работы и внешний вид

В настоящее время существует два типа устройств:

  • электромеханические.
  • электронные.

Каждый тип имеет свои плюсы и минусы, также они выполняются в разных корпусах, и под DIN-рейку в частности. Объединяет их назначение, а вот принцип действия импульсных реле отличается, о чем мы сейчас и поговорим.

Электромеханическое реле — имеет катушку управления и механические контакты, которые работают по схожему принципу кнопки с фиксацией. Подали сигнал на катушку (нажали на кнопку) контакты замкнулись. Прекратили подачу напряжения на вводы (отпустили кнопку), а контакты остались в положении замкнуто. При повторной подаче импульса управления (нажали кнопку повторно), механизм размыкает контакты и остается в таком положении до следующего импульса.

ABB

Электронные реле бывают с релейным выходом или с полупроводниковым ключом. Данные устройства собраны на базе микроконтроллеров, которые и управляют коммутацией нагрузки и следят за сигнальным входом. Кроме того некоторые контроллеры совмещены с таймерами, что позволяет расширить сферу применения и собирать на базе одного аппарата специфические схемы.

Электронное бистабильное реле

С тем, как работают импульсные реле, мы разобрались. Теперь перейдем к более сложному вопросу — схеме подключения аппарата к сети.

Принцип работы импульсного реле

Принцип действия импульсного реле основан на замыкании и разрывании электрической цепи, посредством процессов, воздействующих на него.

импульсное реле - устройство

Устройство импульсного реле

Конструкция включает катушку, управляющую механизмом для замыкания и размыкания контактных элементов. После подачи импульса на катушку, выключатель остается в прежнем положении до следующего воздействия импульса.

Устройство, которое регулирует освещение, работает в сетях, имеющих переменный ток и напряжение 220 Вольт. При этом управление происходит из различных мест. Для работы реле не требуется подачи напряжение, достаточно лишь подачи импульса, то есть кратковременного напряжения. Для осуществления запуска реле необходимы выключатели, которые оснащены возвратной пружиной и не имеют фиксации.

Читайте так же:
Работа главного выключателя вл80с

Существуют реле, которые обладают встроенным таймером. Они имеют несколько клемм — на одну подают фазу, а на другие нагрузку. При этом можно выставлять таймер с диапазоном от 5 до 10 минут, и на разрыв цепи от 30 до 40 минут.

Импульсное реле подразделяются на два основных вида: электронное и электромеханическое. Различия их состоят в принципе работы, а также крепление их осуществляется по-разному.

Реле электронного типа имеют релейный выход или полупроводниковый ключ. Основным элементом конструкции является микроконтроллер, который контролирует коммутацию нагрузки и сигнальный вход.

В конструкцию электромеханического реле входит катушка регулирования, а также контактные соединения, которые замыкают и размыкают контакты.

Схема управления реле одной кнопкой

Данная электрическая схема управления реле выполняется всего одной кнопкой с одной контактной группой на замыкание и без фиксации. Работает схема следующим образом: при подаче питания конденсатор С1 через резистор R1 и замкнутые контакты К1.1 заряжается практически до напряжения питания. При нажатии на кнопку S1 через её замкнувшиеся контакты, через замкнутые контакты K1.1 и резистор R1 напряжение питания подается на катушку реле К1, что приводит к включению реле. Контактная группа К1.1 переключается и теперь питание на реле поступает через резистор R1 и замкнувшиеся контакты К1.1. На время пролёта контактов реле при переключении питание катушки осуществляется за счёт накопленного заряда конденсатора С1.

Схема управления реле одной кнопкой

После замыкания контактов реле конденсатор С1 разряжается через резистор R2. При следующем нажатии на кнопку S1, происходит заряд конденсатора С1 из-за чего напряжение на катушке реле падает и происходит размыкание её контактов. Схема возвращается в исходное состояние. Элементы R1 и C1 образуют цепь с постоянной времени в 150 миллисекунд, что достаточно для срабатывания большинства типов электромагнитных реле.

Обратите внимание, что резистор R1 является подстроечным, и следует подбирать под каждое реле индивидуально.

Заключение

Радиореле могут пригодится в том случае, если нет возможности проложить проводку под новую люстру с множеством рожков или просто для удобства управления освещением или другими приборами, тем более если усилить его выход, подключив на управление контактором — тогда можно управлять практически любой нагрузкой.

Также они будут полезны обладателям современных люстр с пультом дистанционного управления, поскольку те периодически выходят из строя. Так вот в них стоит аналогичное реле, и при замене нужно только подобрать аналогичное по каналам.

Главным недостатком рассмотренного устройства является следующее: при отключении и повторном включении напряжения реле включает свет. То есть если вас не было дома и произошел перебой в электроснабжении – у вас будет гореть свет. И ладно если свет, а если такое реле у вас установлено для управления каким-то прибором или механизмом?

Поэтому следует обязательно подключать такое реле вместе с выключателем и отключать его, когда вы не используете освещение, например, уходя на работу.

Схемы подключения

Модуль подключается к потребителям в зависимости от конструктивного исполнения и количества контактов.

С несколькими контактами

Схема активации и работы светового реле, состоящая из 4 контактов позволяет подключить противотуманки через предохранитель:

  1. Поиск дополнительного вольтажа посредством разрезания красного провода на предохранительном блоке и пайки дополнительного.
  2. Установка навесного предохранителя.
  3. Подключение силового реле по нумерации контактов. 30 – кабель после предохранителя, 87 – кабель к ПТФ напрямую, 86 – провод с зацепкой на болт около реле.
  4. Создание системы управления. Вытаскивается кнопка ПТФ без снятия колодки.
  5. Прозвонка провода мультиметром и присоединение его к кузову.
  6. Проверка фар и габаритов.
  7. Повторная прозвнока мультиметром и поиск цифры 12+.

Контакт 85 подкидывается только на провод, при касании к которому появилось 12+.

Схема подсоединения пятиконтактного реле подходит для создания сигнализации. Подключение выполняется так:

  1. Определение контактов. 85 и 86 отвечают за катушку, 30 – общий, 87-а – нормально-замкнутый, 87 – нормально разомкнутый.
  2. Питающий контакт 85 соединяется с сигнализационным проводом.
  3. На катушечный контакт 86 при включенном зажигании подается 12+ Вольт.
  4. Контакты 87-а и 30 подкидываются в разрыв заблокированной цепи.
  5. Инвертируется полярность. На катушечный контакт 85 и контакт 87 подается минус, на контакт 86 с концевиков – плюс. На 30-м остается плюс.

В качестве блокиратора может использоваться бензонасос, стартер, запитка форсунок, зажигание.

Для реле напряжения

Схема подключения реле напряжения предусматривает монтаж прибора на дин-рейку в распредщитке. Для трехфазной сети выполняется следующее:

  1. Определяется кабель подключения – медный, с сечением 1,5-2,5 мм2.
  2. Подсоединяются контакты ввода через пускатель или контактор.
  3. Находится фаза по маркерам А, В, С и клемма нуля N.
  4. Проводники трех фаз подкидываются на соответствующие верхние клеммы устройства.
  5. Проводник клеммы № 1 подключается на выход катушки.
  6. Клемма № 3 подсоединяется на фазу в обход реле напряжения.
  7. Выход № 2 контакторной катушки нужно подключать к нулевому проводнику сети.
  8. Проводники нагрузки соединяются с клеммами пускателя на выходе.
  9. Нулевые проводники в распредкоробе подкидываются на общую нейтраль.

Для простоты соединения узлов руководствуйтесь схемой на корпусе реле.

Схема реле с управлением одной кнопкой

Эта схема представляет собой аналог кнопки с фиксацией. Вся конструкция очень проста и реализована на самом реле и одном транзисторе. При первом нажатии на кнопку транзистор открывается током разряда конденсатора, реле замыкается и блокируется по базовой цепи транзистора своими же контактами. Конденсатор при этом отключается от питания и, если отпустить кнопку, быстро разряжается через диод и резистор. Если теперь нажать на кнопку вторично, то транзистор запрется и отключит реле. Естественно, реле должно иметь вторую пару контактов.

Читайте так же:
Установка розеток выключателей квартире

Правда если надо таким образом управлять включением сетевого питания, то возникает проблема, заключающаяся в том, что в начале схема обесточена. В телевизорах при включении их от пульта или в компьютерах с корпусами АТХ это решается тем, что при подключении шнура питания подобная схема сразу получает питание, а уж включать основное питание будем позже. Что касается твердотельных реле – информация по ним находится в этой статье.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector