Електромагнитно реле: устройство, маркиране, видове + тънкости на свързване и настройка

Преобразуването на електрически сигнали в съответното физическо количество - движение, сила, звук и др., Се извършва с помощта на задвижвания. Задвижването трябва да се класифицира като конвертор, тъй като това устройство променя един вид физическо количество в друг.

Задвижването обикновено се активира или управлява от команден сигнал за ниско напрежение. Освен това се класифицира като двоично или непрекъснато устройство въз основа на броя на стабилните състояния. И така, електромагнитното реле е двоично задвижване, като се имат предвид двете съществуващи стабилни условия: вкл.

В представената статия подробно са разгледани принципите на работа на електромагнитното реле и обхватът на използването на устройства.

Основи за шофиране

Терминът "реле" е характерен за устройства, които осигуряват електрическа връзка между две или повече точки чрез контролен сигнал.

Най-често срещаният и широко използван тип електромагнитно реле (EMR) е електромеханичният дизайн.

Изглежда като един дизайн от широка гама от продукти, наричани електромагнитни релета. Показаната тук е затворена версия на механизма, използваща прозрачен капак от плексиглас.

Основната схема за контрол на всяко оборудване винаги осигурява възможност за включване и изключване. Най-лесният начин да изпълните тези стъпки е да използвате превключвателя за захранване.

Превключватели с ръчно действие могат да се използват за управление, но имат недостатъци. Очевидният им недостатък е настройването на състоянията „включено“ или „забранено“ физически, тоест ръчно.

Устройствата за ръчно превключване по правило са устройства с голям размер с забавено действие, способни да превключват малки токове.

Механизмът за ръчно превключване е „далечен роднина“ на електромагнитните релета. Той осигурява същата функционалност - превключване на работни линии, но се контролира изключително на ръка

Междувременно електромагнитните релета са представени главно от електрически управлявани превключватели. Устройствата имат различни форми, размери и се разделят на нивото на номиналната мощност. Възможностите за тяхното приложение са обширни.

Такива устройства, оборудвани с една или повече двойки контакти, могат да бъдат включени в една конструкция на по-големи силови задвижвания - контактори, които се използват за превключване на мрежово напрежение или устройства с високо напрежение.

Основни принципи на работата на EMR

Традиционно електромагнитните релета се използват като част от електрически (електронни) комутационни управляващи вериги. В същото време те се инсталират или директно върху печатни платки, или в свободно положение.

Обща структура на устройството

Натоварващите токове на използваните продукти обикновено се измерват от фракции от ампер до 20 A или повече. Релейните вериги са широко разпространени в електронната практика.

Устройства с различни конфигурации, предназначени за инсталиране на електронни платки или директно като отделно инсталирано устройство

Конструкцията на електромагнитното реле превръща магнитния поток, генериран от приложеното AC / DC напрежение, в механична сила. Благодарение на получената механична сила контактната група се контролира.

Най-често срещаният дизайн е формата на продукта, включително следните компоненти:

• вълнуваща намотка;
• стоманена сърцевина;
• основно шаси;
• контактна група.

Стоманената сърцевина има неподвижна част, наречена рокаджия и подвижна пружинна част, наречена котва.

Всъщност котвата допълва веригата на магнитното поле, затваряйки въздушната междина между стационарната електрическа намотка и подвижната арматура.

Подробно оформление на дизайна: 1 - навити пружина; 2 - метална сърцевина; 3 - котва; 4 - нормално затворен контакт; 5 - нормално отворен контакт; 6 - общ контакт; 7 - намотка от медна тел; 8 - рокер

Арматурата се движи по панти или се върти свободно под действието на генерираното магнитно поле. Това затваря електрическите контакти, прикрепени към клапана.

По правило връщащата (ите) пружина (и), разположени между гредата и арматурата, връща контактите в първоначалното им положение, когато релейната намотка е без напрежение.

Действието на релейната електромагнитна система

Простият класически дизайн на ЕМП има два комплекта проводими контакти.

Въз основа на това се реализират две състояния на контактната група:

1. Обикновено отворен контакт.
2. Обикновено затворен контакт.

Съответно, чифт контакти се класифицират като нормално отворени (НЕ) или, като са в различно състояние, нормално затворени (NC).

За релета с нормално отворено положение на контактите състоянието „затворено“ се постига само когато токът на възбуждане преминава през индуктивната намотка.

Една от двете възможни опции за задаване на група контакти по подразбиране. Тук в обезвъздушено състояние на „по подразбиране“ бобина се задава нормално затворено (затворено) положение

В друго изпълнение нормално затвореното положение на контактите остава постоянно, когато токът на възбуждане отсъства във веригата на бобината. Тоест контактите на превключвателя се връщат в нормалното си затворено положение.

Следователно, термините "нормално отворени" и "нормално затворени" трябва да се отнасят до състоянието на електрическите контакти, когато релето намотка е без напрежение, тоест напрежението на релето е изключено.

Контактни групи за електрически релета

Релейните контакти обикновено са представени от електрически проводими метални елементи, които са в контакт помежду си, затварят веригата, действайки подобно на обикновен превключвател.

Когато контактите са отворени, съпротивлението между нормално отворените контакти се измерва с висока стойност в мегаомите. Това създава състояние на отворена верига, когато преминаването на ток в веригата на бобината е изключено.

Контактната група на всеки електромеханичен превключвател в отворен режим има съпротивление от няколкостотин мегаома. Стойността на това съпротивление може да варира леко в различните модели.

Ако контактите са затворени, съпротивлението на контакта теоретично трябва да е равно на нула - резултат от късо съединение.

Това условие обаче не винаги се отбелязва. Контактната група на всяко отделно реле има определено контактно съпротивление в "затворено" състояние. Такава съпротива се нарича устойчива.

Характеристики на преминаването на товарните токове

За практиката на инсталиране на ново електромагнитно реле се отбелязва, че контактното съпротивление на включването е малко, обикновено по-малко от 0,2 ома.

Причината е проста: новите съвети засега остават чисти, но с времето устойчивостта на върха неизбежно ще се увеличи.

Например, за контакти под ток от 10 A, спадът на напрежението ще бъде 0,2x10 = 2 волта (закон на Ом). Оказва се, че ако захранващото напрежение, подавано към контактната група, е 12 волта, тогава напрежението за товара ще бъде 10 волта (12-2).

Когато металните накрайници за контакт се износват, като не са адекватно защитени от високи индуктивни или капацитивни товари, повредите от въздействието на електрическа дъга стават неизбежни.

Електрическа дъга на един от контактите на електромеханично превключващо устройство. Това е една от причините за увреждане на контактната група при липса на подходящи мерки.

Електрическа дъга - искряща в контактите - води до увеличаване на контактното съпротивление на връхчетата и в резултат на това до физически повреди.

Ако продължите да използвате релето в това състояние, съветите за контакт могат напълно да загубят физическото свойство на контакта.

Но има по-сериозен фактор, когато в резултат на повреда от дъга, контактите в крайна сметка се заваряват, създавайки състояние на късо съединение.

В такива ситуации рискът от повреда на веригата, управлявана от EMI, не е изключен.

Така че, ако контактното съпротивление се увеличи с 1 ома от влиянието на електрическата дъга, спадът на напрежението върху контактите за същия ток на натоварване се увеличава до 1 × 10 = 10 волта постоянен ток.

Тук величината на спада на напрежението през контактите може да не е приемлива за товарната верига, особено при работа с захранващи напрежения от 12-24 V.

Вид материал за контакт на реле

За да се намали влиянието на електрическата дъга и високите съпротивления, контактните накрайници на съвременните електромеханични релета са направени или покрити с различни сплави на сребърна основа.

По този начин е възможно значително да се удължи живота на контактната група.

Съвети за контактни плаки на електромеханични комутационни устройства. Ето опции за посребрени съвети. Този вид покритие намалява фактора на щетите.

На практика се отбелязва използването на следните материали, с които се обработват връхчетата на контактните групи от електромагнитни (електромеханични) релета:

• Ag е сребро;
• AgCu - сребро-мед;
• AgCdO - сребро-кадмиев оксид;
• AgW - сребро-волфрам;
• AgNi - сребро-никел;
• AgPd - сребро-паладий.

Увеличаването на експлоатационния живот на накрайниците на контактните групи на релето чрез намаляване на броя на образуванията на електрическата дъга се постига чрез свързване на резистивно-кондензаторни филтри, наричани още RC амортисьори.

Тези електронни вериги са свързани паралелно с контактните групи на електромеханичните релета. Пикът на напрежението, който се наблюдава в момента на отваряне на контактите, с това решение се вижда безопасно къс.

С помощта на RC амортисьори е възможно да се потисне електрическата дъга, която се образува върху контактните накрайници.

Типичен дизайн за контакт с EMR

В допълнение към класическите нормално отворени (NO) и нормално затворени (NC) контакти, механиката на релейното превключване изисква също класификация въз основа на действието.

Характеристики на изпълнението на свързващите елементи

Конструкциите на електромагнитното реле в това изпълнение позволяват един или повече отделни контакти на превключвателя.

Ето как изглежда устройство, технологично конфигурирано за SPST - еднополюсно и еднопосочно. Предлагат се и други опции.

Изпълнението на контактите се характеризира със следния набор от съкращения:

• SPST (Single Pole Single Throw) - еднополюсно еднопосочно;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - еднополюсно двупосочно;
• DPST (Double Pole Single Throw) - биполярно еднопосочно;
• DPDT (Double Pole Double Throw) - двуполюсно двупосочно.

Всеки такъв свързващ елемент се нарича "стълб". Всеки от тях може да бъде свързан или нулиран, като едновременно с това активирате релейната бобина.

Тънкости при използването на устройства

Въпреки простотата на дизайна на електромагнитните превключватели, има някои тънкости в практиката на използване на тези устройства.

Така че експертите категорично не препоръчват да свързват паралелно всички релейни контакти, за да комутират товарната верига с висок ток по този начин.

Например, свържете товар от 10 A чрез паралелно свързване на два контакта, всеки от които е проектиран за ток от 5 A.

Тези тънкости на инсталацията се дължат на факта, че контактите на механичните релета никога не се затварят или отварят в един момент от време.

В резултат на това един от контактите ще бъде претоварен във всеки случай. И дори като се вземе предвид краткотрайното претоварване, преждевременната повреда на устройството при такава връзка е неизбежна.

Неправилната работа, както и свързването на релето извън установените правила за инсталиране, обикновено завършва с този резултат. Почти цялото съдържание изгоря вътре

Електромагнитните продукти могат да се използват като част от електрически или електронни вериги с ниска консумация на енергия като превключватели за сравнително високи токове и напрежения.

Категорично обаче не се препоръчва преминаването на различни напрежения на натоварване през съседните контакти на едно и също устройство.

Например, превключете променливотоково напрежение от 220 V и DC 24 V. Винаги използвайте отделни продукти за всяка опция, за да осигурите безопасност.

Техники за защита от обратно напрежение

Важна част от всяко електромеханично реле е бобина. Тази част се отнася до категория натоварване с висока индуктивност, тъй като има намотка на тел.

Всяка намотка, намотана на тел, има известен импеданс, състоящ се от индуктивност L и съпротивление R, като по този начин образува серия верига LR.

Докато токът тече през намотката, се създава външно магнитно поле. Когато потокът на тока в бобината спира в режим „изключен“, магнитният поток (теория на преобразуването) се увеличава и възниква високо обратно напрежение EMF (електромоторна сила).

Тази индуцирана стойност на обратното напрежение може да бъде няколко пъти по-голяма от превключващото напрежение.

Съответно съществува риск от повреждане на полупроводникови компоненти, разположени до релето. Например, биполярен или полеви транзистор, използван за подаване на напрежение към релейна намотка.

Опции на веригата, благодарение на които се осигурява защитата на полупроводникови управляващи елементи - биполярни и полеви транзистори, микросхеми, микроконтролери

Един от начините да се предотврати повреда на транзистор или всяко превключващо полупроводниково устройство, включително микроконтролери, е да се свърже диод с обратен наклон към релейната намотка.

Когато ток, преминаващ през бобината веднага след отклонение, генерира индуциран заден емф, това обратно напрежение отваря обратния отклонен диод.

Натрупаната енергия се разсейва през полупроводника, което предотвратява повреда на контролния полупроводник - транзистор, тиристор, микроконтролер.

Полупроводник, често включен в намотка верига, също се нарича:

• диоден маховик;
• шунт диод;
• обратен диод.

Между елементите обаче няма голяма разлика. Всички те изпълняват една функция. В допълнение към използването на диоди с обратно отклонение, други устройства се използват и за защита на полупроводникови компоненти.

Същите вериги от RC амортисьори, металооксидни варистори (MOV), ценерови диоди.

Маркиране на електромагнитни релейни устройства

Техническите обозначения, носещи частична информация за устройствата, обикновено се посочват директно върху шасито на устройството за електромагнитно превключване.

Това наименование изглежда като съкратено съкращение и цифров набор.

Всяко електромеханично превключващо устройство традиционно е обозначено. Върху шасито или шасито се прилага приблизително един и същ набор от знаци и числа, показващи определени параметри

Пример за маркиране на каросерията на електромеханичните релета:

RES32 RF4.500.335-01

Този запис се дешифрира, както следва: електромагнитно реле с нисък ток, серия 32, което съответства на изпълнението съгласно паспорта на Руската федерация 4.500.335-01.

Такива обозначения обаче са рядкост. По-често срещани съкратени опции без изрично указание на GOST:

RES 32 335-01

Също така, не шасито (в случая) на устройството е дата на производство и номер на партидата. За повече информация вижте информационния лист за продукта. Всяко устройство или партида се допълва с паспорт.

Изводи и полезно видео по темата

Видеото популярно говори за това как работи електромеханичната превключваща електроника. Тънкостите на структурите, характеристиките на връзките и други детайли са ясно отбелязани:

Електромеханичните релета се използват като електронни компоненти от доста време. Този тип комутационни устройства обаче може да се счита за остарял. Механичните устройства все повече се заменят с по-модерни устройства - чисто електронни. Един такъв пример е твърди релета.

Имате въпроси, намерете грешки или интересни факти по темата, за които можете да споделите с посетителите на нашия сайт? Моля, оставете коментарите си, задавайте въпроси, споделете опита си в секцията за връзки под статията.