مرحل كهرومغناطيسي: جهاز ، وسم ، أنواع + خفايا الاتصال والضبط

يتم تحويل الإشارات الكهربائية إلى الكمية المادية المقابلة - الحركة والقوة والصوت ، وما إلى ذلك ، باستخدام محركات الأقراص. يجب تصنيف محرك الأقراص كمحول ، لأن هذا الجهاز يغير نوعًا ما من الكمية المادية إلى أخرى.

عادةً ما يتم تنشيط محرك الأقراص أو التحكم فيه بواسطة إشارة قيادة ذات جهد منخفض. يتم تصنيفها أيضًا كجهاز ثنائي أو مستمر بناءً على عدد الحالات المستقرة. لذا ، فإن التتابع الكهرومغناطيسي هو محرك ثنائي ، بالنظر إلى الشرطين المستقرين الحاليين: تشغيل - إيقاف.

في المقالة المقدمة ، تمت مناقشة مبادئ تشغيل التتابع الكهرومغناطيسي ونطاق استخدام الأجهزة بالتفصيل.

أساسيات Drive

مصطلح "التتابع" هو سمة من سمات الأجهزة التي توفر اتصالًا كهربائيًا بين نقطتين أو أكثر من خلال إشارة تحكم.

النوع الأكثر شيوعًا والأكثر استخدامًا للمرحلات الكهرومغناطيسية (EMR) هو التصميم الكهروميكانيكي.

يبدو وكأنه تصميم واحد من مجموعة واسعة من المنتجات ، ويشار إليها باسم المرحلات الكهرومغناطيسية. يظهر هنا نسخة مغلقة من الآلية باستخدام غطاء زجاجي شفاف.

يوفر نظام التحكم الأساسي لأي جهاز دائمًا القدرة على التمكين والتعطيل. أسهل طريقة لإكمال هذه الخطوات هي استخدام مفتاح قفل الطاقة.

يمكن استخدام مفاتيح الإجراءات اليدوية للتحكم ، ولكن لها عيوب. عيبهم الواضح هو وضع الدول "قيد التشغيل" أو "معطل" جسديًا ، أي يدويًا.

أجهزة التبديل اليدوي ، كقاعدة عامة ، هي أجهزة كبيرة الحجم ، مؤجلة العمل وقادرة على تبديل التيارات الصغيرة.

آلية التبديل اليدوي هي "قريب بعيد" للمرحلات الكهرومغناطيسية. يوفر نفس الوظيفة - تبديل خطوط العمل ، ولكن يتم التحكم فيه حصريًا باليد

وفي الوقت نفسه ، يتم تمثيل المرحلات الكهرومغناطيسية بشكل رئيسي عن طريق مفاتيح التحكم الكهربائي. تحتوي الأجهزة على أشكال وأبعاد مختلفة ويتم تقسيمها حسب مستوى الطاقة المقدرة. إمكانيات تطبيقها واسعة النطاق.

يمكن تضمين هذه الأجهزة ، المجهزة بواحد أو أكثر من أزواج جهات الاتصال ، في تصميم واحد لمحركات الطاقة الأكبر - الموصلات ، والتي تستخدم لتبديل التيار الكهربائي الرئيسي أو الأجهزة ذات الجهد العالي.

المبادئ الأساسية لعمل EMR

تقليديا ، يتم استخدام مرحلات النوع الكهرومغناطيسي كجزء من دوائر التحكم في التبديل الكهربائي (الإلكتروني). في نفس الوقت ، يتم تثبيتها إما مباشرة على لوحات الدوائر المطبوعة ، أو في الوضع الحر.

الهيكل العام للجهاز

يتم عادةً قياس تيارات الحمل للمنتجات المستخدمة من أجزاء الأمبير إلى 20 أمبير أو أكثر. تنتشر دوائر الترحيل في الممارسة الإلكترونية.

أجهزة ذات تكوينات مختلفة ، مصممة للتثبيت على لوحات الدوائر الإلكترونية أو مباشرة كجهاز مثبت بشكل منفصل

يعمل تصميم التتابع الكهرومغناطيسي على تحويل التدفق المغناطيسي المتولد عن جهد AC / DC المطبق إلى قوة ميكانيكية. بفضل القوة الميكانيكية التي تم الحصول عليها ، يتم التحكم في مجموعة الاتصال.

التصميم الأكثر شيوعًا هو شكل المنتج ، والذي يتضمن المكونات التالية:

• لفائف مثيرة.
• قلب صلب
• الهيكل الأساسي
• مجموعة اتصال.

يحتوي النواة الفولاذية على جزء ثابت يسمى ذراع الروك وجزء متحرك بنابض يسمى مرساة.

في الواقع ، يستكمل المرساة دائرة المجال المغناطيسي ، ويغلق الفجوة الهوائية بين الملف الكهربائي الثابت والحديد المتحرك.

تخطيط مفصل للتصميم: 1 - انتزاع الربيع ؛ 2 - قلب معدني ؛ 3 - مرساة ؛ 4 - الاتصال المغلق عادة ؛ 5 - الاتصال المفتوح عادة ؛ 6 - الاتصال العام ؛ 7 - ملف من الأسلاك النحاسية ؛ 8 - الروك

يتحرك المحرك على مفصلات أو يدور بحرية تحت تأثير المجال المغناطيسي المتولد. يؤدي هذا إلى إغلاق نقاط التلامس الكهربائية المتصلة بالصمام.

كقاعدة ، يعيد زنبرك (زنبركات) العودة الواقعة بين العارضة والحديد جهات الاتصال إلى وضعها الأصلي عندما يتم إلغاء تنشيط ملف التتابع.

عمل النظام الكهرومغناطيسي التتابع

يحتوي التصميم الكلاسيكي البسيط لـ EMF على مجموعتين من الاتصالات الموصلة للكهرباء.

وبناءً على ذلك ، تم تحقيق حالتين لمجموعة الاتصال:

1. اتصال مفتوح عادة.
2. اتصال مغلق عادة.

تبعا لذلك ، يتم تصنيف زوج من جهات الاتصال على أنها مفتوحة عادة (NO) أو ، تكون في حالة مختلفة ، مغلقة عادة (NC).

بالنسبة للمرحلات ذات الوضع المفتوح عادة لجهات الاتصال ، يتم تحقيق الحالة "مغلقة" فقط عندما يمر تيار الإثارة عبر الملف الحثي.

أحد الخيارين المحتملين لتعيين مجموعة جهات اتصال افتراضية. هنا ، في حالة عدم تنشيط الملف "الافتراضي" ، يتم تعيين موضع مغلق (مغلق) عادة

في نموذج آخر ، يظل الوضع المغلق عادةً لجهات الاتصال ثابتًا عندما يكون تيار الإثارة غائبًا في دائرة الملف. بمعنى ، تعود جهات اتصال المفتاح إلى وضعها المغلق الطبيعي.

لذلك ، يجب أن يشير المصطلحان "مفتوحان بشكل طبيعي" و "مغلقان بشكل طبيعي" إلى حالة الاتصالات الكهربائية عندما يتم إلغاء تنشيط ملف التتابع ، أي يتم فصل جهد التتابع.

مجموعات اتصال مرحلات كهربائية

عادة ما يتم تمثيل اتصالات الترحيل بعناصر معدنية موصلة للكهرباء تتلامس مع بعضها البعض ، وتغلق الدائرة ، وتعمل بشكل مماثل لمفتاح بسيط.

عندما تكون جهات الاتصال مفتوحة ، تقاس المقاومة بين جهات الاتصال المفتوحة عادة بقيمة عالية بالميغا أوم. هذا يخلق حالة دائرة مفتوحة عندما يتم استبعاد مرور التيار في دائرة الملف.

تتمتع مجموعة الاتصال لأي مفتاح كهروميكانيكي في الوضع المفتوح بمقاومة عدة مئات من ميجاوات. قد تختلف قيمة هذه المقاومة قليلاً بين النماذج.

إذا كانت جهات الاتصال مغلقة ، فيجب أن تكون مقاومة التلامس نظريًا صفرًا - نتيجة ماس كهربائي.

ومع ذلك ، لا يتم ملاحظة هذا الشرط دائمًا. تتمتع مجموعة الاتصال لكل مرحل فردي بمقاومة اتصال معينة في الحالة "المغلقة". تسمى هذه المقاومة المستدامة.

ملامح مرور تيارات الحمل

بالنسبة لممارسة تثبيت مرحل كهرومغناطيسي جديد ، لوحظ أن مقاومة التلامس للتضمين صغيرة ، وعادة ما تكون أقل من 0.2 أوم.

والسبب بسيط: تبقى النصائح الجديدة نظيفة حتى الآن ، ولكن بمرور الوقت ، ستزداد مقاومة الطرف بشكل حتمي.

على سبيل المثال ، بالنسبة إلى جهات الاتصال تحت تيار 10 أمبير ، سيكون انخفاض الجهد 0.2x10 = 2 فولت (قانون أوم). اتضح أنه إذا كان جهد الإمداد الموفر لمجموعة الاتصال هو 12 فولت ، فسيكون جهد الحمل 10 فولت (12-2).

عندما تتلاشى الأطراف المعدنية الملامسة ، ولا يتم حمايتها بشكل كاف من الأحمال الاستقرائية أو السعوية العالية ، يصبح الضرر الناتج عن تأثير القوس الكهربائي أمرًا لا مفر منه.

قوس كهربائي على أحد جهات اتصال جهاز التبديل الكهروميكانيكية. هذا هو أحد أسباب الأضرار التي لحقت بمجموعة الاتصال في غياب التدابير المناسبة.

يؤدي القوس الكهربائي - الذي يشعل جهات الاتصال - إلى زيادة مقاومة التلامس للأطراف ، وبالتالي إلى الأضرار المادية.

إذا واصلت استخدام التتابع في هذه الحالة ، فقد تفقد نصائح الاتصال تمامًا الخاصية المادية لجهة الاتصال.

ولكن هناك عامل أكثر خطورة ، نتيجة التلف الذي يحدثه القوس ، يتم لحام جهات الاتصال في النهاية ، مما يخلق حالة ماس كهربائي.

في مثل هذه الحالات ، لا يتم استبعاد خطر تلف الدائرة التي تتحكم فيها EMI.

لذلك ، إذا زادت مقاومة التلامس بمقدار 1 أوم من تأثير القوس الكهربائي ، فإن انخفاض الجهد عبر جهات الاتصال لنفس تيار الحمل يزداد إلى 1 × 10 = 10 فولت DC.

هنا ، قد لا يكون حجم انخفاض الجهد عبر جهات الاتصال مقبولًا لدائرة الحمل ، خاصة عند العمل بجهد إمداد 12-24 فولت.

نوع مادة تلامس التتابع

من أجل تقليل تأثير القوس الكهربائي والمقاومة العالية ، يتم صنع أو تلبيس نصائح الاتصال للمرحلات الكهروميكانيكية الحديثة مع سبائك فضية مختلفة.

بهذه الطريقة ، من الممكن إطالة عمر مجموعة الاتصال بشكل كبير.

نصائح من لوحات الاتصال لأجهزة التبديل الكهروميكانيكية. هنا خيارات لنصائح مطلية بالفضة. هذا النوع من الطلاء يقلل من عامل الضرر.

من الناحية العملية ، لوحظ استخدام المواد التالية ، والتي يتم من خلالها معالجة نصائح مجموعات الاتصال للمرحلات الكهرومغناطيسية (الكهروميكانيكية):

• Ag هي الفضة ؛
• AgCu - الفضة والنحاس ؛
• AgCdO - أكسيد الفضة والكادميوم ؛
• AgW - الفضة التنغستن.
• AgNi - النيكل الفضي ؛
• AgPd - الفضة والبلاديوم.

يتم تحقيق الزيادة في عمر الخدمة لنصائح مجموعات الاتصال للمرحل عن طريق تقليل عدد تكوينات القوس الكهربائي عن طريق توصيل مرشحات المكثفات المقاومة ، والتي تسمى أيضًا مخمدات RC.

ترتبط هذه الدوائر الإلكترونية بالتوازي مع مجموعات الاتصال للمرحلات الكهروميكانيكية. يعتبر ذروة الجهد ، التي يتم ملاحظتها في لحظة فتح جهات الاتصال ، مع هذا الحل قصيرًا بأمان.

باستخدام مخمدات RC ، من الممكن كبح القوس الكهربائي الذي يتكون على أطراف الاتصال.

تصميم نموذجي لجهة اتصال EMR

بالإضافة إلى جهات الاتصال الكلاسيكية المفتوحة عادة (NO) والمغلقة عادة (NC) ، تتطلب آليات تبديل التتابع أيضًا تصنيفًا استنادًا إلى الإجراء.

ميزات تنفيذ عناصر التوصيل

تسمح تصميمات المرحل الكهرومغناطيسي في هذا النموذج بواحد أو أكثر من ملامسات التبديل المنفصلة.

هذا ما يبدو عليه الجهاز الذي تم تكوينه تقنيًا لـ SPST - أحادي القطبية وأحادي الاتجاه. خيارات أخرى متاحة أيضا.

يتميز تنفيذ الاتصالات بالمجموعة التالية من الاختصارات:

• SPST (رمي أحادي القطب) - أحادي القطب أحادي الاتجاه ؛
• SPDT (رمي مزدوج القطب) - ثنائي الاتجاه أحادي القطب ؛
• DPST (رمي مزدوج القطب) - ثنائي القطب أحادي الاتجاه ؛
• DPDT (رمي مزدوج القطب مزدوج) - ثنائي الاتجاه ثنائي القطب.

ويشار إلى كل عنصر ربط ك "قطب". يمكن توصيل أي منهم أو إعادة تعيينه ، أثناء تنشيط ملف التتابع في نفس الوقت.

التفاصيل الدقيقة لاستخدام الأجهزة

على الرغم من بساطة تصميم المفاتيح الكهرومغناطيسية ، هناك بعض التفاصيل الدقيقة لممارسة استخدام هذه الأجهزة.

لذلك ، لا ينصح الخبراء بشكل قاطع بتوصيل جميع جهات اتصال التتابع بالتوازي من أجل تخفيف دائرة الحمل مع التيار العالي بهذه الطريقة.

على سبيل المثال ، قم بتوصيل حمولة 10 أمبير من خلال اتصال متوازي لاثنين من جهات الاتصال ، تم تصميم كل منهما لتيار 5 أ.

ترجع هذه التفاصيل الدقيقة للتثبيت إلى حقيقة أن جهات الاتصال للمرحلات الميكانيكية لا تغلق أو تفتح أبدًا في وقت واحد.

نتيجة لذلك ، سيتم تحميل أحد جهات الاتصال بشكل زائد على أي حال. وحتى مع مراعاة الحمل الزائد قصير المدى ، فإن الفشل المبكر للجهاز في مثل هذا الاتصال أمر لا مفر منه.

عادة ما ينتهي التشغيل غير الصحيح ، بالإضافة إلى توصيل التتابع خارج قواعد التثبيت المعمول بها ، بهذه النتيجة. تم حرق جميع المحتويات تقريبًا في الداخل

يمكن استخدام المنتجات الكهرومغناطيسية كجزء من الدوائر الكهربائية أو الإلكترونية ذات الاستهلاك المنخفض للطاقة كمفاتيح للتيارات والجهود المرتفعة نسبيًا.

ومع ذلك ، لا يوصى بشكل قاطع بتمرير جهد حمل مختلف من خلال جهات الاتصال المجاورة لنفس الجهاز.

على سبيل المثال ، قم بتبديل جهد التيار المتردد 220 فولت و DC 24 V. استخدم دائمًا منتجات منفصلة لكل خيار من أجل ضمان السلامة.

تقنيات حماية الجهد العكسي

جزء مهم من أي تتابع الكهروميكانيكية هو لفائف. يتعلق هذا الجزء بفئة حمل محاثة عالية لأنه يحتوي على لف الأسلاك.

أي ملف سلك ملفوف لديه بعض الممانعة التي تتكون من الحث L والمقاومة R ، وبالتالي تشكيل دائرة سلسلة LR.

مع تدفق التيار عبر الملف ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي خارجي. عندما يتوقف التدفق الحالي في الملف في وضع "الإيقاف" ، يزداد التدفق المغناطيسي (نظرية التحول) ويحدث جهد كهربائي عكسي عالي (القوة الكهربائية).

يمكن أن تكون هذه القيمة المستحثة للجهد العكسي أكبر بعدة مرات من جهد التحويل.

وفقًا لذلك ، هناك خطر حدوث تلف في أي من مكونات أشباه الموصلات الموجودة بجوار المرحل. على سبيل المثال ، ترانزستور ذو تأثير ثنائي القطب أو حقل يستخدم لتزويد الجهد إلى ملف ترحيل.

خيارات الدائرة ، التي من خلالها يتم توفير حماية عناصر التحكم في أشباه الموصلات - الترانزستورات ثنائية القطب وذات التأثير الميداني ، والدوائر الدقيقة ، والمتحكمات الدقيقة

تتمثل إحدى طرق منع تلف الترانزستور أو أي جهاز تحويل أشباه الموصلات ، بما في ذلك المتحكمات الدقيقة ، في توصيل الصمام الثنائي المنحاز العكسي بدائرة ملف التتابع.

عندما يتدفق تيار من خلال الملف مباشرة بعد رحلة يولد emf الخلفي المستحث ، يفتح هذا الجهد العكسي الصمام الثنائي المنحاز العكسي.

يتم تبديد الطاقة المتراكمة من خلال أشباه الموصلات ، مما يمنع تلف أشباه الموصلات المسيطرة - الترانزستور ، الثايرستور ، الميكروكونترولر.

ويسمى أيضًا أشباه الموصلات التي يتم تضمينها غالبًا في دائرة ملف:

• ديود حذافة
• ديود التحويلة
• الصمام الثنائي العكسي.

ومع ذلك ، لا يوجد فرق كبير بين العناصر. كل منهم يؤدي وظيفة واحدة. بالإضافة إلى استخدام الثنائيات مع انحياز عكسي ، يتم استخدام أجهزة أخرى أيضًا لحماية مكونات أشباه الموصلات.

نفس سلاسل مخمدات RC ، ومكثفات أكسيد الفلز (MOV) ، وثنائيات الزينر.

وسم أجهزة الترحيل الكهرومغناطيسي

عادة ما يشار إلى التسميات الفنية التي تحمل معلومات جزئية حول الأجهزة مباشرة على هيكل جهاز التبديل الكهرومغناطيسي.

يشبه هذا التعيين اختصارًا مختصرًا ومجموعة عددية.

يتم تمييز كل جهاز تحويل كهروميكانيكي بشكل تقليدي. على الهيكل أو الهيكل ، يتم تطبيق نفس مجموعة الأحرف والأرقام تقريبًا ، مما يشير إلى معلمات معينة

مثال على وسم الجسم للمرحلات الكهروميكانيكية:

RES32 RF4.500.335-01

يتم فك شفرة هذا السجل على النحو التالي: مرحل كهرومغناطيسي منخفض التيار ، سلسلة 32 ، المقابلة للتنفيذ وفقًا لجواز سفر الاتحاد الروسي 4.500.335-01.

ومع ذلك ، هذه التعيينات نادرة. خيارات مختصرة أكثر شيوعًا بدون إشارة صريحة لـ GOST:

RES 32335-01

أيضًا ، ليس هيكل الجهاز (الموجود في العلبة) هو تاريخ الإنتاج ورقم الدفعة. لمزيد من المعلومات ، راجع ورقة بيانات المنتج. يتم استكمال كل جهاز أو مجموعة بجواز سفر.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

يتحدث الفيديو بشكل شعبي عن كيفية عمل إلكترونيات التبديل الكهروميكانيكية. يتم ملاحظة التفاصيل الدقيقة للهياكل وخصائص الاتصالات والتفاصيل الأخرى بوضوح:

تم استخدام المرحلات الكهروميكانيكية كمكونات إلكترونية لبعض الوقت. ومع ذلك ، يمكن اعتبار هذا النوع من أجهزة التبديل قديمًا. يتم استبدال الأجهزة الميكانيكية بشكل متزايد بأجهزة أكثر حداثة - إلكترونية بحتة. أحد الأمثلة على ذلك مرحلات الحالة الصلبة.

هل لديك أسئلة أو تجد أخطاء أو لديك حقائق مثيرة للاهتمام حول الموضوع يمكنك مشاركتها مع زوار موقعنا؟ يرجى ترك تعليقاتك ، وطرح الأسئلة ، ومشاركة تجربتك في قسم الرابط أسفل المقالة.