Elektromagnetisk relæ: enhed, markering, typer + tilslutningsmuligheder for tilslutning og justering

Konvertering af elektriske signaler til den tilsvarende fysiske mængde - bevægelse, kraft, lyd osv. Udføres ved hjælp af drev. Drevet skal klassificeres som en konverter, da denne enhed ændrer en type fysisk mængde til en anden.

Drevet aktiveres eller styres normalt af et lavspændingskommandosignal. Den klassificeres desuden som en binær eller kontinuerlig enhed baseret på antallet af stabile tilstande. Så det elektromagnetiske relæ er et binært drev i betragtning af de to eksisterende stabile forhold: til - fra.

I den præsenterede artikel diskuteres principperne for driften af ​​det elektromagnetiske relæ og omfanget af brugen af ​​apparater detaljeret.

Grundlæggende om drev

Udtrykket "relæ" er karakteristisk for enheder, der tilvejebringer en elektrisk forbindelse mellem to eller flere punkter gennem et styresignal.

Den mest almindelige og udbredte type elektromagnetisk relæ (EMR) er det elektromekaniske design.

Det ligner et design fra en lang række produkter, kaldet elektromagnetiske relæer. Her vises en lukket version af mekanismen ved hjælp af et transparent plexiglasafdækning.

Den grundlæggende kontrolplan for ethvert udstyr giver altid muligheden for at aktivere og deaktivere. Den nemmeste måde at udføre disse trin er at bruge afbryderlåsen.

Manuelle handlingskontakter kan bruges til kontrol, men har ulemper. Deres åbenlyse ulempe er indstillingen af ​​tilstande “til” eller “deaktiveret” fysisk, det vil sige manuelt.

Manuelle skifteanordninger er som regel store størrelser, forsinkede handlinger, der er i stand til at skifte små strømme.

Den manuelle skiftemekanisme er en "fjern relativ" af elektromagnetiske relæer. Det giver den samme funktionalitet - skifte af arbejdslinjer, men styres udelukkende med hånden

I mellemtiden er elektromagnetiske relæer hovedsageligt repræsenteret af elektrisk styrede afbrydere. Enheder har forskellige former, dimensioner og er divideret med niveauet for den nominelle effekt. Mulighederne for deres anvendelse er omfattende.

Sådanne enheder, der er udstyret med et eller flere par kontakter, kan indgå i et enkelt design af større effektaktuatorer - kontaktorer, der bruges til at skifte netspænding eller højspændingsenheder.

Grundlæggende principper for EMR's arbejde

Traditionelt bruges relæer til elektromagnetisk type som en del af elektriske (elektroniske) switching-kredsløb. Samtidig installeres de enten direkte på printkortene eller i fri position.

Enhedens generelle struktur

Belastningsstrømmene for de anvendte produkter måles normalt fra fraktioner af en ampere til 20 A eller mere. Relæ-kredsløb er udbredt inden for elektronisk praksis.

Enheder med forskellige konfigurationer, designet til installation på elektroniske kredsløbskort eller direkte som en separat installeret enhed

Konstruktionen af ​​det elektromagnetiske relæ konverterer den magnetiske flux, der genereres af den påførte AC / DC-spænding, til mekanisk kraft. Takket være den opnåede mekaniske kraft styres kontaktgruppen.

Det mest almindelige design er produktets form, der inkluderer følgende komponenter:

• spændende spole;
• stål kerne;
• grundlæggende chassis;
• kontaktgruppe.

Stålkernen har en fast del kaldet en vippearm og en bevægelig fjederbelastet del kaldet et anker.

Faktisk supplerer ankeret magnetfeltkredsløbet og lukker luftspalten mellem den stationære elektriske spole og det bevægelige anker.

Detaljeret layout af designet: 1 - gevindfjeder; 2 - metalkerne; 3 - anker; 4 - normalt lukket kontakt; 5 - normalt åben kontakt; 6 - generel kontakt; 7 - en spole af kobbertråd; 8 - rocker

Ankeret bevæger sig på hængsler eller roterer frit under påvirkning af det genererede magnetfelt. Dette lukker de elektriske kontakter, der er fastgjort til ventilen.

Som regel returnerer returfjederen (e), der er placeret mellem bjælken og ankeret, kontakterne til deres oprindelige position, når relæspolen er frakoblet.

Det elektromagnetiske systems relæ

Den enkle klassiske design af EMF har to sæt elektrisk ledende kontakter.

Baseret på dette realiseres to tilstande i kontaktgruppen:

1. Normalt åben kontakt.
2. Normalt lukket kontakt.

I overensstemmelse hermed klassificeres et par kontakter som normalt åbent (NO) eller, når de er i en anden tilstand, normalt lukket (NC).

For relæer med normalt åben position af kontakterne opnås tilstanden "lukket" kun, når excitationsstrømmen passerer gennem den induktive spole.

En af to mulige muligheder for at indstille en standard kontaktgruppe. Her, i den frakoblede tilstand for “standard” -spolen, indstilles en normalt lukket (lukket) position

I en anden udførelsesform forbliver kontaktenes normalt lukkede position konstant, når excitationsstrømmen er fraværende i spolekredsløbet. Det vil sige, kontakternes kontakt skifter tilbage til deres normale lukkede position.

Derfor skal udtrykkene "normalt åben" og "normalt lukket" henvise til tilstanden for elektriske kontakter, når relæspolen er frakoblet, dvs. relæets spænding er frakoblet.

Kontaktgrupper for elektrisk relæ

Relækontakter er normalt repræsenteret af elektrisk ledende metalelementer, der er i kontakt med hinanden, lukker kredsløbet og fungerer på samme måde som en simpel afbryder.

Når kontakterne er åbne, måles modstanden mellem normalt åbne kontakter ved en høj værdi i megaohm. Dette skaber en åben kredsløbstilstand, når passagen af ​​strøm i spolekredsløbet er udelukket.

Kontaktgruppen for enhver elektromekanisk switch i åben tilstand har en modstand på flere hundrede megaohm. Værdien af ​​denne modstand kan variere lidt mellem modeller.

Hvis kontakterne er lukket, skal kontaktmodstanden teoretisk være nul - resultatet af en kortslutning.

Denne betingelse er dog ikke altid bemærket. Kontaktgruppen for hvert individuelt relæ har en vis kontaktmodstand i den "lukkede" tilstand. En sådan modstand kaldes bæredygtig.

Funktioner ved passage af belastningsstrømme

Til praksis med at installere et nyt elektromagnetisk relæ bemærkes indbyggets kontaktmodstand at være lille, normalt mindre end 0,2 ohm.

Årsagen er enkel: de nye tip forbliver rene indtil videre, men med tiden øges modstanden til spidsen uundgåeligt.

For kontakter under en strøm på 10 A er spændingsfaldet for eksempel 0,2x10 = 2 volt (Ohms lov). Det viser sig, at hvis forsyningsspændingen, der leveres til kontaktgruppen, er 12 volt, vil spændingen for lasten være 10 volt (12-2).

Når kontaktmetalspidser slides, og ikke er tilstrækkeligt beskyttet mod høje induktive eller kapacitive belastninger, bliver skader som følge af en elektrisk lysbue uundgåelige.

En elektrisk lysbue på en af ​​kontakterne i en elektromekanisk switchanordning. Dette er en af ​​årsagerne til skade på kontaktgruppen i mangel af passende foranstaltninger.

En elektrisk lysbue - der gnister ved kontakterne - fører til en forøgelse af spidsernes kontaktmodstand og som et resultat til fysisk skade.

Hvis du fortsætter med at bruge relæet i denne tilstand, kan kontakttipsene miste kontakten fysiske egenskaber.

Men der er en mere alvorlig faktor, når kontakterne til sidst svejser som et resultat af en lysbue, hvilket skaber en kortslutningstilstand.

I sådanne situationer er risikoen for skade på kredsløbet, der styres af EMI, ikke udelukket.

Så hvis kontaktmodstanden steg med 1 ohm fra påvirkningen af ​​den elektriske bue, øges spændingsfaldet over kontakterne for den samme belastningsstrøm til 1 × 10 = 10 volt DC.

Her er størrelsen af ​​spændingsfaldet over kontakterne muligvis ikke acceptabel for belastningskredsløbet, især når man arbejder med 12-24 V forsyningsspændinger.

Type relækontaktmateriale

For at reducere påvirkningen af ​​den elektriske lysbue og høje modstande fremstilles eller overtrækkes kontaktspidserne til moderne elektromekaniske relæer med forskellige sølvbaserede legeringer.

På denne måde er det muligt at forlænge kontaktgruppens levetid markant.

Tip til kontaktplader på elektromekaniske omskifter. Her er muligheder for sølvbelagte tip. Denne type belægning reducerer skadefaktoren.

I praksis bemærkes anvendelsen af ​​følgende materialer, hvorpå spidserne af kontaktgrupper af elektromagnetiske (elektromekaniske) relæer behandles:

• Ag er sølv;
• AgCu - sølv-kobber;
• AgCdO - sølv-cadmiumoxid;
• AgW - sølv-wolfram;
• AgNi - sølv-nikkel;
• AgPd - sølv-palladium.

Forøgelsen af ​​levetiden på tipene til kontaktgrupperne i relæet ved at reducere antallet af lysbueformationer opnås ved at tilslutte resistive kondensatorfiltre, også kaldet RC-spjæld.

Disse elektroniske kredsløb er forbundet parallelt med kontaktgrupperne for elektromekaniske relæer. Spændingsspidsen, som observeres i øjeblikket, hvor kontakterne åbnes, med denne løsning ses at være kort.

Ved hjælp af RC-spjæld er det muligt at undertrykke den elektriske bue, der dannes på kontaktspidserne.

Typisk EMR-kontaktdesign

Ud over de klassiske normalt åbne (NO) og normalt lukkede (NC) kontakter kræver mekanik ved relæskift også klassificering baseret på handlingen.

Funktioner i udførelsen af ​​forbindelseselementerne

De elektromagnetiske relæudformninger i denne udførelsesform tillader en eller flere separate kontaktskontakter.

Sådan ser en enhed, der er teknologisk konfigureret til SPST, ud - unipolær og ensrettet. Andre muligheder er også tilgængelige.

Udførelsen af ​​kontakter er kendetegnet ved følgende sæt forkortelser:

• SPST (Single Pole Single Throw) - unipolær ensrettet;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - unipolær tovejs;
• DPST (dobbeltpolens enkelt kast) - bipolær ensrettet;
• DPDT (dobbelt pol dobbelt kast) - bipolær tovejs.

Hvert sådant forbindelseselement benævnes en "pol". Enhver af dem kan tilsluttes eller nulstilles, mens relæspolen samtidig aktiveres.

Subtiliteter ved brug af enheder

På trods af enkelheden i designen af ​​elektromagnetiske afbrydere er der nogle finesser i brugen af ​​disse enheder.

Så eksperter anbefaler kategorisk ikke at forbinde alle relækontakter parallelt for at pendle belastningskredsløbet med høj strøm på denne måde.

Forbind f.eks. En belastning på 10 A ved parallel tilslutning af to kontakter, der hver er designet til en strøm på 5 A.

Disse finesser ved installation skyldes, at kontakterne i mekaniske relæer aldrig lukker eller åbnes på et enkelt tidspunkt.

Som et resultat vil en af ​​kontakterne under alle omstændigheder blive overbelastet. Og selv under hensyntagen til overbelastningen på kort sigt er en for tidlig svigt i enheden i en sådan forbindelse uundgåelig.

Forkert betjening samt tilslutning af relæet uden for de etablerede installationsregler ender normalt med dette resultat. Næsten alt indhold udbrændt inde

Elektromagnetiske produkter kan bruges som en del af elektriske eller elektroniske kredsløb med lavt energiforbrug som afbrydere til relativt høje strømme og spændinger.

Det anbefales dog kategorisk ikke at føre forskellige belastningsspændinger gennem de tilstødende kontakter på den samme enhed.

Skift for eksempel vekselstrømspænding på 220 V og DC 24 V. Brug altid separate produkter til hver mulighed for at sikre sikkerheden.

Reverse Voltage Protection Techniques

En vigtig del af ethvert elektromekanisk relæ er en spole. Denne del vedrører en kategori med høj induktansbelastning, fordi den har trådvikling.

Enhver trådviklet spiral har en vis impedans, der består af induktansen L og modstanden R, og danner således et seriekredsløb LR.

Når strømmen strømmer gennem spolen, oprettes et eksternt magnetfelt. Når strømstrømmen i spolen stopper i "slukket" -tilstand, forøges magnetisk flux (transformationsteori), og der opstår en høj revers-spænding EMF (elektromotorisk kraft).

Denne inducerede værdi af omvendt spænding kan være flere gange større end koblingsspændingen.

Følgelig er der en risiko for skade på eventuelle halvlederkomponenter placeret ved siden af ​​relæet. For eksempel en bipolær eller felteffekttransistor, der bruges til at levere spænding til en relæspole.

Kredsløbsmuligheder, som beskyttelsen af ​​halvlederkontrolelementer tilvejebringes - bipolære og felteffekttransistorer, mikrokredsløb, mikrokontrollere

En måde at forhindre beskadigelse af en transistor eller en hvilken som helst switch halvlederanordning, inklusive mikrokontrollere, er at forbinde en omvendt forspændt diode til relæspolekredsløbet.

Når en strøm, der flyder gennem spolen umiddelbart efter en udløb genererer en induceret tilbage-emk, åbner denne omvendt spænding den modsat forspændte diode.

Den akkumulerede energi spredes gennem halvlederen, hvilket forhindrer beskadigelse af kontrolhalvleder - transistor, tyristor, mikrokontroller.

En halvleder ofte inkluderet i et spolekredsløb kaldes også:

• svinghjul diode;
• shuntdiode;
• omvendt diode.

Der er dog ikke meget forskel mellem elementerne. Alle udfører én funktion. Ud over at bruge dioder med omvendt forspænding bruges andre enheder også til at beskytte halvlederkomponenter.

De samme kæder af RC-spjæld, metaloxidvaristorer (MOV), zener-dioder.

Mærkning af elektromagnetiske relæudstyr

Tekniske betegnelser, der bærer delvis information om enhederne, er normalt angivet direkte på chassiset på den elektromagnetiske omskifter.

Denne betegnelse ligner en forkortet forkortelse og et numerisk sæt.

Hver elektromekanisk skifteindretning er traditionelt mærket. På chassiset eller chassiset anvendes omtrent det samme sæt tegn og numre, der angiver visse parametre

Et eksempel på kropsmærkning af elektromekaniske relæer:

RES32 RF4.500.335-01

Denne post er dechiffreret som følger: lavstrømselektromagnetisk relæ, 32 serier, der svarer til udførelsen i henhold til pas fra Den Russiske Føderation 4.500.335-01.

Sådanne betegnelser er imidlertid sjældne. Mere almindelige forkortede indstillinger uden en eksplicit indikation af GOST:

RES 32 335-01

Ikke enhedens chassis (på tilfældet) er produktionsdatoen og batchnummeret. For mere information, se produktdatabladet. Hver enhed eller batch kompletteres med et pas.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoen taler populært om, hvordan den elektromekaniske switching-elektronik fungerer. Strukturernes subtilitet, funktionerne i forbindelserne og andre detaljer er tydeligt bemærket:

Elektromekaniske relæer har været brugt som elektroniske komponenter i ganske lang tid. Denne type switching-enheder kan dog betragtes som forældet. Mekaniske enheder erstattes i stigende grad med mere moderne enheder - rent elektronisk. Et sådant eksempel er relæer i fast tilstand.

Har du spørgsmål, find fejl eller har interessante fakta om det emne, som du kan dele med besøgende på vores websted? Efterlad dine kommentarer, still spørgsmål, del din oplevelse i linkafsnittet under artiklen.