Электрические реле, то есть реле, реагирующие на изменение электрических величин (ток, напряжение, мощность, частоту), по принципу действия подразделяют на электромагнитные, индукционные, тепловые, электродинамические и некоторые другие.

Электромагнитные реле, получившие самое широкое распространение, просты по устройству, надежны, работают как на постоянном, так и на переменном токе. Собственное время их срабатывания — сотые доли секунды; они могут быть снабжены также механизмом выдержки времени. По конструкции различают электромагнитные реле клапанного и соленоидного типов и с поворотным якорем.

К реле клапанной конструкции относятся, в частности, различные промежуточные реле (рис. 13.6, а), типа РП, РПУ и др. В нормальном положении клапан 1 реле оттянут от сердечника пружиной 2 и его контакты 3 разомкнуты, а 4 замкнуты. Когда по катушке реле протекает ток, клапан реле притягивается к сердечнику. При этом замыкающий контакт 3 замыкается, а размыкающий 4 размыкается. Некоторые реле этого типа снабжены короткозамкнутым витком 5, назначение которого — снизить вибрации клапана (и контактов) при работе на переменном токе. В этом витке под действием первичного магнитного потока индуктируется ток витка, который изменяет общий поток части сердечника, охваченный витком, несколько сдвигая его во времени по отношению к основному потоку сердечника реле. Суммарный поток сглаживается, благодаря чему вибрации уменьшаются. К реле соленоидной конструкции (рис. 13.6, б) относится ряд реле управления. В нормальном положении контакты 3 разомкнуты, а контакты 4 замкнуты. Когда же по катушке 6 протекает ток, сердечник 7 втягивается и контакты 3 замыкаются, а контакты 4 размыкаются.

В реле с поворотным якорем в нормальном положении якорь 8 под действием пружины 2 занимает несколько наклонное положение. При этом контакты 4 замкнуты, а контакты 3 разомкнуты. Если по катушке 6 протекает ток, то якорь 8 занимает вертикальное положение. Контакты 4 размыкаются, а контакты 3 замыкаются.

Поляризованное высокочувствительное реле получило такое название потому, что его срабатывание зависит от полярности тока катушки. Магнитный поток создается здесь не только обмоткой катушки, но и постоянным' магнитом N—S. Благодаря этому при появлении незначительного магнитного поля в катушке якорь реле притягивается к тому полюсу, поле которого оказалось более сильным. Вели, например, на катушку реле подан сигнал с полярностью, указанной на рисунке 13.6, г, то магнитный поток катушки будет распределен так, как показано пунктиром. Поле полюса S будет усилено, а полюса N — ослаблено. Якорь реле сработает в сторону полюса S и замкнет контакты 3' и 3.

При изменении полярности на входе якорь реле замкнет контакты 3" и 5. Чувствительность поляризованных реле в сотни раз превышает чувствительность нейтральных реле типа РП.

Индукционные реле — это реле максимального тока типа РТ-80 (ИТ-80), реле направления мощности, реле разности частот, реле понижения частоты. Применяются они только в цепях переменного тока. Принцип действия реле РТ-80 показан на рисунке 13.7. В разрезе магнитной системы 1 вращается алюминиевый диск 14. Ось диска укреплена в подшипниках на рамке 13, которая поворачивается на небольшой угол в подшипниках 10. На полюсы электромагнита насажены витки 11, которые способствуют созданию вращающего момента диска 14. В качестве тормоза для исключения явления самовращения диска используется постоянный магнит 15. При обтекании катушки 2.током магнитные усилия в полюсах системы приводят диск 14 во вращение. При пересечении краем диска магнитных силовых линий постоянного магнита 15 в диске появляются местные круговые токи, создающие местные магнитные потоки, которые противодействуют вращению. Поэтому при прекращении тока р катушке реле диск притормаживается. Диск начинает вращаться, когда ток катушки составляет 20...40% тока срабатывания реле. Но при таком токе вращение диска не приводит к срабатыванию контактной системы, состоящей из зубчатого сектора 8 и замыкающей пластинки 6, так как червяк 9, сидящий на оси диска, не находится пока в зацеплении с зубчатым сектором 8. При увеличении тока катушки до значения, заданного путем изменения ступеней 12, диск начинает вращаться быстрее, вследствие возрастания усилия рамка 13 притягивается к сердечнику 1. При этом червяк 9 входит в зацепление с зубчатым сегментом, и сегмент начинает поворачиваться, перемещая замыкающую пластину 6. Время, по истечении которого после появления аварийного тока замкнутся контакты 5, устанавливают путем изменения относительного расположения сегментов и червяка 9 передаточного механизма при помощи устройства регулирования выдержки времени 7.

Сила притяжения рамы к сердечнику возникает в результате не только увеличения скорости вращения диска, но и увеличения притяжения магнитным потоком рассеяния самой стальной рамы.

При увеличении тока, протекающего через катушку, до определен, ного максимального значения (тока отсечки) возрастает магнитный поток, и к магнитной системе мгновенно притягивается якорь 3. Пластина 4 замыкает контакты. Релейная защита срабатывает почти мгновенно, собственное время срабатывания реле при этом составляет 0,05...0,1 с. Силу тока мгновенного срабатывания реле (ток отсечки) можно регулировать путем изменения воздушного зазора между якорем 3 и магнитной системой 1.

Принцип действия индукционных реле мощности подобен принципу действия счетчиков.

На рисунке 13.8 приведена схема включения такого реле. Поскольку одна из катушек включена в цепь напряжения, а другая — в цепь тока, вращающий момент пропорционален мощности. Если диск будет иметь возможность вращаться только в одну сторону, то такое реле будет реагировать и на направление мощности.

Электрические реле по способу включения подразделяют на первичные и вторичные. Катушки первичных реле включают непосредственно в защищаемую цепь рабочего тока (рис. 13.9). По способу воздействия на цепь отключения различают реле прямого и реле косвенного действия. Примером первичного реле прямого действия может служить токовый расцепитель воздушного автомата типа АП50 и др. Когда ток в первичной цепи превысит установленный уровень, катушка 1 (рис. 13.9, а) подтянет сердечник, который выбьет защелку 2 из зацепления. Рабочие контакты 3 под действием пружины 4 отключают цепь тока. В реле косвенного действия (рис. 13.9, б) при аварийном токе втягивается сердечник 1, замыкаются контакты 5, оказывается под током вспомогательная катушка 6, сердечник которой выбивает защелку 2 автомата.

Токи и напряжения срабатывания реле принимаются по стандартной шкале (для реле тока и напряжения). Для промежуточных реле и реле времени номинальные напряжения равны 12, 24, 48, ПО, 220, 380 В. Срабатывать реле должно и при меньших напряжениях. Для промежуточных реле и реле времени это напряжение срабатывания составляет не менее 60% номинального. Мощность, потребляемая катушками электромагнитных реле, составляет до 30 В•А.

Важным параметром для реле является также ток размыкания контактов. У многих электромагнитных реле он равен 5 А.

Промежуточные реле РПЛ-40, РПЛ-22, РПЛ-31 с общим числом замыкающих и размыкающих контактов соответственно 4 и 0; 2 и 2; 3 и 1 предназначены для использования в сетях напряжением до 660 В и для установки в закрытых шкафах, нишах станков и других местах, защищенных от попадания воды, пыли и посторонних предметов. Степень их защиты IP00 (См. § 13.8). Номинальный ток контактов 10 А, а напряжение катушек 24, 36, 42, 110, 127, 220, 230, 240, 380, 415, 500, 660 В. Массовое производство этих реле начато в 1980 г.

К этим реле, а также к пускателям серии ПМЛ разработаны приставки выдержки времени пневматические серии ПВЛ. Степень их защиты IP00, номинальное напряжение 660 В, а номинальный ток контактов 10 А. Эти приставки обладают следующими достоинствами: их выдержка времени не зависит от изменения напряжения в сети, они нечувствительны к пыльной среде, мало чувствительны к колебаниям температуры и т. д. Для реле РПЛ и пускателей ПМЛ предназначены также контактные приставки серии РПЛ (для увеличения числа контактов, используемых в цепях управления).