Ηλεκτρομαγνητικό ρελέ: συσκευή, σήμανση, τύποι + λεπτότητες σύνδεσης και ρύθμισης
Η μετατροπή των ηλεκτρικών σημάτων στην αντίστοιχη φυσική ποσότητα - κίνηση, δύναμη, ήχος, κ.λπ., πραγματοποιείται με τη χρήση δίσκων. Η μονάδα δίσκου πρέπει να ταξινομηθεί ως μετατροπέας, καθώς αυτή η συσκευή αλλάζει έναν τύπο φυσικής ποσότητας σε άλλο.
Η μονάδα δίσκου συνήθως ενεργοποιείται ή ελέγχεται από ένα σήμα εντολής χαμηλής τάσης. Επιπλέον, ταξινομείται ως δυαδική ή συνεχής συσκευή με βάση τον αριθμό των σταθερών καταστάσεων. Έτσι, το ηλεκτρομαγνητικό ρελέ είναι μια δυαδική μονάδα δίσκου, δεδομένων των δύο υφιστάμενων σταθερών συνθηκών: on - off.
Στο άρθρο που παρουσιάζεται, συζητούνται λεπτομερώς οι αρχές λειτουργίας του ηλεκτρομαγνητικού ρελέ και το εύρος της χρήσης συσκευών.
Το περιεχόμενο του άρθρου:
Βασικά στοιχεία οδήγησης
Ο όρος "ρελέ" είναι χαρακτηριστικός των συσκευών που παρέχουν ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ δύο ή περισσότερων σημείων μέσω ενός σήματος ελέγχου.
Ο πιο κοινός και ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος ηλεκτρομαγνητικού ρελέ (EMR) είναι ο ηλεκτρομηχανικός σχεδιασμός.
Το βασικό σχήμα ελέγχου για κάθε εξοπλισμό παρέχει πάντα τη δυνατότητα ενεργοποίησης και απενεργοποίησης. Ο ευκολότερος τρόπος για να ολοκληρώσετε αυτά τα βήματα είναι να χρησιμοποιήσετε το διακόπτη κλειδώματος ισχύος.
Οι χειροκίνητοι διακόπτες δράσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για έλεγχο, αλλά έχουν μειονεκτήματα. Το προφανές μειονέκτημά τους είναι η ρύθμιση των καταστάσεων «on» ή «απενεργοποιημένη» φυσικά, δηλαδή χειροκίνητα.
Οι χειροκίνητες συσκευές εναλλαγής, κατά κανόνα, είναι συσκευές μεγάλου μεγέθους, καθυστερημένης δράσης που μπορούν να αλλάζουν μικρά ρεύματα.
Εν τω μεταξύ, τα ηλεκτρομαγνητικά ρελέ αντιπροσωπεύονται κυρίως από ηλεκτρικά ελεγχόμενους διακόπτες. Οι συσκευές έχουν διαφορετικά σχήματα, διαστάσεις και διαιρούνται με το επίπεδο της ονομαστικής ισχύος. Οι δυνατότητες εφαρμογής τους είναι εκτενείς.
Τέτοιες συσκευές, εξοπλισμένες με ένα ή περισσότερα ζεύγη επαφών, μπορούν να συμπεριληφθούν σε έναν ενιαίο σχεδιασμό ενεργοποιητών μεγαλύτερης ισχύος - επαφέων, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για την εναλλαγή συσκευών τάσης ή υψηλής τάσης.
Θεμελιώδεις αρχές του έργου EMR
Παραδοσιακά, τα ηλεκτρομαγνητικά ρελέ τύπου χρησιμοποιούνται ως μέρος ηλεκτρικών (ηλεκτρονικών) κυκλωμάτων ελέγχου μεταγωγής. Ταυτόχρονα, εγκαθίστανται είτε απευθείας στους πίνακες τυπωμένων κυκλωμάτων είτε στην ελεύθερη θέση.
Γενική δομή της συσκευής
Τα ρεύματα φορτίου των προϊόντων που χρησιμοποιούνται συνήθως μετρώνται από κλάσματα αμπέρ έως 20 Α ή περισσότερα. Τα κυκλώματα ρελέ είναι ευρέως διαδεδομένα στην ηλεκτρονική πρακτική.
Ο σχεδιασμός του ηλεκτρομαγνητικού ρελέ μετατρέπει τη μαγνητική ροή που παράγεται από την εφαρμοζόμενη τάση AC / DC σε μηχανική δύναμη. Χάρη στη ληφθείσα μηχανική δύναμη, η ομάδα επαφών ελέγχεται.
Ο πιο κοινός σχεδιασμός είναι το σχήμα του προϊόντος, το οποίο περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία:
- συναρπαστικό πηνίο
- πυρήνας χάλυβα
- βασικό πλαίσιο
- ομάδα επαφών.
Ο χαλύβδινος πυρήνας έχει ένα σταθερό μέρος που ονομάζεται βραχίονας rocker και ένα κινητό μέρος με ελατήριο που ονομάζεται άγκυρα.
Στην πραγματικότητα, η άγκυρα συμπληρώνει το κύκλωμα μαγνητικού πεδίου, κλείνοντας το διάκενο αέρα μεταξύ του σταθερού ηλεκτρικού πηνίου και του κινούμενου οπλισμού.
Ο οπλισμός κινείται σε μεντεσέδες ή περιστρέφεται ελεύθερα υπό τη δράση του παραγόμενου μαγνητικού πεδίου. Αυτό κλείνει τις ηλεκτρικές επαφές που είναι προσαρτημένες στη βαλβίδα.
Κατά κανόνα, το ελατήριο επιστροφής που βρίσκεται μεταξύ της δέσμης και του οπλισμού επιστρέφει τις επαφές στην αρχική τους θέση όταν το πηνίο ρελέ απενεργοποιείται.
Η δράση του ηλεκτρομαγνητικού συστήματος ρελέ
Ο απλός κλασικός σχεδιασμός του EMF έχει δύο σειρές ηλεκτρικά αγώγιμων επαφών.
Με βάση αυτό, πραγματοποιούνται δύο καταστάσεις της ομάδας επαφών:
- Κανονικά ανοιχτή επαφή.
- Κανονικά κλειστή επαφή.
Κατά συνέπεια, ένα ζεύγος επαφών ταξινομείται ως κανονικά ανοιχτό (ΟΧΙ) ή, σε διαφορετική κατάσταση, κανονικά κλειστό (NC).
Για ρελέ με κανονικά ανοιχτή θέση των επαφών, η κατάσταση "κλειστή" επιτυγχάνεται μόνο όταν το ρεύμα διέγερσης διέρχεται μέσω του επαγωγικού πηνίου.
Σε μια άλλη εφαρμογή, η κανονικά κλειστή θέση των επαφών παραμένει σταθερή όταν το ρεύμα διέγερσης απουσιάζει στο κύκλωμα πηνίου. Δηλαδή, οι επαφές του διακόπτη επιστρέφουν στην κανονική κλειστή θέση τους.
Επομένως, οι όροι «κανονικά ανοιχτοί» και «κανονικά κλειστοί» πρέπει να αναφέρονται στην κατάσταση των ηλεκτρικών επαφών όταν το πηνίο ρελέ απενεργοποιείται, δηλαδή, η τάση του ρελέ αποσυνδέεται.
Ηλεκτρικές ομάδες επαφών ρελέ
Οι επαφές ρελέ αντιπροσωπεύονται συνήθως από ηλεκτρικά αγώγιμα μεταλλικά στοιχεία που έρχονται σε επαφή μεταξύ τους, κλείνουν το κύκλωμα, ενεργώντας παρόμοια με έναν απλό διακόπτη.
Όταν οι επαφές είναι ανοιχτές, η αντίσταση μεταξύ των κανονικά ανοιχτών επαφών μετριέται με υψηλή τιμή σε μεγαόμ. Αυτό δημιουργεί μια κατάσταση ανοικτού κυκλώματος όταν αποκλείεται η διέλευση ρεύματος στο κύκλωμα πηνίου.
Εάν οι επαφές είναι κλειστές, η αντίσταση επαφής θα πρέπει θεωρητικά να είναι μηδέν - αποτέλεσμα βραχυκυκλώματος.
Ωστόσο, αυτή η κατάσταση δεν σημειώνεται πάντα. Η ομάδα επαφών κάθε μεμονωμένου ρελέ έχει μια ορισμένη αντίσταση επαφής σε κατάσταση "κλειστού". Μια τέτοια αντίσταση ονομάζεται βιώσιμη.
Χαρακτηριστικά της διέλευσης των ρευμάτων φορτίου
Για την πρακτική εγκατάστασης ενός νέου ηλεκτρομαγνητικού ρελέ, η αντίσταση επαφής της εγκλεισμού σημειώνεται ότι είναι μικρή, συνήθως μικρότερη από 0,2 ohms.
Ο λόγος είναι απλός: οι νέες συμβουλές παραμένουν καθαρές μέχρι στιγμής, αλλά με την πάροδο του χρόνου, η αντίσταση του άκρου θα αυξηθεί αναπόφευκτα.
Για παράδειγμα, για επαφές με ρεύμα 10 Α, η πτώση τάσης θα είναι 0,2x10 = 2 βολτ (νόμος του Ohm). Αποδεικνύεται ότι εάν η τάση τροφοδοσίας που παρέχεται στην ομάδα επαφών είναι 12 βολτ, τότε η τάση για το φορτίο θα είναι 10 βολτ (12-2).
Όταν τα μεταλλικά άκρα επαφής φθαρούν, δεν προστατεύονται επαρκώς από υψηλά επαγωγικά ή χωρητικά φορτία, η ζημιά από την επίδραση ενός ηλεκτρικού τόξου καθίσταται αναπόφευκτη.
Ένα ηλεκτρικό τόξο - που πυροδοτεί στις επαφές - οδηγεί σε αύξηση της αντίστασης επαφής των άκρων και, ως εκ τούτου, σε φυσική ζημιά.
Εάν συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε το ρελέ σε αυτήν την κατάσταση, οι συμβουλές επαφής μπορεί να χάσουν εντελώς τη φυσική ιδιότητα της επαφής.
Αλλά υπάρχει ένας πιο σοβαρός παράγοντας όταν, ως αποτέλεσμα ζημιάς από ένα τόξο, οι επαφές συγκολλούνται τελικά, δημιουργώντας μια κατάσταση βραχυκυκλώματος.
Σε τέτοιες περιπτώσεις, δεν αποκλείεται ο κίνδυνος ζημιάς στο κύκλωμα που ελέγχεται από το EMI.
Έτσι, εάν η αντίσταση επαφής αυξηθεί κατά 1 ohm από την επίδραση του ηλεκτρικού τόξου, η πτώση τάσης στις επαφές για το ίδιο ρεύμα φορτίου αυξάνεται σε 1 × 10 = 10 βολτ DC.
Εδώ, το μέγεθος της πτώσης τάσης στις επαφές μπορεί να μην είναι αποδεκτό για το κύκλωμα φορτίου, ειδικά όταν εργάζεστε με τάσεις τροφοδοσίας 12-24 V.
Τύπος υλικού επαφής ρελέ
Προκειμένου να μειωθεί η επίδραση του ηλεκτρικού τόξου και των υψηλών αντιστάσεων, οι άκρες επαφής των σύγχρονων ηλεκτρομηχανικών ρελέ είναι κατασκευασμένες ή επικαλυμμένες με διάφορα κράματα με βάση το ασήμι.
Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατόν να παραταθεί σημαντικά η διάρκεια ζωής της ομάδας επαφών.
Στην πράξη, σημειώνεται η χρήση των ακόλουθων υλικών, με τα οποία υποβάλλονται σε επεξεργασία οι άκρες των ομάδων επαφών ηλεκτρομαγνητικών (ηλεκτρομηχανικών) ρελέ:
- Το Ag είναι ασήμι.
- AgCu - ασήμι-χαλκός;
- AgCdO - οξείδιο αργύρου-καδμίου;
- AgW - ασήμι-βολφράμιο;
- AgNi - ασήμι-νικέλιο;
- AgPd - ασήμι-παλλάδιο.
Η αύξηση της διάρκειας ζωής των άκρων των ομάδων επαφής του ρελέ μειώνοντας τον αριθμό των σχηματισμών ηλεκτρικού τόξου επιτυγχάνεται με τη σύνδεση φίλτρων αντίστασης-πυκνωτή, που ονομάζονται επίσης αποσβεστήρες RC.
Αυτά τα ηλεκτρονικά κυκλώματα συνδέονται παράλληλα με τις ομάδες επαφών ηλεκτρομηχανικών ρελέ. Η κορυφή τάσης, η οποία παρατηρείται τη στιγμή του ανοίγματος των επαφών, με αυτή τη λύση θεωρείται ότι είναι ασφαλώς βραχεία.
Χρησιμοποιώντας αποσβεστήρες RC, είναι δυνατή η καταστολή του ηλεκτρικού τόξου που σχηματίζεται στις άκρες επαφής.
Τυπικός σχεδιασμός επαφών EMR
Εκτός από τις κλασικές επαφές που είναι κανονικά ανοιχτές (ΟΧΙ) και κανονικά κλειστές (NC), οι μηχανισμοί μεταγωγής ρελέ απαιτούν επίσης ταξινόμηση βάσει της δράσης.
Χαρακτηριστικά της εκτέλεσης των συνδετικών στοιχείων
Τα σχέδια ηλεκτρομαγνητικού ρελέ σε αυτήν την εφαρμογή επιτρέπουν μία ή περισσότερες ξεχωριστές επαφές διακόπτη.
Η εκτέλεση των επαφών χαρακτηρίζεται από το ακόλουθο σύνολο συντομογραφιών:
- SPST (Single Pole Single Throw) - μονοπολικό μονοκατευθυντικό.
- SPDT (Single Pole Double Throw) - μονοπολική αμφίδρομη.
- DPST (Διπλός πόλος μονής ρίψης) - διπολική μονοκατευθυντική.
- DPDT (Double Pole Double Throw) - διπολική αμφίδρομη.
Κάθε τέτοιο συνδετικό στοιχείο αναφέρεται ως «πόλος». Οποιοδήποτε από αυτά μπορεί να συνδεθεί ή να επαναρυθμιστεί, ενώ ταυτόχρονα ενεργοποιείται το πηνίο ρελέ.
Λεπτομέρειες της χρήσης συσκευών
Παρά την απλότητα του σχεδιασμού των ηλεκτρομαγνητικών διακοπτών, υπάρχουν μερικές λεπτές πρακτικές της χρήσης αυτών των συσκευών.
Έτσι, οι ειδικοί κατηγορηματικά δεν συνιστούν παράλληλη σύνδεση όλων των επαφών ρελέ προκειμένου να μετακινηθεί το κύκλωμα φορτίου με υψηλό ρεύμα με αυτόν τον τρόπο.
Για παράδειγμα, συνδέστε ένα φορτίο 10 A με παράλληλη σύνδεση δύο επαφών, καθεμία από τις οποίες έχει σχεδιαστεί για ρεύμα 5 A.
Αυτές οι λεπτές λεπτομέρειες εγκατάστασης οφείλονται στο γεγονός ότι οι επαφές των μηχανικών ρελέ δεν κλείνουν ούτε ανοίγουν σε ένα μόνο χρονικό σημείο.
Ως αποτέλεσμα, μία από τις επαφές θα υπερφορτωθεί σε κάθε περίπτωση. Και ακόμη και αν ληφθεί υπόψη η βραχυπρόθεσμη υπερφόρτωση, η πρόωρη βλάβη της συσκευής σε μια τέτοια σύνδεση είναι αναπόφευκτη.
Τα ηλεκτρομαγνητικά προϊόντα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μέρος ηλεκτρικών ή ηλεκτρονικών κυκλωμάτων με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας ως διακόπτες για σχετικά υψηλά ρεύματα και τάσεις.
Ωστόσο, δεν συνιστάται κατηγορηματικά να περνάτε διαφορετικές τάσεις φορτίου μέσω των γειτονικών επαφών μιας συσκευής.
Για παράδειγμα, αλλάξτε τάση εναλλασσόμενου ρεύματος 220 V και DC 24 V. Χρησιμοποιείτε πάντα ξεχωριστά προϊόντα για κάθε επιλογή για να διασφαλίσετε την ασφάλεια.
Τεχνικές προστασίας αντίστροφης τάσης
Ένα σημαντικό μέρος κάθε ηλεκτρομηχανικού ρελέ είναι ένα πηνίο. Αυτό το μέρος σχετίζεται με μια κατηγορία φορτίου υψηλής αυτεπαγωγής επειδή έχει περιέλιξη καλωδίων.
Οποιοδήποτε πηνίο με καλώδιο έχει κάποια αντίσταση που αποτελείται από την επαγωγή L και την αντίσταση R, σχηματίζοντας έτσι ένα κύκλωμα σειράς LR.
Καθώς το ρεύμα ρέει μέσω του πηνίου, δημιουργείται ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Όταν η τρέχουσα ροή στο πηνίο σταματά στη λειτουργία «off», η μαγνητική ροή (θεωρία μετασχηματισμού) αυξάνεται και συμβαίνει EMF υψηλής αντίστροφης τάσης (ηλεκτροκινητική δύναμη).
Αυτή η επαγόμενη τιμή της αντίστροφης τάσης μπορεί να είναι αρκετές φορές μεγαλύτερη από την τάση μεταγωγής.
Κατά συνέπεια, υπάρχει κίνδυνος ζημιάς σε τυχόν εξαρτήματα ημιαγωγών που βρίσκονται δίπλα στο ρελέ. Για παράδειγμα, ένα διπολικό τρανζίστορ εφέ πεδίου χρησιμοποιείται για την παροχή τάσης σε ένα πηνίο ρελέ.
Ένας τρόπος για να αποφευχθεί η ζημιά σε ένα τρανζίστορ ή σε οποιαδήποτε συσκευή ημιαγωγών εναλλαγής, συμπεριλαμβανομένων των μικροελεγκτών, είναι να συνδέσετε μια αντίστροφη μεροληπτική δίοδο στο κύκλωμα πηνίου ρελέ.
Όταν ένα ρεύμα που ρέει μέσω του πηνίου αμέσως μετά το ταξίδι δημιουργεί ένα επαγόμενο πίσω emf, αυτή η αντίστροφη τάση ανοίγει την αντίστροφη μεροληπτική δίοδο.
Η συσσωρευμένη ενέργεια διαχέεται μέσω του ημιαγωγού, η οποία αποτρέπει τη ζημιά στον ημιαγωγό ελέγχου - τρανζίστορ, θυρίστορ, μικροελεγκτή.
Ένας ημιαγωγός που περιλαμβάνεται συχνά σε κύκλωμα πηνίου ονομάζεται επίσης:
- δίοδος σφόνδυλου;
- δίοδος διακλάδωσης
- αντίστροφη δίοδος.
Ωστόσο, δεν υπάρχει μεγάλη διαφορά μεταξύ των στοιχείων. Όλοι τους εκτελούν μία λειτουργία. Εκτός από τη χρήση διόδων με αντίστροφη προκατάληψη, άλλες συσκευές χρησιμοποιούνται επίσης για την προστασία εξαρτημάτων ημιαγωγών.
Οι ίδιες αλυσίδες αποσβεστήρων RC, βαρίστορ μεταλλικού οξειδίου (MOV), διόδους zener.
Σήμανση συσκευών ηλεκτρομαγνητικού ρελέ
Οι τεχνικές ονομασίες που φέρουν μερικές πληροφορίες για τις συσκευές συνήθως αναφέρονται απευθείας στο πλαίσιο της ηλεκτρομαγνητικής συσκευής μεταγωγής.
Αυτός ο χαρακτηρισμός μοιάζει με συντομευμένη συντομογραφία και αριθμητικό σύνολο.
Ένα παράδειγμα σήμανσης σώματος ηλεκτρομηχανικών ρελέ:
RES32 RF4.500.335-01
Αυτή η εγγραφή αποκρυπτογραφείται ως εξής: ηλεκτρομαγνητικό ρελέ χαμηλού ρεύματος, 32 σειρές, που αντιστοιχεί στην εκτέλεση σύμφωνα με το διαβατήριο της Ρωσικής Ομοσπονδίας 4.500.335-01.
Ωστόσο, τέτοιες ονομασίες είναι σπάνιες. Πιο κοινές συντομευμένες επιλογές χωρίς ρητή ένδειξη του GOST:
RES 32 335-01
Επίσης, όχι το πλαίσιο (στη θήκη) της συσκευής είναι η ημερομηνία παραγωγής και ο αριθμός παρτίδας. Για περισσότερες πληροφορίες, ανατρέξτε στο φύλλο δεδομένων προϊόντος. Κάθε συσκευή ή παρτίδα συμπληρώνεται με διαβατήριο.
Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο σχετικά με το θέμα
Το βίντεο μιλάει για το πώς λειτουργεί η ηλεκτρομηχανική ηλεκτρονική μεταγωγής. Οι λεπτές αποχρώσεις των δομών, τα χαρακτηριστικά των συνδέσεων και άλλες λεπτομέρειες επισημαίνονται σαφώς:
Τα ηλεκτρομηχανικά ρελέ έχουν χρησιμοποιηθεί ως ηλεκτρονικά εξαρτήματα εδώ και αρκετό καιρό. Ωστόσο, αυτός ο τύπος συσκευών εναλλαγής μπορεί να θεωρηθεί παρωχημένος. Οι μηχανικές συσκευές αντικαθίστανται όλο και περισσότερο από πιο σύγχρονες συσκευές - καθαρά ηλεκτρονικές. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι ρελέ στερεάς κατάστασης.
Έχετε απορίες, βρείτε σφάλματα ή έχετε ενδιαφέροντα γεγονότα σχετικά με το θέμα που μπορείτε να μοιραστείτε με τους επισκέπτες του ιστότοπού μας; Αφήστε τα σχόλιά σας, κάντε ερωτήσεις, μοιραστείτε την εμπειρία σας στην ενότητα συνδέσμων κάτω από το άρθρο.
Καλησπέρα Μπορείτε να μου πείτε - ποιοι είναι οι τρόποι για την καταστολή των παρεμβολών από τη λειτουργία ρελέ;
Καλησπέρα, Ρομά. Η καταπολέμηση των παρεμβολών είναι μια ξεχωριστή ιστορία που ουσιαστικά δεν επηρεάζεται από το PUE.
Το ρελέ δημιουργεί ηλεκτρομαγνητικά κύματα κατά το κλείσιμο / άνοιγμα επαφών. Τα πολλαπλασιαστικά κύματα προκαλούν EMF στα καλώδια, μεταλλικές κατασκευές από τις οποίες περνούν. Επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω ότι ένα ενεργοποιημένο ρελέ ξεκινά μια αλυσίδα "γεγονότων" που τελειώνει με την έναρξη του εξοπλισμού ισχύος, ξεκινώντας ρεύματα, τα οποία παράγουν επίσης ηλεκτρομαγνητικά κύματα.
Είναι δυνατό να προστατευθεί και να καταστείλει τις παρεμβολές αυτής της φύσης συγκεντρώνοντας το ρελέ σε ξεχωριστά πάνελ, μακριά από συσκευές, εξοπλισμό, στα οποία μπορούν να βλάψουν τα κύματα. Τα περιβλήματα της ασπίδας πρέπει να είναι γειωμένα. Τα καλώδια ελέγχου, τα καλώδια λειτουργικών κυκλωμάτων, τα οποία απειλούνται από παρεμβολές, πρέπει να έχουν προστατευτικό περίβλημα, πλεξούδα, θωράκιση, τα οποία είναι γειωμένα. Τα καλώδια τροφοδοσίας και ελέγχου που τοποθετούνται στα κτίρια απλώνονται.
Οι οργανισμοί σχεδιασμού που εμπλέκονται στην παροχή ηλεκτρικού ρεύματος έχουν τμήματα που μελετούν τα θέματα της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας των ηλεκτρικών δικτύων, των δικτύων επικοινωνίας, του αυτοματισμού κ.λπ.
Επισυνάπτεται ένα στιγμιότυπο οθόνης των στοιχείων EMP που σχετίζονται με τις παραλαβές και μια λίστα των GOST που περιέχουν ζητήματα καταπολέμησης των παρεμβολών.