Elektromagnetinė relė: įtaisas, žymėjimas, jungimo ir reguliavimo subtilybės bei subtilybės

Elektros signalų konvertavimas į atitinkamą fizinį dydį - judesį, jėgą, garsą ir tt - atliekamas naudojant pavaras. Pavara turėtų būti klasifikuojama kaip keitiklis, nes šis prietaisas keičia vieno tipo fizinius dydžius į kitus.

Pavara paprastai įjungiama arba valdoma žemos įtampos komandos signalu. Remiantis stabilių būsenų skaičiumi, jis papildomai klasifikuojamas kaip dvejetainis ar ištisinis įrenginys. Taigi, atsižvelgiant į dvi esamas stabilias sąlygas: įjungta - išjungta, elektromagnetinė relė yra dvejetainė pavara.

Pateiktame straipsnyje išsamiai aptariami elektromagnetinės relės veikimo principai ir prietaisų naudojimo sritis.

Važiavimo pagrindai

Terminas "relė" būdingas įtaisams, kurie per valdymo signalą užtikrina elektrinį ryšį tarp dviejų ar daugiau taškų.

Labiausiai paplitęs ir plačiausiai naudojamas elektromagnetinės relės (EMR) tipas yra elektromechaninė konstrukcija.

Tai atrodo kaip vienas dizainas iš daugybės produktų, vadinamų elektromagnetinėmis relėmis. Parodytas uždaras mechanizmo variantas, naudojant skaidrų plexiglass dangtelį.

Pagrindinė bet kurios įrangos valdymo schema visada suteikia galimybę ją įjungti ir išjungti. Lengviausias būdas atlikti šiuos veiksmus yra naudoti maitinimo blokavimo jungiklį.

Rankinio valdymo jungikliai gali būti naudojami valdymui, tačiau jie turi trūkumų. Akivaizdus jų trūkumas yra būsenų „įjungta“ arba „išjungta“ nustatymas fiziškai, tai yra rankiniu būdu.

Rankiniai perjungimo įtaisai, kaip taisyklė, yra didelio dydžio, atidėto veikimo įtaisai, galintys perjungti mažas sroves.

Rankinis perjungimo mechanizmas yra „tolimas giminaitis“ elektromagnetinės relės. Tai suteikia tą patį funkcionalumą - darbo linijų perjungimą, tačiau valdoma tik rankomis

Tuo tarpu elektromagnetines reles daugiausia atstovauja elektra valdomi jungikliai. Įrenginiai turi skirtingas formas, matmenis ir yra padalijami iš vardinės galios lygio. Jų taikymo galimybės yra plačios.

Tokie įtaisai, turintys vieną ar daugiau kontaktų porų, gali būti integruoti į vieną didesnių galios pavarų konstrukciją - kontaktorius, kurie naudojami tinklo įtampai ar aukštos įtampos įtaisams perjungti.

Pagrindiniai EMR darbo principai

Tradiciškai elektromagnetinio tipo relės yra naudojamos kaip elektrinių (elektroninių) perjungimo valdymo grandinių dalis. Tuo pačiu metu jie montuojami tiesiai ant spausdintinių plokščių arba laisvoje padėtyje.

Bendroji prietaiso struktūra

Naudojamų gaminių apkrovos srovės paprastai matuojamos nuo amperų frakcijų iki 20 A ar daugiau. Relių grandinės yra plačiai paplitusios elektroninėje praktikoje.

Įvairios konfigūracijos įrenginiai, skirti montuoti ant elektroninių plokščių arba tiesiogiai kaip atskirai montuojamas įrenginys

Elektromagnetinės relės dizainas paverčia veikiamos kintamos / nuolatinės įtampos generuojamą magnetinį srautą mechanine jėga. Gautos mechaninės jėgos dėka kontroliuojama kontaktinė grupė.

Labiausiai paplitęs dizainas yra gaminio forma, kurią sudaro šie komponentai:

• jaudinanti ritė;
• plieno šerdis;
• pagrindinė važiuoklė;
• kontaktinė grupė.

Plieninė šerdis turi fiksuotą dalį, vadinamą rokerio rankena, ir judančią spyruoklinę dalį, vadinamą inkaru.

Tiesą sakant, inkaras papildo magnetinio lauko grandinę, uždarydamas oro tarpą tarp nejudančios elektrinės ritės ir judančios armatūros.

Išsamus projekto išdėstymas: 1 - pynimo spyruoklė; 2 - metalinė šerdis; 3 - inkaras; 4 - paprastai uždaras kontaktas; 5 - paprastai atviras kontaktas; 6 - bendras kontaktas; 7 - vario vielos ritė; 8 - rokeris

Armatūra juda vyriais arba laisvai sukasi veikdama sukuriamą magnetinį lauką. Tai uždaro elektrinius kontaktus, pritvirtintus prie vožtuvo.

Paprastai grįžtamoji spyruoklė (-ės), esanti (-ios) tarp sijos ir armatūros, grąžina kontaktus į pradinę padėtį, kai relės ritė yra išjungta.

Relinės elektromagnetinės sistemos veikimas

Paprastas klasikinis EMF dizainas turi du elektrai laidžių kontaktų rinkinius.

Remiantis tuo, realizuojamos dvi kontaktinės grupės būsenos:

1. Paprastai atviras kontaktas.
2. Paprastai uždaras kontaktas.

Atitinkamai, kontaktų pora klasifikuojama kaip paprastai atvira (NO) arba, esant kitai būklei, paprastai uždara (NC).

Relėms, kurių kontaktų padėtis paprastai yra atvira, būsena „uždaryta“ pasiekiama tik tada, kai sužadinimo srovė praeina per indukcinę ritę.

Viena iš dviejų galimų numatytosios adresatų grupės nustatymo parinkčių. Esant išjungtai „numatytosios“ ritės būsenai, nustatoma įprastai uždara (uždara) padėtis

Kitame įgyvendinimo variante paprastai uždara kontaktų padėtis išlieka pastovi, kai ritės kontūre nėra sužadinimo srovės. Tai yra, jungiklio kontaktai grįžta į įprastą uždarą padėtį.

Todėl terminai „paprastai atidaromi“ ir „paprastai uždaromi“ turėtų reikšti elektrinių kontaktų būseną, kai relės ritė yra išjungta, ty relės įtampa yra atjungta.

Elektros relių kontaktinės grupės

Relių kontaktai paprastai vaizduojami elektrai laidžiais metaliniais elementais, kurie liečiasi vienas su kitu, uždaro grandinę, veikdami panašiai kaip paprastas jungiklis.

Kai kontaktai yra atviri, pasipriešinimas tarp paprastai atvirų kontaktų matuojamas aukšta megaohmų verte. Tai sukuria atviros grandinės būklę, kai neleidžiama praeiti srovei ritės kontūre.

Bet kurio elektromechaninio jungiklio, veikiančio atviruoju režimu, kontaktinė grupė turi kelių šimtų megaohmų varžą. Šio atsparumo vertė skirtinguose modeliuose gali šiek tiek skirtis.

Jei kontaktai uždaryti, kontaktinė varža teoriškai turėtų būti lygi nuliui - trumpojo jungimo rezultatas.

Tačiau ši sąlyga ne visada pažymima. Kiekvienos relės kontaktinė grupė turi tam tikrą kontaktinį pasipriešinimą „uždarytoje“ būsenoje. Toks pasipriešinimas vadinamas tvariu.

Apkrovos srovių praleidimo ypatybės

Praktikoje montuojant naują elektromagnetinę relę, pažymima, kad įtraukimo kontaktinė varža yra maža, paprastai mažesnė nei 0,2 omai.

Priežastis paprasta: nauji antgaliai iki šiol išlieka švarūs, tačiau laikui bėgant antgalio atsparumas neišvengiamai padidės.

Pavyzdžiui, kontaktams, kurių srovė yra 10 A, įtampos kritimas bus 0,2x10 = 2 voltai (Ohmo dėsnis). Pasirodo, jei kontaktinei grupei tiekiama maitinimo įtampa yra 12 voltų, tada apkrovos įtampa bus 10 voltų (12-2).

Kai kontaktiniai metaliniai antgaliai yra susidėvėję ir nėra tinkamai apsaugoti nuo didelių indukcinių ar talpinių apkrovų, elektrinio lanko poveikis gali būti neišvengiamas.

Elektrinis lankas ant vieno iš elektromechaninio perjungimo įtaiso kontaktų. Nesant tinkamų priemonių, tai yra viena iš kontaktinės grupės žalos priežasčių.

Elektrinis lankas, kibirkščiantis prie kontaktų, padidina antgalių kontaktinį pasipriešinimą ir dėl to gali padaryti fizinę žalą.

Jei ir toliau naudosite relę tokioje būsenoje, kontaktų patarimai gali visiškai prarasti fizinę kontakto savybę.

Tačiau yra rimtesnis veiksnys, kai, pažeidus lanką, kontaktai galų gale suvirinami ir susidaro trumpojo jungimo sąlygos.

Tokiomis aplinkybėmis neatmetama EMI kontroliuojamos grandinės sugadinimo rizika.

Taigi, jei kontaktinis pasipriešinimas padidėjo 1 omu nuo elektros lanko įtakos, tos pačios apkrovos srovės kontaktų įtampos kritimas padidėja iki 1 × 10 = 10 voltų DC.

Čia įtampos kritimo per kontaktus dydis gali būti nepriimtinas apkrovos grandinei, ypač kai dirbama su 12–24 V maitinimo įtampa.

Relės kontaktinės medžiagos tipas

Siekiant sumažinti elektros lanko ir didelių varžų įtaką, šiuolaikinių elektromechaninių relių kontaktiniai antgaliai yra pagaminti arba padengti įvairiais sidabro pagrindu pagamintais lydiniais.

Tokiu būdu įmanoma žymiai prailginti kontaktinės grupės gyvenimą.

Elektromechaninių perjungimo įtaisų kontaktinių plokštelių patarimai. Čia yra sidabruotų patarimų parinktys. Tokia danga sumažina žalos faktorių.

Praktiškai atkreipiamas dėmesys į šių medžiagų naudojimą, su kuriomis apdorojami elektromagnetinių (elektromechaninių) relių kontaktinių grupių patarimai:

• Ag yra sidabras;
• AgCu - sidabro-vario;
• AgCdO - sidabro-kadmio oksidas;
• AgW - sidabro-volframas;
• AgNi - sidabro-nikelio;
• AgPd - sidabro-paladžio.

Relės kontaktinių grupių galiukų tarnavimo laiko pailginimas sumažinant elektros lanko formacijų skaičių pasiekiamas sujungiant varžos-kondensatoriaus filtrus, dar vadinamus RC slopintuvais.

Šios elektroninės grandinės yra sujungtos lygiagrečiai su elektromechaninių relių kontaktinėmis grupėmis. Įtampos pikas, kuris stebimas kontaktų atidarymo momentu, su šiuo sprendimu yra saugiai trumpas.

Naudojant RC sklendes, galima slopinti elektros lanką, kuris susidaro ant kontaktų antgalių.

Tipiškas EMR kontakto dizainas

Be klasikinių paprastai atvirų (NO) ir normaliai uždarų (NC) kontaktų, relių perjungimo mechanikams taip pat reikia klasifikavimo pagal veikimą.

Jungiamųjų elementų vykdymo ypatybės

Elektromagnetinės relės konstrukcija šiame variante leidžia naudoti vieną ar daugiau atskirų jungiklių kontaktų.

Štai kaip atrodo įrenginys, sukonfigūruotas SPST - vienpolis ir vienkryptis. Taip pat yra ir kitų variantų.

Kontaktų vykdymas apibūdinamas tokiu santrumpų rinkiniu:

• SPST (Single Pole Single Throw) - vienpolis vienkryptis;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - vienpolis dvikryptis;
• DPST (Double Pole Single Throw) - dvipolis vienkryptis;
• DPDT (Double Pole Double Throw) - dvipolis dvikryptis.

Kiekvienas toks jungiamasis elementas yra vadinamas „poliu“. Bet kurį iš jų galima prijungti arba atkurti iš naujo, tuo pačiu metu įjungiant relės ritę.

Prietaisų naudojimo subtilybės

Nepaisant elektromagnetinių jungiklių projektavimo paprastumo, yra keletas šių prietaisų naudojimo praktikos subtilybių.

Taigi ekspertai kategoriškai nerekomenduoja sujungti visų relių kontaktų lygiagrečiai, kad tokiu būdu būtų pakeista apkrovos grandinė su didele srove.

Pavyzdžiui, prijunkite 10 A apkrovą lygiagrečiai sujungdami du kontaktus, kurių kiekvienas yra skirtas 5 A srovei.

Šios montavimo subtilybės yra susijusios su tuo, kad mechaninių relių kontaktai niekada neužsidaro ir neatsiverčia vienu metu.

Todėl bet kuriuo atveju vienas iš kontaktų bus perkrautas. Ir net atsižvelgiant į trumpalaikę perkrovą, neišvengiamas priešlaikinis prietaiso gedimas tokiame ryšyje.

Netinkamas veikimas, taip pat relės prijungimas už nustatytų įrengimo taisyklių ribų, paprastai baigiasi tokiu rezultatu. Beveik visas turinys sudegė viduje

Elektromagnetiniai gaminiai gali būti naudojami kaip elektros ar elektroninės grandinės, sunaudojančios mažai energijos, dalis, kaip jungikliai santykinai didelėms srovėms ir įtampoms.

Tačiau kategoriškai nerekomenduojama perduoti skirtingos apkrovos įtampos per gretimus to paties prietaiso kontaktus.

Pvz., Perjunkite 220 V kintamąją įtampą ir 24 V DC. Kad užtikrintumėte saugumą, naudokite kiekvieną atskirą gaminį.

Atbulinės įtampos apsaugos būdai

Svarbi bet kurios elektromechaninės relės dalis yra ritė. Ši dalis yra susijusi su didelės induktyvumo apkrovos kategorija, nes ji turi vielos apviją.

Bet kuri vieliniai suvynioti ritiniai turi tam tikrą varžą, susidedančią iš induktyvumo L ir varžos R, tokiu būdu sudarydami nuosekliąją grandinę LR.

Kai srovė teka per ritę, sukuriamas išorinis magnetinis laukas. Kai srovės srautas ritėje sustoja „išjungimo“ režimu, padidėja magnetinis srautas (transformacijos teorija) ir atsiranda aukšta atvirkštinė įtampa EMF (elektromotorinė jėga).

Ši atvirkštinės įtampos sukelta vertė gali būti kelis kartus didesnė už perjungimo įtampą.

Atitinkamai, yra pavojus sugadinti bet kokius puslaidininkinius komponentus, esančius šalia relės. Pvz., Bipolinis arba lauko efekto tranzistorius, naudojamas įtampai tiekti relinėje ritėje.

Grandinių parinktys, dėl kurių užtikrinama puslaidininkių valdymo elementų apsauga - bipoliniai ir lauko efektų tranzistoriai, mikroschemos, mikrovaldikliai

Vienas iš būdų išvengti tranzistoriaus ar bet kurio perjungiamojo puslaidininkio įtaiso, įskaitant mikrovaldiklius, pažeidimo yra prijungti atvirkštinio šaltinio diodą prie relinio ritės grandinės.

Kai srovė, tekanti per ritę iškart po kelionės, sukuria indukuotą atgalinį emf, ši atvirkštinė įtampa atidaro atvirkštinio šaltinio diodą.

Susikaupusi energija išsisklaido per puslaidininkį, o tai neleidžia pažeisti valdymo puslaidininkio - tranzistoriaus, tiristoriaus, mikrovaldiklio.

Puslaidininkis, dažnai įtrauktas į ritės grandinę, taip pat vadinamas:

• smagračio diodas;
• šunto diodas;
• atvirkštinis diodas.

Tačiau tarp elementų nėra daug skirtumų. Visi jie atlieka vieną funkciją. Puslaidininkių komponentų apsaugai naudojami ne tik diodai, turintys atvirkštinį poslinkį.

Tos pačios RC sklendžių grandinės, metalo oksido varistoriai (MOV), zenerio diodai.

Elektromagnetinių relių įtaisų žymėjimas

Techninės nuorodos, turinčios dalinę informaciją apie įtaisus, paprastai nurodomos tiesiai ant elektromagnetinio perjungimo įtaiso važiuoklės.

Šis žymėjimas atrodo kaip sutrumpintas santrumpa ir skaitmeninis rinkinys.

Kiekvienas elektromechaninis perjungimo įtaisas yra tradiciškai paženklintas. Ant važiuoklės ar važiuoklės taikomas maždaug tas pats ženklų ir skaičių rinkinys, nurodantis tam tikrus parametrus

Elektromechaninių relių kūno žymėjimo pavyzdys:

RES32 RF4.500.335-01

Šis įrašas iššifruojamas taip: žemos srovės elektromagnetinė relė, 32 serija, atitinkanti įvykdymą pagal Rusijos Federacijos pasą 4.500.335-01.

Tačiau tokie pavadinimai yra reti. Labiau paplitusios sutrumpintos parinktys nenurodant GOST:

RES 32 335-01

Taip pat ne prietaiso važiuoklė (byloje) yra pagaminimo data ir partijos numeris. Norėdami gauti daugiau informacijos, žiūrėkite gaminio duomenų lapą. Kiekvienas prietaisas ar siunta yra užpildyta pasu.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įraše populiariai pasakojama apie tai, kaip veikia elektromechaninis perjungimo elektronika. Aiškiai pažymėtos konstrukcijų subtilybės, jungčių ypatybės ir kitos detalės:

Elektromechaninės relės ilgą laiką buvo naudojamos kaip elektroniniai komponentai. Tačiau šio tipo perjungimo įtaisai gali būti laikomi pasenusiais. Mechaniniai įtaisai vis dažniau keičiami modernesniais prietaisais - grynai elektroniniais. Vienas tokių pavyzdžių yra kietojo kūno relės.

Turite klausimų, ieškote klaidų ar turite įdomių faktų ta tema, kuria galite pasidalinti su mūsų svetainės lankytojais? Palikite komentarus, užduokite klausimus, pasidalykite savo patirtimi nuorodų skiltyje po straipsniu.