Elektromagnetické relé: zariadenie, označenie, typy + jemnosť pripojenia a nastavenia

Konverzia elektrických signálov na zodpovedajúcu fyzickú veličinu - pohyb, sila, zvuk atď. Sa vykonáva pomocou pohonov. Pohon by sa mal klasifikovať ako prevodník, pretože toto zariadenie mení jeden druh fyzikálnej veličiny na iný.

Pohon sa zvyčajne aktivuje alebo ovláda signálom nízkeho napätia. Ďalej sa klasifikuje ako binárne alebo kontinuálne zariadenie na základe počtu stabilných stavov. Elektromagnetické relé je teda binárny pohon, vzhľadom na dve existujúce stabilné podmienky: zapnuté - vypnuté.

V tomto článku sú podrobne rozobrané princípy činnosti elektromagnetického relé a rozsah použitia zariadení.

Základy jazdy

Pojem „relé“ je charakteristický pre zariadenia, ktoré poskytujú elektrické spojenie medzi dvoma alebo viacerými bodmi prostredníctvom riadiaceho signálu.

Najbežnejším a najpoužívanejším typom elektromagnetického relé (EMR) je elektromechanický dizajn.

Vyzerá to ako jeden dizajn zo širokej škály výrobkov, označovaných ako elektromagnetické relé. Tu je znázornená zatvorená verzia mechanizmu pomocou priehľadného krytu z plexiskla.

Schéma základnej kontroly všetkých zariadení vždy umožňuje zapnúť a vypnúť. Najjednoduchší spôsob, ako dokončiť tieto kroky, je použitie spínača elektrického zámku.

Ručné spínače činnosti možno použiť na ovládanie, ale majú nevýhody. Ich zjavnou nevýhodou je nastavenie stavov „zapnuté“ alebo „zakázané“ fyzicky, to znamená manuálne.

Ručné spínacie zariadenia sú spravidla veľké zariadenia s oneskoreným účinkom schopné spínania malých prúdov.

Mechanizmus ručného prepínania je „vzdialeným príbuzným“ elektromagnetických relé. Poskytuje rovnakú funkčnosť - prepínanie pracovných liniek, ale je ovládané výlučne ručne

Elektromagnetické relé sú zatiaľ zastúpené hlavne elektricky ovládanými spínačmi. Zariadenia majú rôzne tvary, rozmery a sú rozdelené podľa úrovne menovitého výkonu. Možnosti ich aplikácie sú rozsiahle.

Takéto zariadenia, vybavené jedným alebo viacerými pármi kontaktov, môžu byť zahrnuté v jedinej konštrukcii väčších výkonových ovládačov - stýkačov, ktoré sa používajú na spínanie sieťových napätí alebo vysokonapäťových zariadení.

Základné zásady práce EMR

Elektromagnetické relé sa tradične používajú ako súčasť elektrických (elektronických) spínacích riadiacich obvodov. Súčasne sú inštalované buď priamo na doskách s plošnými spojmi alebo vo voľnej polohe.

Všeobecná štruktúra zariadenia

Zaťažovacie prúdy použitých produktov sa obvykle merajú z frakcií ampéry na 20 A alebo viac. Reléové obvody sú v elektronickej praxi rozšírené.

Zariadenia rôznych konfigurácií určené na inštaláciu na dosky s elektronickými obvodmi alebo priamo ako samostatne inštalované zariadenia

Konštrukcia elektromagnetického relé prevádza magnetický tok generovaný pôsobením striedavého / jednosmerného napätia na mechanickú silu. Vďaka získanej mechanickej sile je kontaktná skupina riadená.

Najbežnejším dizajnom je tvar výrobku, ktorý obsahuje tieto komponenty:

• vzrušujúca cievka;
• oceľové jadro;
• základný podvozok;
• kontaktná skupina.

Oceľové jadro má pevnú časť nazývanú kolískové rameno a pohyblivú pružinou zaťaženú časť nazývanú kotva.

V skutočnosti kotva dopĺňa obvod magnetického poľa a uzatvára vzduchovú medzeru medzi stacionárnou elektrickou cievkou a pohybujúcou sa armatúrou.

Podrobné rozloženie vzoru: 1 - ždímacia pružina; 2 - kovové jadro; 3 - kotva; 4 - normálne uzavretý kontakt; 5 - normálne otvorený kontakt; 6 - všeobecný kontakt; 7 - cievka z medeného drôtu; 8 - rocker

Kotva sa pohybuje pôsobením generovaného magnetického poľa na pántoch alebo sa voľne otáča. Týmto sa uzatvoria elektrické kontakty pripojené k ventilu.

Spätná pružina (pružiny) umiestnená medzi lúčom a armatúrou spravidla vracia kontakty do ich pôvodnej polohy, keď je reléová cievka odpojená od napätia.

Činnosť reléového elektromagnetického systému

Jednoduchý klasický dizajn EMF má dve sady elektricky vodivých kontaktov.

Na základe toho sa realizujú dva stavy kontaktnej skupiny:

1. Normálne otvorený kontakt.
2. Normálne uzavretý kontakt.

Podľa toho je pár kontaktov klasifikovaný ako normálne otvorený (NO) alebo, v inom stave, normálne uzavretý (NC).

Pri relé s normálne otvorenou polohou kontaktov sa stav „uzavretý“ dosiahne iba vtedy, keď budiaci prúd prechádza indukčnou cievkou.

Jedna z dvoch možností nastavenia predvolenej skupiny kontaktov. Tu je v stave bez napätia „predvolenej“ cievky nastavená normálne zatvorená (zatvorená) poloha

V ďalšom uskutočnení zostáva normálne uzavretá poloha kontaktov konštantná, keď budiaci prúd chýba v obvode cievky. To znamená, že kontakty spínača sa vrátia do svojej normálnej zatvorenej polohy.

Preto by sa termíny „normálne otvorené“ a „normálne zatvorené“ mali vzťahovať na stav elektrických kontaktov, keď je reléová cievka odpojená od napätia, tj napätie relé je odpojené.

Skupiny kontaktov elektrického relé

Reléové kontakty sú obvykle predstavované elektricky vodivými kovovými prvkami, ktoré sú vo vzájomnom kontakte, uzatvárajú obvod a pôsobia podobne ako jednoduchý spínač.

Keď sú kontakty otvorené, odpor medzi normálne otvorenými kontaktmi sa meria vysokou hodnotou v megaohmoch. To vytvára stav otvoreného obvodu, keď je vylúčený priechod prúdu v cievkovom obvode.

Skupina kontaktov akéhokoľvek elektromechanického spínača v otvorenom režime má odpor niekoľko stoviek megaohmov. Hodnota tohto odporu sa medzi modelmi môže mierne líšiť.

Ak sú kontakty zatvorené, odpor kontaktu by mal byť teoreticky nula - výsledok skratu.

Tento stav však nie je vždy zaznamenaný. Skupina kontaktov každého jednotlivého relé má určitý kontaktný odpor v stave "uzavretý". Takýto odpor sa nazýva udržateľný.

Vlastnosti priechodu záťažových prúdov

Pri inštalácii nového elektromagnetického relé je kontaktný odpor začlenenia malý, zvyčajne menší ako 0,2 ohmu.

Dôvod je jednoduchý: nové hroty zostávajú zatiaľ čisté, ale postupom času sa nevyhnutne zvyšuje odolnosť hrotu.

Napríklad pri kontaktoch pod prúdom 10 A bude pokles napätia 0,2 x 10 = 2 volty (Ohmov zákon). Ukazuje sa, že ak je napájacie napätie dodávané do skupiny kontaktov 12 voltov, potom napätie pre záťaž bude 10 voltov (12-2).

Pri opotrebovaní kontaktných kovových hrotov, ktoré nie sú primerane chránené pred vysokými indukčnými alebo kapacitnými záťažami, sa poškodenie vplyvom elektrického oblúka stáva nevyhnutným.

Elektrický oblúk na jednom z kontaktov elektromechanického spínacieho zariadenia. Toto je jednou z príčin poškodenia kontaktnej skupiny pri absencii vhodných opatrení.

Elektrický oblúk - iskriaci na kontaktoch - vedie k zvýšeniu kontaktného odporu hrotov av dôsledku toho k fyzickému poškodeniu.

Ak budete pokračovať v používaní relé v tomto stave, kontaktné tipy môžu úplne stratiť fyzickú vlastnosť kontaktu.

Existuje však vážnejší faktor, keď v dôsledku poškodenia oblúkom kontakty nakoniec zvaria a spôsobia skrat.

V takýchto situáciách nie je vylúčené riziko poškodenia obvodu kontrolovaného EMI.

Takže, ak sa kontaktný odpor zvýši o 1 ohm vplyvom elektrického oblúka, pokles napätia na kontaktoch pri rovnakom zaťažovacom prúde sa zvýši na 1 × 10 = 10 voltov DC.

Veľkosť poklesu napätia cez kontakty tu nemusí byť pre záťažový obvod prijateľná, najmä pri práci s napájacím napätím 12 až 24 V.

Druh kontaktného materiálu relé

Aby sa znížil vplyv elektrického oblúka a vysokých odporov, kontaktné špičky moderných elektromechanických relé sú vyrobené alebo potiahnuté rôznymi zliatinami na báze striebra.

Týmto spôsobom je možné významne predĺžiť životnosť kontaktnej skupiny.

Tipy kontaktných dosiek elektromechanických spínacích zariadení. Tu sú možnosti pre postriebrené tipy. Tento druh povlaku znižuje faktor poškodenia.

V praxi sa zaznamenáva použitie nasledujúcich materiálov, s ktorými sa spracovávajú špičky kontaktných skupín elektromagnetických (elektromechanických) relé:

• Ag je striebro;
• AgCu - striebro-meď;
• AgCdO - oxid strieborno-kadmia;
• AgW - volfrám strieborný;
• AgNi - nikel strieborný;
• AgPd - paládium strieborné.

Predĺženie životnosti špičiek kontaktných skupín relé znížením počtu elektrických oblúkových zostáv sa dosiahne pripojením odporovo-kondenzátorových filtrov, nazývaných tiež tlmiče RC.

Tieto elektronické obvody sú spojené paralelne so skupinami kontaktov elektromechanických relé. Špička napätia, ktorá je pozorovaná v okamihu otvorenia kontaktov, je pri tomto riešení vnímaná ako bezpečná.

Pomocou tlmičov RC je možné potlačiť elektrický oblúk, ktorý sa vytvára na kontaktných špičkách.

Typický dizajn kontaktu EMR

Okrem klasických kontaktov, ktoré sú normálne otvorené (NO) a normálne zatvorené (NC), si mechanika prepínania relé vyžaduje klasifikáciu aj podľa činnosti.

Funkcie prevedenia spojovacích prvkov

Konštrukcie elektromagnetického relé v tomto uskutočnení umožňujú jeden alebo viac oddelených spínacích kontaktov.

Takto vyzerá zariadenie technologicky nakonfigurované pre SPST - unipolárne a jednosmerné. K dispozícii sú aj ďalšie možnosti.

Vyhotovenie kontaktov sa vyznačuje touto skratkou:

• SPST (Single Pole Single Throw) - unipolárne jednosmerné;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - unipolárny obojsmerný;
• DPST (Double Pole Single Throw) - bipolárny jednosmerný;
• DPDT (Double Pole Double Throw) - bipolárny obojsmerný.

Každý taký spojovací prvok sa označuje ako „stĺp“. Ktorákoľvek z nich môže byť pripojená alebo resetovaná, pričom sa súčasne aktivuje reléová cievka.

Jemnosti používania zariadení

Napriek jednoduchosti konštrukcie elektromagnetických spínačov existuje niekoľko praktických postupov pri používaní týchto zariadení.

Odborníci preto kategoricky neodporúčajú pripojenie všetkých kontaktov relé paralelne, aby sa týmto spôsobom zameral záťažový obvod s vysokým prúdom.

Napríklad zapojte záťaž 10 A paralelným pripojením dvoch kontaktov, z ktorých každý je navrhnutý na prúd 5 A.

Tieto jemnosti inštalácie sú spôsobené skutočnosťou, že kontakty mechanických relé sa nikdy nezatvoria alebo neotvoria v jednom časovom okamihu.

V dôsledku toho bude jeden z kontaktov v každom prípade preťažený. A aj pri zohľadnení krátkodobého preťaženia je nevyhnutné predčasné zlyhanie zariadenia pri takomto spojení.

Týmto výsledkom sa obvykle končí nesprávna prevádzka, ako aj pripojenie relé mimo stanovených inštalačných pravidiel. Takmer všetok obsah vyhorel vo vnútri

Elektromagnetické výrobky sa môžu používať ako súčasť elektrických alebo elektronických obvodov s nízkou spotrebou energie ako spínače pre relatívne vysoké prúdy a napätia.

Kategoricky sa však neodporúča prepúšťať rôzne záťažové napätie cez susedné kontakty toho istého zariadenia.

Napríklad prepnite striedavé napätie 220 V a 24 V DC. Pre zaistenie bezpečnosti vždy používajte pre každú možnosť samostatné produkty.

Techniky ochrany proti spätnému napätiu

Dôležitou súčasťou každého elektromechanického relé je cievka. Táto časť sa týka kategórie vysokej indukčnej záťaže, pretože má navíjanie drôtom.

Akákoľvek drôtom navinutá drôt má určitú impedanciu pozostávajúcu z indukčnosti L a odporu R, čím vytvára sériový obvod LR.

Keď prúd prúdi cievkou, vytvára sa vonkajšie magnetické pole. Keď sa tok prúdu v cievke zastaví v režime „vypnuté“, magnetický tok (teória transformácie) sa zvýši a vyskytne sa vysoké spätné napätie EMF (elektromotorická sila).

Táto indukovaná hodnota spätného napätia môže byť niekoľkokrát vyššia ako spínacie napätie.

Preto existuje riziko poškodenia akýchkoľvek polovodičových súčiastok umiestnených vedľa relé. Napríklad bipolárny tranzistor alebo tranzistor s efektom poľa používaný na napájanie napätia do cievky relé.

Možnosti obvodov, vďaka ktorým je zabezpečená ochrana polovodičových ovládacích prvkov - bipolárne a poľné tranzistory, mikroobvody, mikrokontroléry

Jedným zo spôsobov, ako zabrániť poškodeniu tranzistora alebo akéhokoľvek spínacieho polovodičového zariadenia, vrátane mikrokontrolérov, je pripojenie reverznej predpätej diódy na obvod reléovej cievky.

Keď prúd tečúci cievkou bezprostredne po vypnutí generuje indukovaný spätný emf, toto reverzné napätie otvorí reverznú predpätú diódu.

Nahromadená energia sa rozptyľuje cez polovodič, čo bráni poškodeniu riadiaceho polovodiča - tranzistora, tyristora, mikrokontroléra.

Polovodič často zahrnutý v cievkovom obvode sa tiež nazýva:

• dióda zotrvačníka;
• skratovacia dióda;
• spätná dióda.

Medzi prvkami však nie je veľký rozdiel. Všetky vykonávajú jednu funkciu. Okrem použitia diód so spätným predpätím sa na ochranu polovodičových komponentov používajú aj iné zariadenia.

Rovnaké reťaze tlmičov RC, varistorov oxidov kovov (MOV), zenerových diód.

Značenie elektromagnetických reléových zariadení

Technické označenia, ktoré obsahujú čiastočné informácie o zariadeniach, sa zvyčajne uvádzajú priamo na podvozku elektromagnetického spínacieho zariadenia.

Toto označenie vyzerá ako skrátená skratka a číselný súbor.

Každé elektromechanické spínacie zariadenie je tradične označené. Na podvozok alebo podvozok sa použije približne rovnaká množina znakov a čísiel, čo naznačuje určité parametre

Príklad značenia elektromechanických relé na tele:

RES32 RF4.500.335-01

Tento záznam sa dešifruje takto: nízkoprúdové elektromagnetické relé, séria 32, čo zodpovedá vykonaniu podľa pasu Ruskej federácie 4.500.335-01.

Takéto označenia sú však zriedkavé. Bežnejšie skrátené možnosti bez výslovného uvedenia GOST:

RES 32 335-01

Dátum výroby a číslo šarže nie je ani podvozok (na puzdre) zariadenia. Viac informácií nájdete v technickom liste produktu. Každé zariadenie alebo dávka je vyplnená pasom.

Závery a užitočné video na túto tému

Video populárne hovorí o tom, ako funguje elektromechanická spínacia elektronika. Jemnosti štruktúr, vlastnosti spojení a ďalšie podrobnosti sú jasne uvedené:

Elektromechanické relé sa už dlhšie používajú ako elektronické komponenty. Tento typ spínacích zariadení však možno považovať za zastaraný. Mechanické zariadenia sa čoraz častejšie nahrádzajú modernejšími zariadeniami - čisto elektronickými. Jedným takýmto príkladom je polovodičové relé.

Máte otázky, nájdite chyby alebo máte zaujímavé fakty o téme, ktoré môžete zdieľať s návštevníkmi našej stránky? Zanechajte svoje komentáre, opýtajte sa a podeľte sa o svoje skúsenosti v sekcii odkazov pod článkom.