Sähkömagneettinen rele: laite, merkinnät, kytkentä- ja säätötyypit + yksityiskohdat

Sähkösignaalien muuntaminen vastaavaksi fysikaaliseksi määräksi - liike, voima, ääni jne. - suoritetaan taajuusmuuttajien avulla. Taajuusmuuttaja olisi luokiteltava muuntimeksi, koska tämä laite muuttaa yhden tyyppisen fyysisen määrän toiseksi.

Taajuusmuuttaja aktivoidaan tai ohjataan yleensä pienjännitekomennolla. Se luokitellaan lisäksi binääriseksi tai jatkuvaksi laitteeksi stabiilien tilojen lukumäärän perusteella. Joten, sähkömagneettinen rele on binaarikäyttö, kun otetaan huomioon kaksi olemassa olevaa vakaata tilaa: päälle - pois.

Esitetyssä artikkelissa käsitellään yksityiskohtaisesti sähkömagneettisen releen toimintaperiaatteita ja laitteiden käytön laajuutta.

Ajamisen perusteet

Termi "rele" on ominaista laitteille, jotka tarjoavat sähköisen yhteyden kahden tai useamman pisteen välillä ohjaussignaalin kautta.

Yleisin ja laajemmin käytetty sähkömagneettisen releen tyyppi (EMR) on sähkömekaaninen suunnittelu.

Se näyttää yhdeltä suunnittelulta laajasta tuotevalikoimasta, nimeltään sähkömagneettisiksi releiksi. Tässä näkyy suljettu versio mekanismista, jossa on läpinäkyvä pleksilasi.

Kaikkien laitteiden perusohjausjärjestelmä tarjoaa aina mahdollisuuden ottaa käyttöön ja poistaa käytöstä. Helpoin tapa suorittaa nämä vaiheet on käyttää virtalukko-kytkintä.

Käsikäyttöisiä kytkimiä voidaan käyttää ohjaukseen, mutta niillä on haittoja. Niiden ilmeinen haitta on tilojen “päällä” tai “pois käytöstä” asettaminen fyysisesti, toisin sanoen manuaalisesti.

Manuaaliset kytkentälaitteet ovat pääsääntöisesti suurikokoisia, viivästyneitä toimilaitteita, jotka kykenevät vaihtamaan pieniä virtauksia.

Manuaalinen kytkentämekanismi on ”etäinen suhteellinen” sähkömagneettisia releitä. Se tarjoaa saman toiminnallisuuden - työlinjojen vaihtamisen, mutta sitä ohjataan yksinomaan käsin

Samaan aikaan sähkömagneettisia releitä edustavat pääosin sähköisesti ohjatut kytkimet. Laitteilla on erilainen muoto, mitat ja ne jaetaan nimellistehotasolla. Niiden soveltamismahdollisuudet ovat laajat.

Tällaiset laitteet, jotka on varustettu yhdellä tai useammalla kosketinparilla, voidaan sisällyttää yhdeksi suurempien tehotoimilaitteiden - kontaktorien - malliin, joita käytetään verkkojännitteen tai korkeajännitelaitteiden kytkemiseen.

EMR: n toiminnan perusperiaatteet

Perinteisesti sähkömagneettisia releitä käytetään osana sähköisiä (elektronisia) kytkentäohjauspiirejä. Samanaikaisesti ne asennetaan joko suoraan piirilevyille tai vapaaseen asentoon.

Laitteen yleinen rakenne

Käytettyjen tuotteiden kuormitusvirrat mitataan yleensä ampeerin fraktioista 20 A: seen tai enemmän. Relepiirit ovat yleisesti käytettyjä sähköisessä käytännössä.

Eri kokoonpanon mukaiset laitteet, jotka on tarkoitettu asennettaviksi elektronisille piirilevyille tai suoraan erikseen asennettavana laitteena

Sähkömagneettisen releen rakenne muuntaa sovelletun vaihto- / tasavirtajännitteen tuottaman magneettisen vuon mekaaniseksi voimaksi. Saatujen mekaanisten voimien ansiosta kontaktiryhmää ohjataan.

Yleisin muotoilu on tuotteen muoto, joka sisältää seuraavat komponentit:

• jännittävä kela;
• teräsydin;
• perusrunko;
• yhteysryhmä.

Teräsydämessä on kiinteä osa, jota kutsutaan keinuvipuksi, ja liikkuva jousikuormitettu osa, jota kutsutaan ankkuriksi.

Itse asiassa ankkuri täydentää magneettikenttäpiiriä sulkemalla paikallaan olevan sähkökelan ja liikkuvan ankkurin välisen ilmaraon.

Suunnittelun yksityiskohtainen asettelu: 1 - vääntöjousi; 2 - metalliydin; 3 - ankkuri; 4 - normaalisti suljettu kosketin; 5 - normaalisti avoin kosketin; 6 - yleinen kontakti; 7 - kuparilangan kela; 8 - rokkari

Ankkuri liikkuu saranoilla tai pyörii vapaasti muodostetun magneettikentän vaikutuksesta. Tämä sulkee venttiiliin kiinnitetyt sähkökoskettimet.

Palkin ja ankkurin välissä olevat palautusjouset / paluujouset palauttavat pääsääntöisesti koskettimet alkuperäiseen asentoonsa, kun relekelan virta katkaistaan.

Releen sähkömagneettisen järjestelmän toiminta

EMF: n yksinkertaisessa klassisessa suunnittelussa on kaksi sarjaa sähköä johtavia koskettimia.

Tämän perusteella toteutetaan kaksi kontaktiryhmän tilaa:

1. Normaalisti avoin kontakti.
2. Normaalisti suljettu kosketin.

Vastaavasti kosketinpari luokitellaan normaalisti avoimeksi (NO) tai, ollessa eri tilassa, normaalisti kiinni (NC).

Releissä, joissa koskettimien normaalisti avoin sijainti, tila "suljettu" saavutetaan vain, kun viritysvirta kulkee induktiivisen kelan läpi.

Yksi kahdesta mahdollisesta vaihtoehdosta oletusyhteystietoryhmän asettamiseksi. Tässä "oletus" kelan virransäästötilassa asetetaan normaalisti suljettu (suljettu) asento

Toisessa suoritusmuodossa koskettimien normaalisti suljettu asento pysyy vakiona, kun viritysvirta puuttuu kelapiirissä. Eli kytkimen kosketimet palautuvat normaaliin suljettuun asentoon.

Siksi termien “normaalisti avoin” ja “normaalisti kiinni” tulisi viitata sähkökoskettimien tilaan, kun relekela on kytketty pois päältä, ts. Releen jännite on kytketty irti.

Sähkörelereleiden ryhmät

Relekoskettimia edustavat yleensä sähköä johtavat metalliosat, jotka ovat kosketuksissa toisiinsa, sulkevat virtapiirin toimimalla samalla tavalla kuin yksinkertainen kytkin.

Kun koskettimet ovat auki, normaalisti avoimien koskettimien välinen resistanssi mitataan korkealla arvolla megaohmeina. Tämä luo avoimen piirin tilan, kun virran kulku kelapiirissä on poissuljettu.

Minkä tahansa avoimessa tilassa olevan sähkömekaanisen kytkimen kontaktiryhmällä on useiden satojen megaohmien vastus. Tämän vastusarvon arvo voi vaihdella hieman malleittain.

Jos koskettimet ovat kiinni, kosketusresistanssin tulisi teoriassa olla nolla - oikosulun tulos.

Tätä ehtoa ei kuitenkaan aina huomioida. Kunkin yksittäisen releen kontaktiryhmällä on tietty kosketusvastus "suljetussa" tilassa. Tällaista vastustusta kutsutaan kestäväksi.

Kuormavirtojen kulun ominaisuudet

Uuden sähkömagneettisen releen asentamista varten sisääntulon kontaktiresistanssin todetaan olevan pieni, yleensä alle 0,2 ohmia.

Syy on yksinkertainen: uudet kärjet ovat toistaiseksi puhtaat, mutta kärjen vastus kasvaa väistämättä ajan myötä.

Esimerkiksi koskettimille, joiden virta on alle 10 A, jännitehäviö on 0,2x10 = 2 volttia (Ohmin laki). Osoittautuu, että jos kontaktiryhmään syötetään syöttöjännite 12 volttia, niin kuorman jännite on 10 volttia (12-2).

Kun kosketusmetallikärjet ovat kuluneet, koska ne eivät ole riittävän suojattuja suurilta induktiivisilta tai kapasitiivisilta kuormituksilta, sähkökaarin vaikutuksesta aiheutuvat vauriot ovat väistämättömiä.

Sähkökaari yhdessä sähkömekaanisen kytkentälaitteen koskettimien kanssa. Tämä on yksi syy vahingoittaa yhteysryhmää, jos asianmukaisia ​​toimenpiteitä ei ole.

Sähkökaari - kipinöinti koskettimissa - johtaa kärkien kosketusvastuksen lisääntymiseen ja seurauksena fyysisiin vaurioihin.

Jos jatkat releen käyttöä tässä tilassa, kosketusvinkit voivat kokonaan menettää kontaktin fyysisen ominaisuuden.

Mutta on vakavampi tekijä, kun kaarivaurion seurauksena koskettimet hitsaavat lopulta oikosulun.

Tällaisissa tilanteissa EMI: n ohjaaman piirin vaurioitumisriskiä ei voida sulkea pois.

Joten, jos kosketusvastus kasvaa 1 ohmilla sähkökaarin vaikutuksesta, jännitteen pudotus saman kuormitusvirran koskettimien yli nousee arvoon 1 x 10 = 10 volttia DC.

Tässä jännitteen pudotuksen suuruus koskettimien välillä ei ehkä ole hyväksyttävä kuormapiirille, varsinkin kun työskennellään 12 - 24 V: n syöttöjännitteillä.

Relekoskettimen tyyppi

Sähkökaarin ja korkeiden resistanssien vaikutuksen vähentämiseksi nykyaikaisten sähkömekaanisten releiden kosketuskärjet valmistetaan tai päällystetään erilaisilla hopeapohjaisilla seoksilla.

Tällä tavoin on mahdollista pidentää merkittävästi kontaktiryhmän ikää.

Sähkömekaanisten kytkentälaitteiden kosketuslevyjen kärjet. Tässä on vaihtoehtoja hopeoidulle kärjelle. Tällainen pinnoite vähentää vahinkokerrointa.

Käytännössä todetaan seuraavien materiaalien käyttö, joiden avulla sähkömagneettisten (sähkömekaanisten) releiden kontaktiryhmien kärjet käsitellään:

• Ag on hopea;
• AgCu - hopea-kupari;
• AgCdO - hopea-kadmiumoksidi;
• AgW - hopea-volframi;
• AgNi - hopea-nikkeli;
• AgPd - hopea-palladium.

Releen kontaktiryhmien kärkien käyttöiän pidentäminen vähentämällä sähkökaarimuodostelmien lukumäärää saavutetaan kytkemällä resistiiviset kondensaattorisuodattimet, joita kutsutaan myös RC-vaimentimiksi.

Nämä elektroniset piirit on kytketty rinnakkain sähkömekaanisten releiden kontaktiryhmien kanssa. Jännitehuippu, joka havaitaan koskettimien avaamishetkellä, tällä ratkaisulla näyttää turvalliselta lyhyeltä.

RC-vaimentimien avulla on mahdollista vaimentaa kosketinkärkiin muodostuva sähkökaari.

Tyypillinen EMR-kontaktisuunnittelu

Klassisten normaalisti avoimien (NO) ja normaalisti suljettujen (NC) koskettimien lisäksi relekytkimen mekaniikka vaatii myös luokituksen toiminnan perusteella.

Yhdistävien elementtien toteuttamisen ominaisuudet

Tässä suoritusmuodossa sähkömagneettiset relemallit sallivat yhden tai useamman erillisen kytkinkoskettimen.

Tästä näyttää SPST: lle teknisesti konfiguroitu laite - yksinapainen ja yksisuuntainen. Myös muita vaihtoehtoja on saatavana.

Yhteystietojen suorittamiselle on tunnusomaista seuraava lyhennysryhmä:

• SPST (Single Pole Single Throw) - yksinapainen yksisuuntainen;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - yksinapainen kaksisuuntainen;
• DPST (Double Pole Single Throw) - kaksisuuntainen yksisuuntainen;
• DPDT (Double Pole Double Throw) - kaksisuuntainen kaksisuuntainen.

Jokaiseen tällaiseen liitoselementtiin viitataan “navalla”. Mikä tahansa niistä voidaan kytkeä tai nollata samalla, kun relekela aktivoidaan samanaikaisesti.

Laitteiden käytön yksityiskohdat

Huolimatta sähkömagneettisten kytkimien suunnittelun yksinkertaisuudesta, näiden laitteiden käytännössä on joitain hienouksia.

Joten asiantuntijat eivät kategorisesti suosittele kaikkien relekoskettimien kytkemistä rinnakkain, jotta kuormapiiri voitaisiin kommutoida tällä tavalla suurella virralla.

Yhdistä esimerkiksi 10 A: n kuorma kytkemällä rinnakkain kaksi kosketinta, joista kukin on suunniteltu 5 A: n virralle.

Nämä asennuksen yksityiskohdat johtuvat siitä, että mekaanisten releiden koskettimet eivät koskaan sulkeudu tai avaudu yhdessä ajankohdassa.

Seurauksena on, että yksi kontakteista ylikuormittuu joka tapauksessa. Ja jopa lyhytaikainen ylikuormitus huomioon ottaen, laitteen ennenaikainen vikaantuminen tällaisessa yhteydessä on väistämätöntä.

Virheellinen toiminta samoin kuin releen kytkeminen vahvistettujen asennussääntöjen ulkopuolelle päättyy yleensä tähän tulokseen. Lähes kaikki sisältö palasi sisälle

Sähkömagneettisia tuotteita voidaan käyttää osana sähkö- tai elektroniikkapiirejä, joiden energiankulutus on alhainen, kytkiminä suhteellisen suurille virroille ja jännitteille.

Tietysti ei kuitenkaan suositella kuljettamaan erilaisia ​​kuormajännitteitä yhden laitteen vierekkäisten koskettimien läpi.

Kytke esimerkiksi vaihtojännite 220 V ja tasavirta 24 V. Käytä aina erillisiä tuotteita jokaiselle lisävarusteelle turvallisuuden varmistamiseksi.

Käänteinen jännitesuojaustekniikat

Tärkeä osa kaikkia sähkömekaanisia releitä on kela. Tämä osa liittyy korkeaan induktanssikuormitusluokkaan, koska siinä on lankakäämi.

Millä tahansa lankakelatulla kelalla on jonkin verran impedanssia, joka koostuu induktanssista L ja resistanssista R, jolloin muodostuu sarjapiiri LR.

Kun virta virtaa kelan läpi, syntyy ulkoinen magneettikenttä. Kun virtavirta käämissä pysähtyy “pois” -tilassa, magneettinen vuoto (muuntoteoria) kasvaa ja tapahtuu korkea käänteinen jännite EMF (sähkömoottorivoima).

Tämä käänteisen jännitteen indusoima arvo voi olla useita kertoja suurempi kuin kytkentäjännite.

Vastaavasti releen vieressä olevat puolijohdekomponentit voivat vaurioitua. Esimerkiksi bipolaarinen tai kenttävaikutteinen transistori, jota käytetään jännitteen syöttämiseen relekelaan.

Piirivaihtoehdot, joiden ansiosta puolijohteiden ohjauselementit on suojattu - bipolaariset ja kenttätehoiset transistorit, mikropiirit, mikro-ohjaimet

Yksi tapa estää transistorin tai minkä tahansa kytkentäpuolijohdelaitteen, mukaan lukien mikro-ohjaimet, vaurioituminen on kytkeä käänteisesti esijännitetty diodi releen kelapiiriin.

Kun virta, joka virtaa kelan läpi heti laukaisun jälkeen, generoi indusoidun takaisinemf, tämä käänteisjännite avaa käänteisesti esijännitetyn diodin.

Kertynyt energia häviää puolijohteen kautta, mikä estää ohjauspuolijohteen - transistorin, tiristorin, mikrokontrollerin - vaurioitumisen.

Puolijohdetta, joka sisältyy usein kelapiiriin, kutsutaan myös:

• vauhtipyörän diodi;
• shuntidiodi;
• käänteinen diodi.

Elementtien välillä ei kuitenkaan ole paljon eroa. Kaikki ne suorittavat yhden toiminnon. Kääntöpoikkeamalla käytettävien diodien käytön lisäksi puolijohdekomponentteja suojataan myös muilla laitteilla.

Samat RC-vaimentimien ketjut, metallioksidivaristorit (MOV), zener-diodit.

Sähkömagneettisten relelaitteiden merkinnät

Tekniset nimitykset, joissa on osittaisia ​​tietoja laitteista, on yleensä merkitty suoraan sähkömagneettisen kytkentälaitteen runkoon.

Tämä nimitys näyttää lyhennetyltä lyhennelmältä ja numeeriselta joukolta.

Jokainen sähkömekaaninen kytkentälaite on perinteisesti merkitty. Alustassa tai alustassa käytetään suunnilleen samoja merkistöjä ja numeroita, jotka osoittavat tietyt parametrit

Esimerkki sähkömekaanisten releiden rungon merkinnöistä:

RES32 RF4.500.335-01

Tietue salataan seuraavasti: heikkovirtainen sähkömagneettinen rele, 32-sarja, joka vastaa Venäjän federaation passin 4.500.335-01 mukaista suoritusta.

Tällaiset nimitykset ovat kuitenkin harvinaisia. Yleisimmät lyhennetyt vaihtoehdot ilman nimenomaista ilmoitusta GOST:

RES 32 335-01

Laitteen runko (kotelossa) ei myöskään ole valmistuspäivämäärä ja eränumero. Lisätietoja on tuotesivulla. Jokaisella laitteella tai erällä on passi.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Videossa puhutaan suositusta siitä, kuinka sähkömekaaninen kytkentäelektroniikka toimii. Rakenteiden hienovaraisuus, yhteyksien ominaisuudet ja muut yksityiskohdat huomioidaan selvästi:

Sähkömekaanisia releitä on käytetty elektronisina komponenteina jo jonkin aikaa. Tämän tyyppisiä kytkentälaitteita voidaan kuitenkin pitää vanhentuneina. Mekaaniset laitteet korvataan yhä enemmän nykyaikaisemmilla laitteilla - puhtaasti elektronisilla. Yksi sellainen esimerkki on puolijohdereleet.

Onko sinulla kysymyksiä, löydä vikoja tai onko mielenkiintoisia faktoja aiheesta, josta voit kertoa sivustomme vierailijoille? Jätä kommenttisi, kysy kysymyksiä, jaa kokemuksesi artikkelin alla olevassa linkkiosiossa.