Реле, нормально открытые и нормально закрытые контакты

Реле являются повсеместно распространенными фундаментальными компонентами в электрических системах управления и автоматизации, и они играют ключевую роль в управлении цепями. Несмотря на то, что было написано множество ресурсов, в которых обсуждаются «нормально открытые» и «нормально закрытые» контакты реле, эти объяснения часто считаются слишком абстрактными, поскольку учащиеся не могут развить интуитивное понимание. В этой статье представлен тщательный и практический анализ этих двух основных типов контактов. Для этого он объясняет основные моменты, сравнивает их и смотрит, как они используются в реальном мире.

Основы реле: принцип работы и определения контактов

По сути, реле представляет собой переключатель, который управляется электрически, а электромагнитные эффекты используются для того, чтобы малые токи управляли большими. Якорь притягивается магнитным полем, создаваемым катушкой реле под напряжением. Это притягивает якорь и изменяет состояние соединения внутренних контактов. Этот механизм позволяет реле управлять высоковольтными сильноточными рабочими цепями с использованием низковольтных слаботочных цепей управления, играя жизненно важную роль в системах автоматического управления и защиты безопасности.

В терминологии реле:

Нормально открытый (НО) контакт : Он отключается, когда катушка реле обесточена, и замыкается, когда на нее подается напряжение.

Нормально закрытый (НЗ) контакт : Подключается, когда катушка реле обесточена, и размыкается при подаче напряжения.

В этом контексте «нормальное состояние» означает исходное состояние реле после обесточивания катушки. Понимание того, как реле ведут себя в цепях, зависит от проведения этого различия.

Подробное объяснение типов контактов: структура и характеристики

Нормально открытые контакты

Нормально открытые контакты обычно обозначаются как контакты «НО» или «А». Когда катушка реле обесточена, нормально разомкнутые контакты остаются разомкнутыми, что обеспечивает размыкание управляемой цепи. Электромагнитная сила заставляет якорь двигаться только тогда, когда катушка получает номинальное напряжение, в результате чего нормально разомкнутые контакты замыкаются и подключают управляемую цепь.

Ключевые характеристики:

Катушка обесточена → Контакт разомкнут.

Катушка под напряжением → Контакт замкнут

Подходит для управления «старт» или «включение».

Нормально закрытые контакты

Нормально закрытые контакты обычно обозначаются как контакты «NC» или «B». Их поведение противоположно нормально открытым контактам: при обесточивании катушки нормально закрытый контакт остается закрытым; когда на катушку подается напряжение, вместо этого контакт размыкается.

Ключевые характеристики:

Нет напряжения на катушке → Контакты замкнуты

Катушка под напряжением → Контакты разомкнуты

Подходит для управления «стоп» или «отключение».

Классификация конфигурации контактов

Расположение контактов реле обычно описывается их контактной формой, включая распространенные типы:

Форма А : Однополюсное однопозиционное нормально разомкнутое реле.

Форма Б : Однополюсное однопозиционное нормально замкнутое реле.

СПСТ : Однополюсный, одноходовой

SPDT : Однополюсный, двухпозиционный

ДПДТ : Двухполюсный, двухпозиционный

Сценарии практического применения и различия в проводке

В реальных схемах способы подключения нормально разомкнутых и нормально замкнутых контактов заметно различаются. Эксперименты показывают, что две конфигурации могут отличаться только одним проводным соединением — перемещением провода от нормально закрытого контактного контакта к нормально открытому контактному контакту. Это незначительное изменение приводит к совершенно другому поведению схемы.

Типичные применения нормально открытых контактов

В большинстве случаев нормально разомкнутые контакты используются в ситуациях, когда необходимо активировать оборудование или подключить сигналы.

Управление запуском двигателя : Трехпроводные цепи пускателя двигателя с нормально разомкнутыми контактами.

Цепи световых индикаторов : Использование нормально открытых контактов для включения/выключения индикаторов.

Автоматизированные системы управления : Запуск различных устройств в качестве исполнительных механизмов

Типичные применения нормально закрытых контактов

Основное назначение нормально замкнутых контактов – обеспечение безопасности и контроль остановок.

Цепи аварийной остановки : Обеспечение безопасной остановки оборудования при сбое питания.

Блокировка защиты : Предотвращение конфликтов, вызванных одновременной работой нескольких устройств.

Обнаружение безопасности : Устройства безопасности, такие как дверные выключатели или световые завесы.

Обратите внимание, что во время работы сначала размыкаются размыкающие контакты, а затем замыкаются размыкающие контакты. Когда катушка контактора обесточена, сначала размыкаются НО контакты, а замыкаются НЗ контакты для сброса. Безопасность системы управления зависит от выполнения этой последовательной деятельности.

Расширенные концепции и соображения

Функция механического принуждения

Некоторые реле имеют механические принудительные механизмы. Например, реле Finder серии 46 физически переводят контакты в положение «под напряжением». Эта функция удобна при вводе в эксплуатацию. Однако в промышленных условиях требуется осторожность. Непреднамеренное использование машины может привести к повреждению оборудования или травмам.

Соответствующие концепции в твердотельных реле

Аналогично, твердотельные реле различают нормально разомкнутые (НО) и нормально закрытые (НЗ) типы.

Нормально разомкнутое твердотельное реле : Функционально эквивалентен механическому реле с «замкнутым контактом». Выходные клеммы разомкнуты без входного сигнала и замкнуты накоротко при наличии входного сигнала.

Нормально замкнутое твердотельное реле : Функционально эквивалентен механическому реле с «открытым контактом». Выходные клеммы закорочены при отсутствии входного сигнала и разомкнуты при наличии входного сигнала.

Практические советы и меры предосторожности

При применении реле на практике следует учитывать следующее:

Полярность катушки : Убедитесь, что положительная клемма источника питания подключена к правильной клемме катушки реле.

Контактная маркировка : Специальные реле и розетки обычно четко указывают положения общего контакта, нормально открытого контакта и нормально закрытого контакта.

Меры защиты : Когда катушка реле обесточена, создается противоэлектродвижущая сила. Рекомендуется подключить обратный диод обратно-параллельно к клеммам катушки, чтобы защитить цепь управления.

Методы экспериментирования и обучения

Самый эффективный способ по-настоящему понять различия в поведении между контактами реле — это практические эксперименты. Создайте простую тестовую схему, требующую всего одного реле, двух кнопочных переключателей и источника питания 24 В постоянного тока. Лично проводя схему и наблюдая за реакцией реле в различных конфигурациях, вы можете развить интуитивное понимание, которое закладывает прочную основу для будущих исследований в области промышленных систем управления.

Во время экспериментов обращайте внимание на:

Прислушайтесь к слышимым щелчкам при включении и отключении реле.

Наблюдайте за изменениями световых индикаторов или состояния нагрузки.

Сравните результаты изменения однопроводного соединения в обеих конфигурациях проводки.

Заключение

Нормально открытые (НО) и нормально закрытые (НЗ) контакты представляют собой наиболее фундаментальные, но важные концепции реле. Каждый из них играет отдельную и взаимодополняющую роль в системах управления. Запуск и включение функций становится возможным благодаря нормально разомкнутым контактам, а системы защиты и аварийной остановки совершенствуются благодаря нормально замкнутым контактам. Понимание характеристик и различий между этими двумя типами контактов не только помогает в правильном проектировании и подключении цепей, но также формирует основу для построения безопасных и надежных систем управления.

Как только вы усвоите эти фундаментальные концепции, вы сможете изучить связанные с ними более сложные темы, такие как схемы «фиксации» и «вибратора», а также «трехпроводной пускатель двигателя», который широко используется в промышленном управлении.