Elektromagnetické relé: zařízení, označení, typy + jemnosti připojení a nastavení

Převod elektrických signálů na odpovídající fyzickou veličinu - pohyb, síla, zvuk atd., Se provádí pomocí pohonů. Měnič by měl být klasifikován jako převodník, protože toto zařízení mění jeden typ fyzické veličiny na jiný.

Pohon je obvykle aktivován nebo řízen signálem nízkého napětí. Je navíc klasifikován jako binární nebo kontinuální zařízení na základě počtu stabilních stavů. Elektromagnetické relé je tedy binární pohon, vzhledem ke dvěma existujícím stabilním podmínkám: zapnuto - vypnuto.

V předkládaném článku jsou podrobně diskutovány principy fungování elektromagnetického relé a rozsah použití zařízení.

Základy jízdy

Termín "relé" je charakteristický pro zařízení, která poskytují elektrické spojení mezi dvěma nebo více body prostřednictvím řídicího signálu.

Nejběžnějším a nejrozšířenějším typem elektromagnetického relé (EMR) je elektromechanický design.

Vypadá to jako jeden design z celé řady produktů, označovaných jako elektromagnetická relé. Zde je znázorněna uzavřená verze mechanismu s průhledným krytem z plexiskla.

Schéma základního ovládání všech zařízení vždy umožňuje aktivaci a deaktivaci. Nejjednodušší způsob, jak tyto kroky dokončit, je použít vypínač napájení.

Manuální akční spínače mohou být použity pro ovládání, ale mají nevýhody. Jejich zřejmou nevýhodou je nastavení stavů „zapnuto“ nebo „deaktivováno“ fyzicky, to znamená ručně.

Ruční spínací zařízení jsou zpravidla velká zařízení se zpožděným účinkem schopná přepínat malé proudy.

Mechanismus ručního přepínání je „vzdáleným příbuzným“ elektromagnetických relé. Poskytuje stejnou funkčnost - přepínání pracovních linek, ale je ovládáno výhradně ručně

Mezitím jsou elektromagnetická relé reprezentována hlavně elektricky ovládanými spínači. Zařízení mají různé tvary, rozměry a dělí se podle úrovně jmenovitého výkonu. Možnosti jejich aplikace jsou rozsáhlé.

Taková zařízení, která jsou vybavena jedním nebo více páry kontaktů, mohou být zahrnuta do jediné konstrukce větších výkonových ovladačů - stykačů, které se používají pro spínání síťového nebo vysokonapěťového zařízení.

Základní principy práce EMR

Elektromagnetická relé se tradičně používají jako součást elektrických (elektronických) spínacích řídicích obvodů. Současně se instalují buď přímo na desky plošných spojů, nebo ve volné poloze.

Obecná struktura zařízení

Zatěžovací proudy použitých produktů se obvykle měří od frakcí ampér do 20 A nebo více. Reléové obvody jsou v elektronické praxi rozšířeny.

Zařízení různých konfigurací, určená k instalaci na desky s elektronickými obvody nebo přímo jako samostatně instalované zařízení

Konstrukce elektromagnetického relé převádí magnetický tok generovaný aplikovaným AC / DC napětím na mechanickou sílu. Díky získané mechanické síle je skupina kontaktů ovládána.

Nejběžnějším designem je tvar výrobku, včetně následujících součástí:

• vzrušující cívka;
• ocelové jádro;
• základní podvozek;
• kontaktní skupina.

Ocelové jádro má pevnou část nazývanou kolébkové rameno a pohyblivou pružinou zatíženou část nazývanou kotva.

Ve skutečnosti kotva doplňuje obvod magnetického pole a uzavírá vzduchovou mezeru mezi stacionární elektrickou cívkou a pohyblivou armaturou.

Detailní rozložení vzoru: 1 - ždímací pružina; 2 - kovové jádro; 3 - kotva; 4 - normálně uzavřený kontakt; 5 - normálně otevřený kontakt; 6 - obecný kontakt; 7 - cívka z měděného drátu; 8 - rocker

Armatura se pohybuje působením generovaného magnetického pole na kloubech nebo se volně otáčí. Tím se uzavírají elektrické kontakty připojené k ventilu.

Zpětná pružina (y) umístěná mezi paprskem a kotvou zpravidla vrací kontakty do jejich původní polohy, když je reléová cívka odpojena od napětí.

Činnost reléového elektromagnetického systému

Jednoduchý klasický design EMF má dvě sady elektricky vodivých kontaktů.

Na základě toho jsou realizovány dva stavy kontaktní skupiny:

1. Normálně otevřený kontakt.
2. Normálně uzavřený kontakt.

V souladu s tím je pár kontaktů klasifikován jako normálně otevřený (NO) nebo, v jiném stavu, normálně uzavřený (NC).

U relé s normálně otevřenou polohou kontaktů je stavu „sepnuto“ dosaženo pouze tehdy, když budicí proud prochází indukční cívkou.

Jedna ze dvou možností nastavení výchozí skupiny kontaktů. Zde je ve stavu bez napětí „výchozí“ cívky nastavena normálně uzavřená (uzavřená) poloha

V dalším provedení zůstává normálně uzavřená poloha kontaktů konstantní, když budicí proud v cívkovém obvodu chybí. To znamená, že kontakty spínače se vracejí do své normální uzavřené polohy.

Proto by se termíny „normálně rozpojené“ a „normálně uzavřené“ měly vztahovat na stav elektrických kontaktů, když je reléová cívka odpojena od napětí, tj. Napětí relé je odpojeno.

Skupiny kontaktů elektrického relé

Reléové kontakty jsou obvykle představovány elektricky vodivými kovovými prvky, které jsou ve vzájemném kontaktu, uzavírají obvod a působí podobně jako jednoduchý spínač.

Když jsou kontakty otevřené, je odpor mezi normálně otevřenými kontakty měřen vysokou hodnotou v megaohmech. To vytváří stav otevřeného obvodu, když je vyloučen průchod proudu v cívkovém obvodu.

Kontaktní skupina jakéhokoli elektromechanického spínače v otevřeném režimu má odpor několik set megaohmů. Hodnota tohoto odporu se mezi modely může mírně lišit.

Pokud jsou kontakty sepnuty, měl by být teoreticky odpor kontaktu nulový - výsledek zkratu.

Tento stav však není vždy zaznamenán. Skupina kontaktů každého jednotlivého relé má ve stavu "uzavřeno" určitý kontaktní odpor. Takový odpor se nazývá udržitelný.

Vlastnosti průchodu zátěžových proudů

Pro praxi instalace nového elektromagnetického relé je kontaktní odpor inkluze označen jako malý, obvykle menší než 0,2 ohmů.

Důvod je jednoduchý: nové tipy zůstávají zatím čisté, ale postupem času se nevyhnutelně zvýší odpor špičky.

Například u kontaktů pod proudem 10 A bude úbytek napětí 0,2 x 10 = 2 volty (Ohmův zákon). Ukázalo se, že pokud je napájecí napětí dodávané do skupiny kontaktů 12 voltů, bude napětí pro zátěž 10 voltů (12-2).

Při opotřebení kontaktních kovových špiček, které nejsou dostatečně chráněny před vysokými indukčními nebo kapacitními zátěžemi, je poškození elektrickým obloukem nevyhnutelné.

Elektrický oblouk na jednom z kontaktů elektromechanického spínacího zařízení. To je jedna z příčin poškození kontaktní skupiny při neexistenci vhodných opatření.

Elektrický oblouk - jiskření na kontakty - vede ke zvýšení kontaktního odporu špiček a v důsledku toho k fyzickému poškození.

Pokud budete v tomto stavu dál používat relé, mohou kontaktní kontakty zcela ztratit fyzickou vlastnost kontaktu.

Ale existuje vážnější faktor, když v důsledku poškození obloukem kontakty nakonec přivaří a vytvoří zkratový stav.

V takových situacích není vyloučeno riziko poškození obvodu ovládaného EMI.

Pokud se tedy vlivem elektrického oblouku zvýší kontaktní odpor o 1 ohm, pokles napětí na kontaktech pro stejný zátěžový proud se zvýší na 1 × 10 = 10 V DC.

Zde nemusí být velikost poklesu napětí na kontaktech pro obvod zátěže přijatelná, zejména při práci s napájecím napětím 12-24 V.

Druh kontaktního materiálu relé

Za účelem snížení vlivu elektrického oblouku a vysokých odporů jsou kontaktní špičky moderních elektromechanických relé vyrobeny nebo potaženy různými slitinami na bázi stříbra.

Tímto způsobem je možné výrazně prodloužit životnost kontaktní skupiny.

Tipy kontaktních desek elektromechanických spínacích zařízení. Zde jsou možnosti pro postříbřené tipy. Tento druh povlaku snižuje faktor poškození.

V praxi je zaznamenáno použití následujících materiálů, se kterými jsou zpracovávány špičky kontaktních skupin elektromagnetických (elektromechanických) relé:

• Ag je stříbro;
• AgCu - stříbro-měď;
• AgCdO - oxid stříbrný-kadmium;
• AgW - stříbro-wolfram;
• AgNi - stříbro-nikl;
• AgPd - palladium stříbrné.

Prodloužení životnosti špiček kontaktních skupin relé snížením počtu elektrických obloukových formací je dosaženo připojením odporově-kondenzátorových filtrů, také nazývaných RC tlumiče.

Tyto elektronické obvody jsou zapojeny paralelně s kontaktními skupinami elektromechanických relé. Špička napětí, která je pozorována v okamžiku otevření kontaktů, je u tohoto řešení považována za bezpečně krátkou.

Pomocí tlumičů RC je možné potlačit elektrický oblouk, který se vytváří na kontaktních špičkách.

Typický kontakt EMR

Kromě klasických normálně otevřených (NO) a normálně uzavřených (NC) kontaktů vyžaduje mechanika přepínání relé také klasifikaci na základě akce.

Vlastnosti provedení spojovacích prvků

Konstrukce elektromagnetického relé v tomto provedení umožňují jeden nebo více oddělených spínacích kontaktů.

Takto vypadá technologicky nakonfigurované zařízení pro SPST - unipolární a jednosměrné. K dispozici jsou také další možnosti.

Provedení kontaktů je charakterizováno následující sadou zkratek:

• SPST (Single Pole Single Throw) - unipolární jednosměrné;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - unipolární obousměrné;
• DPST (Double Pole Single Throw) - bipolární jednosměrný;
• DPDT (Double Pole Double Throw) - bipolární obousměrný.

Každý takový spojovací prvek je označován jako „pól“. Kterákoli z nich lze připojit nebo resetovat a současně aktivovat reléovou cívku.

Drobnosti použití zařízení

Navzdory jednoduchosti konstrukce elektromagnetických spínačů existuje v praxi používání těchto zařízení jemnost.

Odborníci tak kategoricky nedoporučují spojovat všechny reléové kontakty paralelně, aby tímto způsobem docházelo k zátěžovému obvodu s vysokým proudem.

Například připojte zátěž 10 A paralelním připojením dvou kontaktů, z nichž každý je navržen pro proud 5 A.

Tyto jemnosti instalace jsou způsobeny skutečností, že kontakty mechanických relé se nikdy nezavírají nebo neotevírají v jednom okamžiku.

V důsledku toho bude jeden z kontaktů v každém případě přetížen. A dokonce s ohledem na krátkodobé přetížení je nevyhnutelné předčasné selhání zařízení v takovém spojení.

Tento výsledek obvykle končí nesprávným provozem a připojením relé mimo zavedená instalační pravidla. Téměř veškerý obsah shořel uvnitř

Elektromagnetické výrobky mohou být použity jako součást elektrických nebo elektronických obvodů s nízkou spotřebou energie jako spínače pro relativně vysoké proudy a napětí.

Kategoricky se však nedoporučuje propouštět různá zátěžová napětí přes sousední kontakty stejného zařízení.

Např. Přepněte střídavé napětí 220 V a 24 V DC. Pro zajištění každé bezpečnosti vždy používejte samostatné produkty pro každou variantu.

Techniky ochrany proti zpětnému napětí

Důležitou součástí každého elektromechanického relé je cívka. Tato část se týká kategorie vysoké indukční zátěže, protože má vinutí drátu.

Jakákoli drátem navinutá cívka má určitou impedanci sestávající z indukčnosti L a odporu R, takže tvoří sériový obvod LR.

Jak proud protéká cívkou, vytváří se vnější magnetické pole. Když se tok proudu v cívce zastaví v režimu „vypnuto“, magnetický tok (teorie transformace) se zvýší a dojde k vysokému zpětnému napětí EMF (elektromotorická síla).

Tato indukovaná hodnota zpětného napětí může být několikrát větší než spínací napětí.

V důsledku toho existuje riziko poškození jakýchkoli polovodičových součástí umístěných vedle relé. Například tranzistor s bipolárním nebo polním efektem používaný k napájení napětí do cívky relé.

Možnosti obvodů, díky nimž je zajištěna ochrana polovodičových ovládacích prvků - bipolární a polní tranzistory, mikroobvody, mikrokontroléry

Jedním ze způsobů, jak zabránit poškození tranzistoru nebo jakéhokoli spínacího polovodičového zařízení, včetně mikrokontrolérů, je připojení zpětné předpjaté diody k obvodu cívky relé.

Když proud protékající cívkou bezprostředně po vypnutí generuje indukovaný zpětný emf, toto reverzní napětí otevře reverzní předpjatou diodu.

Nahromaděná energie je rozptylována polovodičem, což zabraňuje poškození řídicího polovodiče - tranzistoru, tyristoru, mikrokontroléru.

Polovodič často zahrnutý v cívkovém obvodu je také nazýván:

• dioda setrvačníku;
• zkratovací dioda;
• reverzní dioda.

Mezi prvky však není velký rozdíl. Všichni vykonávají jednu funkci. Kromě použití diod s obráceným předpětím se k ochraně polovodičových součástí používají i jiná zařízení.

Stejné řetězce RC tlumičů, varistory oxidů kovů (MOV), zenerovy diody.

Značení elektromagnetických reléových zařízení

Technická označení nesoucí částečné informace o zařízeních jsou obvykle uvedena přímo na podvozku elektromagnetického spínacího zařízení.

Toto označení vypadá jako zkrácená zkratka a číselná sada.

Každé elektromechanické spínací zařízení je tradičně označeno. Na podvozku nebo podvozku je použita přibližně stejná sada znaků a čísel, což ukazuje na určité parametry

Příklad označení elektromechanických relé na těle:

RES32 RF4.500.335-01

Tento záznam se dešifruje takto: nízkoproudé elektromagnetické relé, řada 32, odpovídající provedení podle pasu Ruské federace 4.500.335-01.

Taková označení jsou však vzácná. Více běžných zkrácených možností bez výslovného uvedení GOST:

RES 32 335-01

Datum výroby a číslo šarže také není podvozek (na obalu) zařízení. Další informace naleznete v datovém listu produktu. Každé zařízení nebo dávka je vyplněna pasem.

Závěry a užitečné video na toto téma

Video populárně hovoří o tom, jak funguje elektromechanická spínací elektronika. Jemnosti struktur, vlastnosti spojení a další podrobnosti jsou jasně uvedeny:

Elektromechanická relé se již delší dobu používají jako elektronické komponenty. Tento typ spínacích zařízení však lze považovat za zastaralý. Mechanická zařízení jsou stále více nahrazována modernějšími zařízeními - čistě elektronickými. Jedním takovým příkladem je polovodičová relé.

Máte dotazy, najdete chyby nebo máte zajímavá fakta k tématu, o které se můžete podělit s návštěvníky našeho webu? Zanechte prosím své připomínky, položte otázky, podělte se o své zkušenosti v sekci odkazů pod článkem.