Тема 4.3: Проверка и настройка реле времени, промежуточных и сигнальных реле

Принцип действия

По существу реле – это электромагнит. Когда на катушку подается управляющее напряжение, то стержень притягивает якорь, производя, таким образом, переключение цепи.

Реле бывают трех видов:

• 
  с нормально замкнутыми контактами;

• с нормально разомкнутыми;
• перекидывающиеся.

При подаче управляющего сигнала на устройство с нормально замкнутыми коннекторами, они размыкаются, при отсутствии сигнала замыкаются. У реле с разомкнутыми коннекторами все наоборот. Напряжение на обмотке присутствует, клеммы замыкаются, отсутствует – размыкается.

В перекидывающихся моделях имеется две группы коннекторов, одни нормально замкнутые, другие нормально разомкнутые. У них имеется общая клемма. При подаче тока на обмотку контакты переключаются с одного положения на другое.

Конструкция коммутационного прибора

Электрическое реле — это устройство, предназначенное для использования в качестве коммутатора. Оно умеет соединять или разъединять электрическую цепь в зависимости от приходящего на него управляющего сигнала. Линия, которая подключена к элементу, называется управляемой, а та, по которой на него поступает команда — управляющей.

Используются реле при автоматизации различных операций. Они с успехом справляются с управлением различного рода сигналами, защитой электрооборудования. Их применяют в охранных и отопительных системах, звукотехнике, то есть везде, где необходимо автоматическое переключение режимов работы при изменении каких-либо параметров.

При поиске и устранении различных неисправностей в технике одним из этапов ремонта является проведение теста переключающего элемента. Делают это с помощью измерителя величин. Но перед тем как проверить реле на работоспособность мультиметром, следует знать, как оно устроено и понимать принцип его действия.

Принцип работы

Реле — это электромагнит, состоящий из контактной группы, якоря и катушки индуктивности. Все детали устанавливаются на основание и помещаются в закрытый корпус. Монтируются элементы следующим образом: сверху сердечника магнитной системы размещается якорь (ярмо). Удерживается он в начальном положении с помощью пружины и представляет собой подвижную пластинку Г-образной формы.

К нижнему плечу передачи крепится группа пластин с контактами, при этом напротив них устанавливается такое же число контактных оснований. Каждый пластинчатый контакт выводится наружу из корпуса, образуя выводы устройства.

Принцип действия электронного приспособления заключается в способностях электромагнитного поля воздействовать на проводящие предметы. При подаче напряжения на выводы обмотки через неё начинает протекать ток. Когда его значение достигает определённой величины, в обмотке возникают две силы (электродвижущая и магнитная), заставляющие якорь прижиматься к поверхности катушки, преодолевая силу пружины.

Одновременно с этим двигается и плечо с закреплёнными контактными пластинами, выгибая их таким образом, что они разрывают контакт с подсоединённой группой. В результате возникает электрический контакт. В случае подключения к выводам этих пластин линия замыкается.

В зависимости от конструкции начальное положение может быть как замкнутым, так и разомкнутым, поэтому в реле второго типа после подачи напряжения произойдёт размыкание линии. Как только сигнал необходимой амплитуды будет снят с выводов обмотки реле, контакты прибора вернутся в первоначальное состояние.

Виды и характеристики

Электрические релейные элементы различаются по количеству выводов и форме, но их суть остаётся одинаковой — подключение или отключение нагрузки от сигнальной линии. По виду физических процессов, которые приводят к перекоммутации, реле разделяют на следующие виды:

• нейтральные — не зависят от полярности сигнала, поданного на управляющие выводы;
• поляризованные — в них положение контактов зависит от направления тока;
• магнитоэлектрические — реагируют только на постоянный ток;
• ферродинамические — в их конструкции используются ферромагнитные сердечники, усиливающие магнитный поток;
• индукционные — основаны на связи между изменяющимся магнитным потоком и индуцированным током в проводнике;
• тепловые — реагируют на тепло, появляющееся при прохождении тока через пластины и изменяющее их форму;
• электронные — в них используется свойство p-n перехода проводить ток только в одном направлении (диод).

Также устройства разделяются по типу контактов, которые могут быть трёх типов: нормально замкнутыми, нормально разомкнутыми и перекидными. Как и любой электромеханический прибор, реле характеризуется своими техническими параметрами, определяющими работу и назначение устройства. Конечно, все параметры реле проверить мультиметром будет невозможно, но с его помощью точно можно определить работоспособность переключателя. К основным характеристикам прибора относят:

• обмоточное напряжение — это значение амплитуды сигнала, при котором реле переходит из одного устойчивого состояния подключения контактов в другое;
• ток коммутации обозначает наибольшее значение тока, которое может пропустить через себя реле, не изменив своих параметров;
• номинальное напряжение разделяется на значения, соответствующие переменному и постоянному уровню сигнала, обозначает максимальную разность потенциалов, появление которой допустимо на подключённых к нагрузке выводах;
• рабочая частота — это количество переключений, которое может выполнить прибор за единицу времени;
• износостойкость определяется механической надёжностью контактных групп, измеряется в циклах;
• время срабатывания характеризуется интервалом, в течение которого изменяется положение контактных групп после прихода управляющего сигнала.

Проверка работоспособности

На корпусе каждого реле изображена схема с номерами контактов и номиналом управляющего напряжения. Прямоугольник с выводами 85 и 86 означает катушку. Поэтому при измерении параметров обмотки нужно подключаться к ним. Другие выводы с номерами 30, 87 и 87а (88) являются ключом переключения внешней цепи.

Как тестер реле регуляторов и любого другого электромагнитного реле удобно использовать цифровой мультиметр. Это связано с тем, что он может измерять ток, напряжение и сопротивление.

Так как работоспособность устройства зависит в первую очередь от исправности обмотки, проверка начинается с измерения сопротивления катушки. Его значения лежат в пределах от нескольких десятков Ом до нескольких сотен Ом.

Для этого мультиметр переключателем переводим в режим измерения сопротивления. К выводам 85, 86 подсоединяем измерительные щупы, снимаем показания. Если сопротивление в пределах нормы, то надо проверить состояние управляемых выводов.

В реле с нормально замкнутыми контактами 30 и 87, при измерении сопротивления между ними, мультиметр должен показать 0 Ом. С нормально разомкнутыми контактами 30 и 87 сопротивление между ними должно быть равно бесконечности. При подаче управляющего напряжения на выводы катушки 85 и 86 все должно поменяться с точностью наоборот.

Иногда известен только ток срабатывания, тогда измеряется сопротивление катушки. После этого показания мультиметра умножаются на ток срабатывания, и получается управляющее воздействие обмотки. Затем, подавая вычисленное напряжение, можно проверять контактную группу, как было описано выше.

На обмотку реле переменного тока можно подавать только переменное напряжение.

После проверки реле, если есть потребность и возможность регулировки контактов сделайте это. В противном случае – замените весь прибор. Его установку и извлечение нужно осуществлять при отключенном питании устройства.

Подготовка к проверке

Перед тем как приступить к диагностике, важно определиться с назначением выводов у проверяемого элемента. Для этого можно воспользоваться даташитом на прибор, то есть документацией, выпущенной производителем. В ней всегда описываются характеристики и схема устройства.

Нередко схема устройства реле представлена и на самом элементе. В этом случае управляющие контакты изображаются точками, соединёнными катушкой индуктивности, а переключающие — прямыми линиями с пунктиром, указывающими на их возможное положение. Правда, выводы для подачи питания могут рисоваться и в виде прямоугольника с выходящими из середины его боковых сторон прямыми отрезками, управляемыми, как обычный механический переключатель.

Но даже если такой схемы нет, то можно попробовать оценить контакты визуально (управляющие выводы делаются цветом немного светлее). Если реле впаяно в схему, то по плате несложно будет отследить общую шину и дорожки питания. При этом на текстолите часто подписываются контакты, а по принципиальной схеме можно будет определить их назначение.

Чтобы проверить реле тестером, можно использовать как цифровой, так и аналоговый прибор. Но из-за удобства использования предпочтение лучше отдать первому. Настройка или специальная подготовка приборов не потребуется. Единственное, на что следует обратить внимание, так это на состояние элемента питания мультиметра. В цифровом тестере на экране не должен светиться значок замены батарейки, а в аналоговом варианте при закорачивании двух измерительных проводов друг на друга стрелка должна устанавливаться напротив нуля.

Применение в автомобиле

Наиболее часто с коммутационными устройствами приходится сталкиваться автомобилистам. Речь идет о реле регулятора генератора (стартера). О нем вспоминают, когда двигатель перестает заводиться и выясняется, что аккумулятор разряжен. Одной из причин этого является неисправность регулятора.

На старых автомобилях для поддержания постоянства напряжения использовался регулятор, состоящий из трёх устройств — стабилизатора напряжения, ограничителя тока и реле обратного тока. Регулятор не позволяет аккумулятору перезаряжаться, что продлевает срок его службы.

Он бывает встроенный в щеточный блок стартера или выполняется как отдельный модуль. Его неисправность может перезарядить или не дозарядить аккумулятор. В первом случае будут видны потеки на корпусе, начнет выкипать электролит, что приведет к падению напряжения ниже 12 вольт. Во втором значения изначально будут ниже допустимого. Как результат, двигатель не заведется.

Причины отказа реле-регулятора

Чтобы в будущем свести к минимуму вероятность повторных поломок, следует ознакомиться с основными причинами выхода из строя устройства.

• Короткое замыкание на любом из участков электрической цепи, включая межвитковое замыкание обмотки возбуждения.
• Регулятор также может выйти из строя в случае пробоя диодов или поломки выпрямительного моста.
• Неправильное подсоединение или переплюсовка к выводам АКБ.
• Проникновение влаги или большого количества пыли в генератор и/или непосредственно регулятор (такие случаи распространены во время обильных осадков или мойки машины).
• Механическое повреждение рабочего узла.
• Естественный износ, завершение эксплуатационного срока.
• Изначально сомнительное качество приобретаемого товара.

Проверка регулятора стартера

Чтобы проверить реле регулятор стартера, не снимая его с автомобиля, можно воспользоваться мультиметром, прозвонить все подходящие к нему провода. Для этого они предварительно отключаются от регулятора. Мультиметр переводится в режим измерения сопротивления, проверяются отключенные провода.

Если все в норме, то проводники возвращают на место. Замеряется напряжение на клеммах аккумулятора при выключенном двигателе. Мультиметр переводится в режим измерения постоянного напряжения в диапазоне от 0 до 20 Вольт. Щупы цепляются к клеммам аккумулятора. Прибор должен показывать 12,2-12,7 V.

Если 12 вольт и ниже, то его надо подзарядить.

Затем двигатель надо завести и снова проверить с теми же измерениями. Если напряжение в диапазоне 13,2-14 V, то это норма. Добавляем обороты двигателя до 2000 в минуту и опять замеряем. В норме мультиметр должен показывать в пределах 13,6-14,2 V. Еще добавляем оборотов до 3500 в минуту.

Снимаем показания. Они не должны превышать 14,5 Вольта. Если значение не меняется и остается 12,7 Вольт, как при выключенном двигателе или даже уменьшается, значит, неисправен реле регулятор. Поэтому его нужно заменить. При превышении 14,5 Вольт регулятор также надо поменять.

Иногда возникает вопрос, как проверить реле мультиметром, если нет доступа к регулятору. Тогда надо его снять, а для проверки необходимо иметь в дополнение к тестеру зарядное устройство с регулятором напряжения и лампочку.

Из них собирается следующая схема. Зарядка подключается к входным клеммам регулятора, а лампочка к выходным (толстым). Мультиметром контролируется напряжение на входе регулятора. Зарядкой меняем напряжение в пределах от 12 до 15 вольт. Лампочка должна погаснуть при 14,5 вольтах. Если этого не произошло, регулятор неисправен и подлежит замене.

Как проверить реле самостоятельно

Для проверки реле его необходимо в первую очередь демонтировать, чтобы получить доступ ко всем контактам. Ниже представлены типовые схемы включения 4-х и 5-ти контактного реле:

Все контакты реле подписаны, обозначения находятся рядом с самими «ножками». Но часто силовые контакты можно найти по желтоватому оттенку, который выделяет их на фоне остальных.

Для проверки реле с 4-мя контактами необходимо подать напряжение 12 В (например, от аккумулятора) на управляющие контакты 85 и 86, а затем замерить сопротивление между силовыми выводами 30 и 87. Замер производим с помощью мультиметра в режиме омметра.

В рабочем реле при подаче напряжения происходит щелчок, а замеряемое сопротивление становится близким к нулю. Если это не так, то реле неисправно и его необходимо замерить.

Что еще почитать на нашем сайте?

Для проверки 5-ти контактного реле контакты 30 и 88 должны быть сомкнуты, а при подаче напряжения на управляющие контакты 85 и 86 реле размыкается.

Проверка втягивающего реле

Когда аккумулятор заряжен, а двигатель не заводится, то нужно проверить стартер.

Если генератор крутится, а двигатель нет, то в таких случаях обязательно делается проверка втягивающего реле электродвигателя и бендикса. Для этого необходимо снять стартер. После этого зачищают все контакты, и мультиметром измеряют сопротивление обмотки реле.

Если значение равно бесконечности, то обмотка перегорела. В этом случае необходимо перемотать катушку или заменить ее. Прибор показывает несколько десятков Ом, значит, обмотка цела.

Затем проверяется ее работоспособность. Плюсовую клемму аккумулятора с помощью прикуривателя присоединяют к соответствующей клемме реле. А минус подключают к корпусу стартера. Должен быть слышен щелчок, тогда устройство исправно, иначе его нужно разобрать и проверить механическую часть.

Распространенные неисправности аккумуляторной батареи:

• короткое замыкание электродов/пластин батареи;
• механическое или химическое повреждение пластин аккумулятора;
• нарушение герметичности банок аккумуляторов — трещины корпуса аккумулятора в результате ударов или неправильной установки;
• химическое окисление выводных клемм аккумулятора.Основными причинами указанных неисправностей являются:
• грубые нарушения правил эксплуатации;
• истечение срока службы изделия;
• различные производственные дефекты.

Безусловно, конструкция генератора сложнее аккумуляторной батареи. Вполне резонно, что и неисправностей генератора в разы больше, и диагностика их значительно сложнее.

Автомобилисту очень полезно знать основные причины неисправностей генератора, способы их устранения, а также профилактические меры по предотвращению поломок.

Все генераторы подразделяются на генераторы переменного и постоянного тока. Современный легковой транспорт оснащается генераторами переменного тока с встроенным диодным мостом (выпрямителем). Последний необходим для преобразования тока в постоянный, на котором работают электропотребители автомобиля. Выпрямитель, как правило, находится в крышке или корпусе генератора и представляет с последним одно целое.

Все электроприборы автомобиля рассчитаны на строго определенный диапазон рабочих токов по напряжению. Как правило, рабочие напряжения — в диапазоне 13,8–14,7 В. Ввиду того, что генератор «привязан» ремнем к коленчатому валу двигателя, от разных оборотов и скорости движения автомобиля, он будет работать по-разному. Именно для сглаживания и регулирования выдаваемого тока предназначен реле-регулятор напряжения, играющего роль стабилизатора и предотвращающего как скачки, так и провалы рабочего напряжения. Современные генераторы снабжены встроенными интегральными регуляторами напряжения, в просторечье именуемые «шоколадкой» или «таблеткой».

Уже понятно, что любой генератор это достаточно сложный агрегат, чрезвычайно важный для любого автомобиля.