Быстрая навигация
Таблицы типоразмеров промышленных реле
| Тип реле | Напряжение катушки (диапазон) | Потребляемая мощность катушки | Время срабатывания/отпускания | Кол-во контактных групп | Тип контактов | Размеры/форм-фактор | Способ монтажа | Диапазон рабочих температур |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Электромагнитные | 5-230В AC/DC | 0,2-5 Вт | 5-20 мс / 2-10 мс | 1-8 | NO, NC, переключающие | Миниатюрный, стандартный, силовой | DIN-рейка, панельный, PCB | -40°C до +85°C |
| Твердотельные | 3-32В DC, 90-280В AC | 0,1-0,5 Вт | 0,1-1 мс / 0,1-1 мс | 1-4 | NO, NC | Компактный, модульный | DIN-рейка, PCB | -25°C до +80°C |
| Герконовые | 5-24В DC | 0,15-0,6 Вт | 0,5-2 мс / 0,1-0,5 мс | 1-3 | NO, переключающие | Миниатюрный, модульный | PCB, DIN-рейка | -20°C до +70°C |
| Поляризованные | 5-48В DC | 0,2-1,5 Вт | 3-10 мс / 2-5 мс | 1-4 | NO, NC, переключающие | Стандартный, модульный | PCB, DIN-рейка | -40°C до +70°C |
| Времени (таймеры) | 12-240В AC/DC | 1-3 Вт | Задержка: 0,1с-100ч | 1-2 | Переключающие | Модульный | DIN-рейка | -20°C до +60°C |
| Контроля напряжения/тока | 24-400В AC/DC | 1-4 Вт | 0,1-2 сек | 1-2 | Переключающие | Модульный | DIN-рейка | -25°C до +55°C |
| Типоразмер реле | Макс. ток при 250В AC | Макс. ток при 24В DC | Макс. напряжение AC/DC | Макс. мощность AC/DC | Мин. коммутируемая нагрузка | Механический ресурс (циклы) | Электрический ресурс (циклы) | Сопротивление контактов |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Миниатюрное (PCB) | 2-5А | 2-5А | 250В AC / 30В DC | 1250ВА / 150Вт | 10мА/5В DC | 10⁷ - 10⁸ | 10⁵ - 5×10⁵ | ≤ 50 мОм |
| Промежуточное | 10-16А | 5-10А | 400В AC / 125В DC | 4000ВА / 300Вт | 5мА/5В DC | 10⁷ - 3×10⁷ | 10⁵ - 3×10⁵ | ≤ 30 мОм |
| Силовое | 16-30А | 10-20А | 440В AC / 220В DC | 8000ВА / 440Вт | 100мА/12В DC | 10⁶ - 10⁷ | 10⁴ - 10⁵ | ≤ 20 мОм |
| Твердотельное (SSR) | 10-100А | 5-50А | 600В AC / 200В DC | 24кВА / 10кВт | 0,1мА/1В DC | - | 10⁸ - 10¹⁰ | ≤ 10 мОм (во вкл. сост.) |
| Герконовое | 0,5-3А | 0,5-2А | 250В AC / 200В DC | 750ВА / 60Вт | 1мА/1В DC | 10⁷ - 10⁹ | 10⁶ - 5×10⁷ | ≤ 100 мОм |
| Контакторное | 25-100А | 15-60А | 690В AC / 220В DC | 50кВА / 15кВт | 500мА/24В DC | 3×10⁶ - 10⁷ | 10⁴ - 3×10⁵ | ≤ 15 мОм |
| Стандартные типоразмеры | Габариты (В×Ш×Г, мм) | Шаг выводов/разъемов | Совместимые монтажные колодки | Монтажные размеры для DIN-рейки | Требования к вентиляции |
|---|---|---|---|---|---|
| Мини (PCB) | 15-20×10-12×7-10 | 2,54 мм (0,1") | Отсутствуют (прямой монтаж) | Не применимо | Естественная конвекция |
| Миди (PCB/разъём) | 20-30×15-20×10-12 | 3,96 мм (0,156") | Серия 78xx, 94xx | Не применимо / адаптер | Естественная конвекция |
| Стандартное промежуточное | 35-45×27-35×18-25 | 5,08 мм (0,2") | PYF-xxx, LY-4x, RUZ/RUN | 35×7,5 мм | Зазор 5-10 мм между реле |
| Силовое промышленное | 50-70×45-55×30-40 | 5,08-9,5 мм | Серия PT, PR, RUM/RUE | 35×7,5/15 мм | Зазор 10-25 мм между реле |
| Промышленный модуль (SSR) | 45-100×22-45×80-150 | Клеммы под винт | Монтажная пластина или радиатор | 35×7,5/15 мм или монтаж на панель | Радиатор, зазор 30+ мм между модулями |
| Контактор | 90-150×45-90×60-120 | Клеммы под винт | Дополнительные контактные блоки | 35×15 мм или монтаж на панель | Зазор 50+ мм, принудительное охлаждение при большой нагрузке |
Полное оглавление
- Введение в типоразмеры промышленных реле
- Основные типы промышленных реле и их применение
- Ключевые параметры при выборе промышленных реле
- Коммутационная способность: как правильно выбрать реле под нагрузку
- Стандартные размеры и особенности монтажа
- Практические примеры подбора реле
- Заключение и рекомендации
Введение в типоразмеры промышленных реле
Промышленные реле — незаменимые элементы автоматизированных систем управления, защиты и коммутации в различных отраслях промышленности. Правильный выбор реле имеет решающее значение для надежности, долговечности и безопасности систем автоматики.
В современной промышленности используется широкий спектр реле, которые различаются по принципу действия, конструкции, габаритам и электрическим характеристикам. Инженер при проектировании системы должен учитывать множество параметров, чтобы выбрать оптимальное реле для конкретной задачи.
В данной статье мы рассмотрим ключевые типоразмеры промышленных реле, их основные параметры, коммутационные характеристики и стандартные монтажные размеры, что позволит специалистам более осознанно подходить к выбору этих ответственных элементов систем автоматики.
Основные типы промышленных реле и их применение
В современной промышленной автоматике используются различные типы реле, каждый из которых имеет свои особенности и область применения:
Электромагнитные реле
Классический тип реле, принцип работы которого основан на электромагнитной индукции. При подаче напряжения на катушку создается магнитное поле, которое притягивает якорь, замыкая или размыкая контакты.
Типичные применения:
- Системы релейной защиты
- Промышленная автоматика
- Управление электродвигателями малой мощности
- Коммутация сигнальных цепей
Твердотельные реле (SSR)
Электронные устройства, не имеющие подвижных частей. Коммутация осуществляется полупроводниковыми элементами (тиристорами, симисторами или транзисторами). Отличаются высокой скоростью переключения и большим ресурсом.
Типичные применения:
- Управление нагревательными элементами
- Коммутация частых нагрузок
- Высокоскоростные системы управления
- Системы с высокими требованиями к надежности
Герконовые реле
Используют герметичные магнитоуправляемые контакты (герконы), которые замыкаются под воздействием магнитного поля. Отличаются высокой скоростью срабатывания и надежностью в агрессивных средах.
Типичные применения:
- Системы безопасности
- Телекоммуникационное оборудование
- Медицинская техника
- Схемы с необходимостью гальванической развязки
Поляризованные реле
Содержат постоянный магнит, что позволяет им сохранять коммутационное положение после снятия управляющего сигнала. Обладают повышенной чувствительностью.
Типичные применения:
- Схемы с памятью состояния
- Измерительная техника
- Системы со сниженным энергопотреблением
- Импульсные системы управления
Примечание: При выборе типа реле следует учитывать не только электрические параметры, но и условия эксплуатации, требуемый ресурс и экономическую целесообразность. Например, твердотельные реле имеют более высокую стоимость, но значительно больший ресурс при частых переключениях.
Ключевые параметры при выборе промышленных реле
При подборе реле для конкретной задачи необходимо учитывать множество параметров, которые влияют на работоспособность и долговечность устройства в составе системы автоматизации:
Напряжение управления (катушки)
Определяет номинальное напряжение, необходимое для надежного срабатывания реле. Наиболее распространены стандартные значения: 5В, 12В, 24В, 48В, 110В, 220В постоянного или переменного тока. Важно учитывать допустимый диапазон отклонения напряжения, который обычно составляет ±10-15% от номинального значения.
Потребляемая мощность катушки
Влияет на тепловыделение и энергопотребление системы. Для современных реле этот параметр варьируется от десятых долей ватта для миниатюрных реле до нескольких ватт для силовых.
Расчет мощности катушки можно произвести по формуле:
P = U² / R (для постоянного тока)
P = U² / Z (для переменного тока)
где U — напряжение, R — сопротивление катушки, Z — полное сопротивление катушки.
Время срабатывания/отпускания
Критически важный параметр для высокоскоростных систем управления. Электромагнитные реле обычно имеют время срабатывания 5-20 мс, твердотельные — менее 1 мс. Время отпускания, как правило, короче времени срабатывания.
Контактные группы
Определяют функциональные возможности реле. Различают следующие типы контактов:
- NO (Normally Open) — нормально разомкнутые контакты, замыкаются при срабатывании реле.
- NC (Normally Closed) — нормально замкнутые контакты, размыкаются при срабатывании реле.
- Переключающие контакты (CO, Change-Over) — комбинация NO и NC контактов с общим выводом.
Диапазон рабочих температур
Определяет возможность эксплуатации реле в конкретных условиях. Стандартный диапазон для промышленных реле составляет от -40°C до +85°C, однако для специализированных применений он может быть как расширен, так и сужен.
Пример выбора параметров: Для системы, работающей при температуре окружающей среды от -10°C до +45°C, с управляющим сигналом 24В DC и необходимостью коммутации двух независимых цепей, подойдет промежуточное реле с напряжением катушки 24В DC, двумя группами переключающих контактов и диапазоном рабочих температур -25°C до +55°C.
Коммутационная способность: как правильно выбрать реле под нагрузку
Коммутационная способность — один из ключевых параметров при выборе реле, определяющий его способность надежно коммутировать электрические цепи под нагрузкой без повреждения контактов.
Максимальный коммутируемый ток
Определяет предельно допустимый ток, который реле может коммутировать без повреждения контактов. Важно учитывать, что для переменного (AC) и постоянного (DC) тока значения существенно различаются из-за разной интенсивности дугообразования.
Для постоянного тока максимальный коммутируемый ток обычно в 5-10 раз меньше, чем для переменного при том же напряжении. Это связано с тем, что дуга при размыкании цепи постоянного тока не гаснет при прохождении тока через ноль (как в переменном токе).
Максимальное коммутируемое напряжение
Определяет предельно допустимое напряжение на контактах реле. Превышение этого значения может привести к пробою изоляции между контактами или между контактами и катушкой.
Максимальная коммутируемая мощность
Интегральный параметр, определяющий предельную мощность нагрузки. Рассчитывается как произведение напряжения на ток:
P = U × I
Однако следует учитывать, что обычно реле не может одновременно коммутировать максимальный ток при максимальном напряжении.
Электрический ресурс
Определяет число циклов коммутации, которое способно выдержать реле под номинальной нагрузкой до выхода из строя. Для электромагнитных реле этот показатель обычно составляет 10⁵-10⁶ циклов, для твердотельных — 10⁸-10¹⁰ циклов.
Важно понимать, что электрический ресурс существенно зависит от коммутируемой нагрузки. При снижении нагрузки до 50% от номинальной ресурс может увеличиться в 2-5 раз.
Типы нагрузок и их особенности
При выборе реле необходимо учитывать характер нагрузки:
- Резистивная нагрузка (категория AC1/DC1) — наиболее благоприятный тип, не создающий перегрузок при коммутации (лампы накаливания, нагреватели).
- Индуктивная нагрузка (категория AC15/DC13) — создает значительные перенапряжения при размыкании цепи (электромагниты, соленоиды, двигатели).
- Емкостная нагрузка — создает большие пусковые токи (конденсаторные батареи, источники питания с емкостным входом).
Для индуктивных нагрузок рекомендуется выбирать реле с запасом по коммутационной способности в 2-3 раза или использовать специальные защитные цепи (RC-цепи, варисторы, диоды).
Пример расчета: Для коммутации электродвигателя мощностью 2,2 кВт (380В, 5,5А, cosφ=0,8) требуется реле с коммутационной способностью не менее 16А при 380В AC для категории нагрузки AC3 (пуск и останов асинхронных двигателей). Подходящим вариантом будет промышленное силовое реле с номинальным током 16-20А или специализированный контактор.
Стандартные размеры и особенности монтажа
Типоразмеры промышленных реле стандартизированы, что обеспечивает их взаимозаменяемость и упрощает проектирование систем автоматики. Рассмотрим особенности основных типоразмеров и их монтажных характеристик.
Миниатюрные реле для монтажа на печатную плату
Компактные реле с габаритами 15-20×10-12×7-10 мм предназначены для прямого монтажа на печатную плату. Шаг выводов стандартизирован и составляет 2,54 мм (0,1 дюйма), что соответствует стандартной сетке печатных плат.
Основное преимущество — малые размеры и возможность автоматизированного монтажа. Недостаток — ограниченная коммутационная способность (обычно до 5А).
Промежуточные реле
Реле среднего размера (35-45×27-35×18-25 мм) с универсальными возможностями монтажа. Могут устанавливаться:
- На DIN-рейку с использованием специальных колодок
- На панель с помощью винтового крепления
- На печатную плату через специальные разъемы
Для таких реле существует широкий спектр аксессуаров: монтажные колодки различных типов, модули индикации и защиты, маркировочные элементы.
Силовые реле и контакторы
Крупногабаритные устройства (от 50×45×30 мм) для коммутации мощных нагрузок. Обычно монтируются на DIN-рейку шириной 35 мм или на монтажную панель с помощью винтов.
Отличительные особенности:
- Увеличенное расстояние между клеммами для обеспечения электрической изоляции
- Крупные винтовые клеммы для подключения проводов большого сечения
- Повышенные требования к вентиляции из-за значительного тепловыделения
Твердотельные реле (SSR)
Имеют форм-фактор промышленного модуля и часто требуют дополнительного охлаждения из-за нагрева полупроводниковых элементов. Типичные габариты: 45-100×22-45×80-150 мм.
Монтажные особенности:
- Необходимость установки на радиатор с применением теплопроводящей пасты
- Требования к вентиляции пространства вокруг модуля
- Возможность монтажа как на DIN-рейку, так и на монтажную панель
Расчет тепловыделения и требования к вентиляции
При проектировании шкафов управления с большим количеством реле необходимо учитывать их суммарное тепловыделение. Для электромагнитных реле тепловыделение складывается из двух составляющих:
- Тепловыделение катушки: P = U² / R
- Тепловыделение контактов: P = I² × R
Для твердотельных реле тепловыделение зависит от коммутируемого тока и падения напряжения на полупроводниковом элементе:
P = I × U_падения
Типичное значение падения напряжения составляет 0,8-1,5В для реле постоянного тока и 1-1,8В для реле переменного тока.
Важно: При плотном монтаже реле необходимо обеспечить достаточные зазоры для циркуляции воздуха. Минимальные рекомендуемые расстояния между соседними реле указаны в таблице 3. При невозможности обеспечить естественную вентиляцию необходимо предусмотреть принудительное охлаждение.
Практические примеры подбора реле
Рассмотрим несколько типовых задач и процесс выбора подходящего реле для их решения.
Пример 1: Коммутация нагревательного элемента
Условия задачи: Требуется коммутировать электрический нагреватель мощностью 3,5 кВт, питание 220В AC, 50 Гц. Частота коммутаций — до 30 раз в час. Срок службы системы — не менее 5 лет.
Решение:
- Рассчитываем ток нагрузки: I = P / U = 3500 / 220 = 15,9А
- Тип нагрузки — резистивная (категория AC1)
- Количество циклов за 5 лет: 30 × 24 × 365 × 5 = 1 314 000 циклов
- Учитывая высокую частоту коммутаций и требуемый ресурс, оптимальным будет выбор твердотельного реле (SSR)
- Необходимые параметры: номинальный ток не менее 20А (с запасом 25%), напряжение нагрузки 220В AC, управляющее напряжение согласно имеющемуся контроллеру (например, 24В DC)
- Дополнительно: радиатор с тепловым сопротивлением не более 1,5°C/Вт для отвода тепла от SSR
Пример 2: Система управления электродвигателем
Условия задачи: Требуется реализовать схему реверса трехфазного асинхронного двигателя мощностью 1,5 кВт, 380В, 3,8А. Частота коммутаций — до 10 раз в смену.
Решение:
- Тип нагрузки — индуктивная (категория AC3)
- Для реализации реверса потребуются два реле (для прямого и обратного хода)
- Учитывая индуктивный характер нагрузки, выбираем реле с запасом по току: 3,8 × 2,5 = 9,5А (минимум)
- Количество контактных групп: минимум 3 (для каждой фазы)
- Оптимальный выбор — промежуточное реле с номинальным током 10-16А или специализированный контактор малой мощности
- Дополнительно: механическая блокировка между реле для исключения одновременного включения
Практическое решение: Для данной задачи подойдет промышленное реле с номинальным током 12А, тремя группами переключающих контактов, напряжением катушки, соответствующим напряжению системы управления. Альтернативное решение — два компактных контактора с категорией применения AC3, номинальным током 12А и механической блокировкой между ними.
Заключение и рекомендации
Выбор промышленного реле представляет собой сложную инженерную задачу, требующую учета множества факторов: от электрических параметров до особенностей монтажа и условий эксплуатации. Таблицы, представленные в данной статье, позволяют систематизировать основные характеристики промышленных реле и упростить процесс их подбора.
Основные рекомендации при выборе реле:
- Учитывайте не только номинальные значения тока и напряжения, но и категорию нагрузки (AC1, AC3, DC1 и т.д.).
- Обеспечивайте запас по коммутационной способности (не менее 20-30% для резистивных нагрузок и 100-150% для индуктивных).
- При высокой частоте коммутаций отдавайте предпочтение твердотельным реле или специализированным контакторам с повышенным ресурсом.
- Учитывайте условия эксплуатации, особенно температурный режим и требования к вентиляции.
- При монтаже руководствуйтесь рекомендациями производителя относительно минимальных расстояний между устройствами.
- Для защиты контактов реле от перенапряжений при коммутации индуктивных нагрузок используйте специальные защитные цепи (RC-цепи, варисторы, диоды).
Современный рынок предлагает широкий спектр промышленных реле от различных производителей, каждый из которых имеет свои особенности и преимущества. При окончательном выборе рекомендуется консультироваться с технической документацией конкретного производителя и, при необходимости, обращаться к специалистам для получения профессиональной консультации.
Примечание: Данная статья носит ознакомительный характер. Представленные в ней данные основаны на типовых характеристиках промышленных реле и могут отличаться от параметров конкретных устройств различных производителей. При проектировании реальных систем необходимо руководствоваться техническими спецификациями используемых компонентов.
Источники информации:
- МЭК 60947 "Аппаратура распределения и управления низковольтная"
- ГОСТ Р 50030.5.1-2005 "Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 5-1. Аппараты и коммутационные элементы цепей управления. Электромеханические аппараты для цепей управления"
- Технические спецификации производителей промышленных реле: Schneider Electric, ABB, Siemens, Finder, OMRON, Phoenix Contact
- Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Ю.В. Корицкого и др.
Отказ от ответственности: Автор не несет ответственности за возможные ошибки или неточности в приведенной информации, а также за любые убытки, связанные с использованием данной информации. Представленные данные не могут заменить профессиональную консультацию и рекомендации квалифицированных специалистов. Перед применением информации в реальных проектах необходимо дополнительно проверить все параметры и соответствие выбранных компонентов требованиям конкретной задачи.
