Електрическите релета могат да бъдат разделени на две категории, а именно електромеханични релета и полупроводникови релета.
Електромеханични релета
Електромеханичните релета са устройства, които са електромагнитни по природа и преобразуват магнитния поток, който се генерира от ниския входен DC или AC сигнал около релетата, в механична сила, която се използва за управление на електрическите контакти в релетата. Най-често използваните електромеханични релета имат схема; навита около абсорбираща желязна сърцевина; който е известен като първичен кръг.
Желязното ядро има както фиксирана част, наречена ярем, така и арматура, която е подвижна част с пружина, която затваря въздушната междина между подвижната арматура и неподвижната електрическа намотка, като по този начин завършва веригата на магнитното поле. Арматурата затваря контактите, които са прикрепени към нея и може свободно да се движи между генерираното магнитно поле поради своята шарнирна или шарнирна позиция. Пружина или пружини са свързани между арматурата и игото, за да генерират обратен ход, за да възстановят връзките в първоначалното им положение, когато намотката на релето е изключена или е в изключено състояние.
Конструкция на електромеханично реле
Горната фигура показва простото реле, което има два комплекта електропроводими контакти. Релетата могат да бъдат „Нормално отворени“ или „Нормално затворени“. Двойката контакти се характеризира като нормално отворени или правят контакти, а една двойка се характеризира като нормално затворени или прекъсващи контакти. При нормално отворени контакти контактите са отворени, когато няма входно захранване, те са затворени само когато има възбуждащ ток, докато при нормално затворени контакти контактите са затворени, когато няма входно захранване, те са отворени само когато има ток на полето. Тези термини се използват по подразбиране за изключени вериги, които са в изключено състояние.
Контактите на релетата са електропроводими парчета метал, когато се свържат един с друг, те завършват веригата и провеждат тока през веригата точно като превключватели. В отворено състояние те имат много високо съпротивление в мега ома и действат като отворена верига, докато в затворено състояние те действат като затворен превключвател и в идеалния случай те трябва да имат нулево съпротивление, но винаги има определено количество контактно съпротивление което се нарича „ON съпротивление“.
Новите контакти и релета имат много ниско съпротивление при ВКЛЮЧВАНЕ, защото върховете им са чисти и нови, но с времето това съпротивление ще се увеличи. Наблюдава се ефект на изкривяване в контактите, който се нарича повреда в върховете на контактите, ако те не са правилно защитени от високи капацитивни и индуктивни товари. Тъй като токът ще тече през контактите, когато са свързани, и ефектът на извиване, ако не бъде контролиран, ще продължи да се увеличава, правейки съпротивлението голямо, което в крайна сметка води до разкъсани и непроводими контакти, дори когато са в затворено състояние.
За да се намалят ефектите на извиване и високото „ON съпротивление“ в проводниците и да се подобри продължителността на живота им, модерните проводящи накрайници са направени от или покрити с различни сребърни сплави. Някои от тях включват Ag (фино сребро), AgCu (сребърна мед), AgCdO (сребърен кадмиев оксид), AgW (сребърен волфрам), AgNi (сребърен никел), платина, злато и сребърни сплави и AgPd (сребърен паладий).
Дългият живот на релейните контакти може да бъде постигнат чрез използване на техниката на филтриране, което се прави чрез добавяне на резисторна кондензаторна мрежа, известна като снабберна верига, успоредно с накрайниците на релейните контакти. Тази RC верига ще доведе до късо високо напрежение, което в крайна сметка ще потисне всеки ефект на извиване.
Класификация на електромеханичните релета по видове контакти
Тъй като NO и NC описват как са свързани контактите, те също могат да бъдат класифицирани въз основа на техните действия. Те могат да бъдат направени чрез свързване на един или повече превключващи контакти, наричани още полюси, които могат да бъдат допълнително свързани чрез захранване на релейните намотки, което води до четири различни типа контакти, дадени като:
| Тип | Описание | Приложение |
| Еднополюсен еднохвърчащ (SPST) | Има един полюс и един изход. То ще бъде или затворено, или напълно изключено, между тях няма. | Идеални са за включване и изключване. |
| Еднополюсно двойно хвърляне (SPDT) | Има един вход и два различни изхода. Може да управлява две различни вериги чрез един вход. | Те се използват в контролни вериги и изходни превключватели на PLC системи. |
| Двуполюсно единично хвърляне (DPST) | Има два входа и два изхода. Всеки от неговите терминали може да бъде или в изключено положение (отворен) или във включено положение (затворен). | Те се използват като термостати за управление на електрически отоплителни товари. |
| Double Pole Double Throw (DPDT) | Има два входа и четири изхода. Всеки от входовете съответства на два изхода. Той може да управлява две различни вериги едновременно. | Те се използват при избор на захранване и управление на осветлението и др. |
Релета в твърдо състояние
Релетата в твърдо състояние нямат движещи се части, но използват оптичните и електрическите характеристики на полупроводниците в твърдо състояние, за да създадат изолация и да изпълняват превключващи функции. Тъй като те нямат движещи се части за разлика от електромеханичните релета, няма износване на компонентите. Те също така осигуряват пълна изолация между изходните и входните контакти, като имат много високо съпротивление в отворено състояние и много ниско в проводящо състояние. Те са подобни по функционалност на електромеханичните релета, тъй като те също извършват превключващи операции. Те са съвместими с повечето фамилии IC логика, без да използват допълнителни усилватели, драйвери или буферни вериги, поради техните изисквания за ниска входна контролна мощност. Те обаче изискват подходящо монтиране на радиатори, за да се избегне прегряване.
Реле в твърдо състояние
В точката на пресичане на нулата на променливотокова синусоидална форма на вълната, променливотоковото твърдотелно реле се включва „ON“ и предотвратява високи входящи токове. Докато се превключват високи капацитивни и индуктивни товари, RC снаббер веригата се използва за елиминиране на шума и преходните пикове на напрежението. Тъй като устройството за превключване на изхода е полупроводниково реле в твърдо състояние, спадът на напрежението на изхода е много висок, което причинява нужда от топлинна обвивка, за да се избегне прегряване и повреда на веригата.
Входно/изходни интерфейсни модули
Входно/изходните интерфейсни модули са специален дизайн на твърдотелни полупроводникови релета за свързване на микроконтролери, компютри и PIC към реални превключватели и товари. Има четири основни типа I/O модули, CMOS логическо ниво на изход или AC/DC входно напрежение към TTL, CMOS логически вход към AC или DC изходно напрежение и TTL. Тези модули съдържат всички задължителни схеми за осигуряване на изолация и пълен интерфейс в едно малко устройство. Те са достъпни като отделни полупроводникови модули или са интегрирани в устройства с 4, 8 или 16 канала.
Сравнителна таблица между електромеханични и твърдотелни полупроводникови релета
Електромеханичните релета използват механични контакти за превключване и имат движещи се части, докато полупроводниковите релета използват полупроводникови устройства за превключване и нямат движещи се части.
| Електромеханични релета | Твърдотелни полупроводникови релета |
| Те използват магнитни полета, намотки, пружини и механични контакти за извършване на превключване. | Те не използват движещи се части, вместо това използват оптични и електрически свойства на полупроводниците в твърдо състояние. |
| Поради движещите се части те претърпяват повреда на компонентите. | Не се подлагат на износване на компоненти. |
| Те имат ограничен жизнен цикъл на контакт и заемат голяма стая. Освен това имат бавна скорост на превключване. | Няма такива ограничения на по-голямо пространство и ниска скорост. |
| Напрежение с малък вход може да се използва за управление на голямо изходно напрежение. | Напрежение с малък вход може да се използва за управление на голямо изходно напрежение. |
| Те са рентабилни. | Те са скъпи. |
| Те могат да превключват малки товари на напрежение и високочестотни сигнали като аудио и видео сигнали. | Те не могат да превключват сигнали с висока честота и ниско напрежение, като видео и аудио сигнали. |
| Те имат най-чести приложения в автомобили и домашни електронни уреди и др. | Те имат най-често срещаните приложения при превключване на променливотокови товари, като затъмняване на светлината, контрол на скоростта на двигателя и др. |
Заключение
Електрическото реле е превключвател, който включва и изключва електрическата верига чрез външен електрически сигнал. Те могат да контролират силен електрически ток чрез сигнал с ниска мощност, също класифицирани като преобразуватели, поради способността им да променят една физическа величина в друга. Електромеханичните релета използват магнитни полета, намотки, пружини и механични контакти за извършване на превключване. Поради движещите се части те претърпяват повреда на компонентите.
Те имат ограничен жизнен цикъл на контакта и заемат много място, също така имат бавна скорост на превключване, докато полупроводниковите релета в твърдо състояние не използват движещи се части, вместо да използват електрически и оптични свойства на полупроводници в твърдо състояние. Те не се подлагат на износване на компоненти, но са скъпи.