Relé electromagnètic: dispositiu, marcatge, tipus + subtileses de connexió i ajust

La conversió de senyals elèctrics en la quantitat física corresponent (moviment, força, so, etc.) es realitza mitjançant unitats. La unitat s'ha de classificar com a convertidor, ja que aquest dispositiu canvia un tipus de quantitat física en un altre.

L'accionament sol estar activat o controlat per un senyal de comandament de baixa tensió. També es classifica com a dispositiu binari o continu en funció del nombre d’estats estables. Per tant, el relé electromagnètic és una unitat binària, donades les dues condicions estables existents: on - off.

A l'article presentat, es detallen els principis del funcionament del relé electromagnètic i l'abast de l'ús dels dispositius.

Fonaments bàsics del disc

El terme "relé" és característic dels dispositius que proporcionen una connexió elèctrica entre dos o més punts mitjançant un senyal de control.

El tipus de relé electromagnètic (EMR) més comú i àmpliament utilitzat és el disseny electromecànic.

Sembla un disseny d’una àmplia gamma de productes, anomenats relés electromagnètics. A continuació, es mostra una versió tancada del mecanisme mitjançant una coberta de plexiglass transparent.

L’esquema fonamental de control de qualsevol equipament sempre proporciona la capacitat d’activar i desactivar. La manera més senzilla de realitzar aquests passos és utilitzar l’interruptor de bloqueig d’energia.

Els commutadors d’acció manuals es poden utilitzar per controlar, però tenen desavantatges. El seu inconvenient evident és la configuració dels estats “en” o “desactivat” físicament, és a dir, manualment.

Els dispositius de commutació manual, per regla general, són dispositius d’acció retardada de mida gran, capaços de canviar petits corrents.

El mecanisme de commutació manual és un "parent llunyà" dels relés electromagnètics. Ofereix la mateixa funcionalitat: commutació de línies de treball, però es controla exclusivament a mà

Mentrestant, els relés electromagnètics estan representats principalment per interruptors controlats elèctricament. Els dispositius tenen formes, dimensions diferents i es divideixen pel nivell de potència nominal. Les possibilitats de la seva aplicació són àmplies.

Aquests dispositius, equipats amb un o més parells de contactes, es poden incloure en un disseny únic d’actuadors de potència més gran - contactors, que s’utilitzen per a commutació de tensió de xarxa o dispositius d’alta tensió.

Principis fonamentals del treball de EMR

Tradicionalment, els relés de tipus electromagnètic s'utilitzen com a part dels circuits de control de commutació elèctrics (electrònics). Al mateix temps, s’instal·len directament a les plaques de circuit imprès o bé en posició lliure.

Estructura general del dispositiu

Els corrents de càrrega dels productes utilitzats es mesuren generalment des de fraccions d’un amperi fins a 20 A o més. Els circuits de relé estan molt estès en la pràctica electrònica.

Dispositius de diverses configuracions, dissenyats per a la instal·lació en plaques de circuit electrònic o directament com a dispositiu instal·lat per separat

El disseny del relé electromagnètic converteix el flux magnètic generat pel voltatge AC / DC aplicat en força mecànica. Gràcies a la força mecànica obtinguda, es controla el grup de contacte.

El disseny més comú és la forma del producte, que inclou els components següents:

• bobina apassionant;
• nucli d’acer;
• xassís bàsic;
• grup de contacte

El nucli d’acer té una part fixa anomenada braç balancí i una part mòbil carregada de molla anomenada àncora.

De fet, l’àncora complementa el circuit de camp magnètic, tancant el buit d’aire entre la bobina elèctrica estacionària i l’armadura mòbil.

Disseny detallat del disseny: 1 - molla arrugadora; 2 - nucli metàl·lic; 3 - ancoratge; 4 - contacte normalment tancat; 5 - contacte normalment obert; 6 - contacte general; 7 - una bobina de fil de coure; 8 - balancí

L’armadura es desplaça sobre frontisses o gira lliurement sota l’acció del camp magnètic generat. Això tanca els contactes elèctrics connectats a la vàlvula.

Com a regla general, els ressorts de retorn situats entre el feix i l'armadura retornen els contactes a la seva posició original quan la bobina del relé està desactivada.

L’acció del sistema electromagnètic del relé

El disseny clàssic senzill d'EMF té dos conjunts de contactes conductors elèctricament.

A partir d’això, es realitzen dos estats del grup de contacte:

1. Contacte obert normalment.
2. Contacte normalment tancat

Per tant, un parell de contactes es classifiquen en normalment oberts (NO) o, en un estat diferent, normalment tancats (NC).

Per als relés amb posició normalment oberta dels contactes, l'estat "tancat" només s'obté quan el corrent d'excitació passa a través de la bobina inductiva.

Una de les dues opcions possibles per configurar un grup de contactes predeterminat. Aquí, en l’estat desactivat de la bobina “predeterminada”, s’estableix una posició normalment tancada (tancada)

En una altra forma de realització, la posició normalment tancada dels contactes es manté constant quan el corrent d’excitació està absent en el circuit de la bobina. És a dir, els contactes del commutador tornen a la seva posició normal tancada.

Per tant, els termes "normalment oberts" i "normalment tancats" haurien de fer referència a l'estat dels contactes elèctrics quan la bobina del relé està desactivada, és a dir, que la tensió del relé està desconnectada.

Grups de contacte del relé elèctric

Els contactes del relé solen representar-se en elements metàl·lics conductors elèctricament que estan en contacte entre ells, tanquen el circuit, actuant de manera similar a un simple commutador.

Quan els contactes estan oberts, la resistència entre contactes normalment oberts es mesura amb un valor elevat en megavoques. Això crea una condició de circuit obert quan s’exclou el pas de corrent al circuit de la bobina.

El grup de contacte de qualsevol commutador electromecànic en mode obert té una resistència de diversos centenars de megaohms. El valor d'aquesta resistència pot variar lleugerament entre models.

Si els contactes es tanquen, la resistència de contacte teòricament ha de ser zero, el resultat d’un curtcircuit.

Tot i això, no sempre es nota aquesta condició. El grup de contacte de cada relé individual té una certa resistència de contacte en estat "tancat". Aquesta resistència s’anomena sostenible.

Característiques del pas dels corrents de càrrega

Per a la pràctica d'instal·lar un nou relé electromagnètic, la resistència de contacte de la inclusió es nota que és petita, generalment inferior a 0,2 ohms.

El motiu és simple: els nous consells continuen sent nets fins ara, però amb el pas del temps, la resistència de la punta augmentarà inevitablement.

Per exemple, per a contactes amb una corrent de 10 A, la caiguda de tensió serà de 0,2x10 = 2 volts (llei d'Ohm). Resulta que si la tensió de subministrament subministrada al grup de contacte és de 12 volts, la tensió per a la càrrega serà de 10 volts (12-2).

Quan es desgasten les puntes de metall de contacte, i no estan protegits adequadament de càrregues elevades inductives o capacitives, els danys causats per l'efecte d'un arc elèctric són inevitables.

Un arc elèctric en un dels contactes d’un dispositiu de commutació electromecànica. Aquesta és una de les causes del dany al grup de contacte a falta de mesures adequades.

Un arc elèctric (xiscant als contactes) condueix a un augment de la resistència de contacte de les puntes i, en conseqüència, a danys físics.

Si continueu utilitzant el relé en aquest estat, els consells de contacte poden perdre completament la propietat física del contacte.

Però hi ha un factor més greu quan, a causa d’un dany per un arc, els contactes acaben soldant-se, creant una condició de curtcircuit.

En aquest tipus de situacions, no s’exclou el risc de danys al circuit controlat per l’EMI.

Així, si la resistència de contacte augmenta 1 ohm per influència de l'arc elèctric, la caiguda de tensió als contactes per a la mateixa corrent de càrrega augmenta fins a 1 × 10 = 10 volts CC.

Aquí, la magnitud de la caiguda de tensió entre els contactes pot no ser acceptable per al circuit de càrrega, especialment quan es treballa amb tensions d'alimentació de 12-24 V.

Tipus de material de contacte del relé

Per tal de reduir la influència de l’arc elèctric i les altes resistències, les puntes de contacte dels relés electromecànics moderns es fan o recobren amb diversos aliatges a base de plata.

D’aquesta manera, és possible ampliar significativament la vida del grup de contacte.

Consells de les plaques de contacte dels dispositius de commutació electromecànica. A continuació, es mostren les opcions per a consells en plata. Aquest tipus de recobriment redueix el factor de dany.

A la pràctica, es destaca l'ús dels materials següents, amb els quals es processen les puntes dels grups de contacte dels relés electromagnètics (electromecànics):

• L’ag és de plata;
• AgCu - plata-coure;
• AgCdO - òxid de plata-cadmi;
• AgW - tungstè de plata;
• AgNi - plata-níquel;
• AgPd - plata-pal·ladi.

L’augment de la vida útil de les puntes dels grups de contacte del relé mitjançant la reducció del nombre de formacions d’arc elèctric s’aconsegueix connectant filtres de condensador resistiu, també anomenats amortidors RC.

Aquests circuits electrònics es connecten paral·lelament als grups de contacte dels relés electromecànics. El pic de tensió, que s’observa en el moment d’obrir els contactes, amb aquesta solució es veu que és curt amb seguretat.

Utilitzant amortidors RC, és possible suprimir l’arc elèctric que es forma a les puntes de contacte.

Disseny típic de contacte EMR

A més dels contactes clàssics normalment oberts (NO) i normalment tancats (NC), la mecànica de commutació del relé també requereix una classificació en funció de l’acció.

Característiques de l’execució dels elements de connexió

Els dissenys de relés electromagnètics d'aquesta realització permeten un o més contactes de commutadors separats.

És el que sembla un dispositiu configurat tecnològicament per SPST: unipolar i unidireccional. Altres opcions també estan disponibles.

L’execució de contactes es caracteritza pel següent conjunt d’abreviacions:

• SPST (Single Pole Single Throw) - unipolar unidireccional;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - unipolar bidireccional;
• DPST (doble pol amb un llançament) - bipolar unidireccional;
• DPDT (doble llançament de doble pol) - bipolar bidireccional.

Cada element de connexió s'anomena "pol". Es pot connectar o restablir qualsevol d'ells, alhora que s'activa simultàniament la bobina del relé.

Sotilitats d’ús de dispositius

Tot i la simplicitat del disseny d’interruptors electromagnètics, hi ha algunes subtileses de la pràctica d’utilitzar aquests dispositius.

Per tant, els experts no recomanen categòricament connectar tots els contactes del relé en paral·lel per tal de commutar el circuit de càrrega amb corrent elevat d'aquesta manera.

Per exemple, connecteu una càrrega de 10 A mitjançant connexió paral·lela de dos contactes, cadascun dels quals està dissenyat per a un corrent de 5 A.

Aquestes subtileses d’instal·lació es deuen al fet que els contactes dels relés mecànics no tanquen ni s’obren en un sol punt en el temps.

Com a resultat, un dels contactes es sobrecarregarà en qualsevol cas. I fins i tot tenint en compte la sobrecàrrega a curt termini, és inevitable un error prematur del dispositiu en una connexió així.

El funcionament incorrecte, a més de connectar el relé fora de les regles d’instal·lació establertes, acaba normalment amb aquest resultat. Gairebé tot el contingut es va cremar per dins

Els productes electromagnètics es poden utilitzar com a part de circuits elèctrics o electrònics amb baix consum d’energia com a commutadors per a corrents i tensions relativament altes.

No obstant això, no es recomana categòricament passar diferents tensions de càrrega a través dels contactes adjacents del mateix dispositiu.

Per exemple, canviar la tensió de CA de 220 V i DC 24 V. Utilitzeu sempre productes separats per a cada opció per tal de garantir la seguretat.

Tècniques de protecció de tensió inversa

Una part important de qualsevol relé electromecànic és una bobina. Aquesta part està relacionada amb una categoria de càrrega d'inductància elevada, ja que té bobinatge de filferro.

Qualsevol bobina de filferro té alguna impedància consistent en la inductància L i la resistència R, formant així un circuit de sèrie LR.

A mesura que el corrent flueix a través de la bobina, es crea un camp magnètic extern. Quan el flux de corrent de la bobina s’atura en el mode “apagat”, el flux magnètic (teoria de transformacions) augmenta i es produeix una EMF d’alta tensió inversa (força electromotriu).

Aquest valor induït de la tensió inversa pot ser diverses vegades superior al de commutació.

Per tant, hi ha un risc de danys en els components de semiconductors situats al costat del relé. Per exemple, un transistor d'efecte bipolar o de camp utilitzat per subministrar tensió a una bobina de relé.

Opcions de circuit, degudes a les quals es proporciona la protecció d’elements de control de semiconductors: transistors bipolars i d’efecte de camp, microcircuits, microcontroladors

Una manera d’evitar danys a un transistor o qualsevol dispositiu de semiconductor de commutació, inclosos els microcontroladors, és connectar un díode esbiaixat invers al circuit de la bobina del relé.

Quan un corrent que circula per la bobina immediatament després d'un viatge genera una emf posterior induïda, aquesta tensió inversa obre el díode esbiaixat invers.

L’energia acumulada es dissipa a través del semiconductor, el que evita els danys al control del semiconductor - transistor, tiristor, microcontrolador.

Un semiconductor sovint inclòs en un circuit de bobines també es diu:

• díode de volant;
• diode shunt;
• díode invers.

Tot i això, no hi ha molta diferència entre els elements. Tots ells realitzen una funció. A més d'utilitzar díodes amb parcialitat inversa, també s'utilitzen altres dispositius per protegir components de semiconductor.

Les mateixes cadenes d’amortitzadors RC, varistors d’òxids metàl·lics (MOV), díodes zener.

Marcatge de dispositius de relé electromagnètic

Les designacions tècniques que contenen informació parcial sobre els dispositius se solen indicar directament sobre el xassís del dispositiu de commutació electromagnètica.

Aquesta designació sembla una abreviació abreviada i un conjunt numèric.

Cada dispositiu de commutació electromecànica té l'etiqueta tradicional. Al xassís o al xassís s'aplica aproximadament el mateix conjunt de caràcters i números, indicant determinats paràmetres

Un exemple de marcatge corporal de relés electromecànics:

RES32 RF4.500.335-01

Aquest registre es desxifra de la manera següent: relé electromagnètic de baixa corrent, de 32 sèries, corresponent a l'execució segons el passaport de la Federació Russa 4.500.335-01.

Tanmateix, aquestes designacions són rares. Opcions abreviades més habituals sense una indicació explícita de GOST:

RES 32 335-01

A més, el xassís (en el cas) del dispositiu no és la data de producció i el número de lot. Per obtenir més informació, consulteu la fitxa de dades del producte. Cada dispositiu o lot es completa amb un passaport.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

El vídeo parla popularment de com funciona l'electrònica de commutació electromecànica. Es noten clarament les subtileses d’estructures, les característiques de les connexions i altres detalls:

Fa temps que els relés electromecànics han estat utilitzats com a components electrònics. Tot i això, aquest tipus de dispositius de commutació es poden considerar obsolets. Els dispositius mecànics estan sent substituïts cada cop més per dispositius més moderns, purament electrònics. Un d’aquest exemple és relés d’estat sòlid.

Tens preguntes, trobar errors o tenir dades interessants sobre el tema que pots compartir amb els visitants del nostre lloc? Deixeu els vostres comentaris, feu preguntes i compartiu la vostra experiència a la secció d'enllaços de l'article.