Elektromagnetiskt relä: enhet, märkning, typer + anslutningar och inställningar

Omvandlingen av elektriska signaler till motsvarande fysisk kvantitet - rörelse, kraft, ljud etc. utförs med enheter. Enheten ska klassificeras som en omvandlare, eftersom den här enheten ändrar en typ av fysisk kvantitet till en annan.

Enheten aktiveras eller styrs vanligtvis av en lågspänningskommandosignal. Den klassificeras dessutom som en binär eller kontinuerlig enhet baserat på antalet stabila tillstånd. Så det elektromagnetiska reläet är en binär enhet, med tanke på de två befintliga stabila förhållandena: av - av.

I den presenterade artikeln diskuteras principerna för drift av det elektromagnetiska reläet och omfattningen av användningen av anordningar i detalj.

Kör grunderna

Termen "relä" är karakteristisk för anordningar som tillhandahåller en elektrisk anslutning mellan två eller flera punkter genom en styrsignal.

Den vanligaste och mest använda typen av elektromagnetiskt relä (EMR) är den elektromekaniska konstruktionen.

Det ser ut som en design från ett brett sortiment av produkter, kallad elektromagnetiska reläer. Här visas en sluten version av mekanismen med ett transparent plexiglasskydd.

Det grundläggande kontrollschemat för utrustning ger alltid möjlighet att aktivera och inaktivera. Det enklaste sättet att genomföra dessa steg är att använda strömlåsströmbrytaren.

Manuella handbrytare kan användas för styrning, men har nackdelar. Deras uppenbara nackdel är inställningen av staterna "på" eller "inaktiverad" fysiskt, det vill säga manuellt.

Manuella omkopplingsanordningar är som regel stora enheter med fördröjd verkan som kan växla små strömmar.

Den manuella omkopplingsmekanismen är en "avlägsen släkting" av elektromagnetiska reläer. Det ger samma funktionalitet - växling av arbetslinjer, men styrs exklusivt för hand

Samtidigt representeras elektromagnetiska reläer huvudsakligen av elektriskt styrda omkopplare. Enheterna har olika former, dimensioner och divideras med nivån på nominell effekt. Möjligheterna med deras tillämpning är omfattande.

Sådana anordningar, utrustade med ett eller flera par av kontakter, kan inkluderas i en enda konstruktion av större kraftmanövreringsorgan - kontaktorer, som används för att växla nätspänning eller högspänningsanordningar.

Grundläggande principer för EMR: s arbete

Traditionellt används relä av elektromagnetisk typ som en del av elektriska (elektroniska) omkopplingsstyrkretsar. Samtidigt installeras de antingen direkt på kretskorten eller i fritt läge.

Enhetens allmänna struktur

Lastströmmarna för de använda produkterna mäts vanligtvis från fraktioner av en amper till 20 A eller mer. Reläkretsar är utbredda inom elektronisk praxis.

Enheter med olika konfigurationer, designade för installation på elektroniska kretskort eller direkt som en separat installerad enhet

Konstruktionen av det elektromagnetiska reläet omvandlar det magnetiska flödet som genereras av den applicerade växelström / likspänningen till mekanisk kraft. Tack vare den erhållna mekaniska kraften styrs kontaktgruppen.

Den vanligaste designen är produktens form, som innehåller följande komponenter:

• spännande spole;
• stålkärna;
• grundläggande chassi;
• kontaktgrupp.

Stålkärnan har en fast del som kallas en vipparm och en rörlig fjäderbelastad del som kallas ett ankare.

I själva verket kompletterar ankaret magnetfältkretsen och stänger luftgapet mellan den stationära elektriska spolen och det rörliga ankaret.

Detaljerad utformning av designen: 1 - vridfjäder; 2 - metallkärna; 3 - ankare; 4 - normalt stängd kontakt; 5 - normalt öppen kontakt; 6 - allmän kontakt; 7 - en spiral av koppartråd; 8 - rocker

Ankaret rör sig på gångjärn eller roterar fritt under inverkan av det genererade magnetfältet. Detta stänger de elektriska kontakterna som är fästa vid ventilen.

Som regel returnerar returfjädern (arna) som ligger mellan strålen och ankaret kontakterna till sitt ursprungliga läge när reläspolen avbryts.

Handlingen av det elektromagnetiska systemet för relä

Den enkla klassiska designen av EMF har två uppsättningar elektriskt ledande kontakter.

Baserat på detta realiseras två tillstånd i kontaktgruppen:

1. Normalt öppen kontakt.
2. Normalt stängd kontakt.

Följaktligen klassificeras ett par kontakter som normalt öppet (NO) eller, i ett annat tillstånd, normalt stängt (NC).

För reläer med normalt öppet läge för kontakterna uppnås tillståndet "stängt" endast när excitationsströmmen passerar genom den induktiva spolen.

Ett av två möjliga alternativ för att ställa in en standardkontaktgrupp. Här, i det avaktiverade tillståndet för "standard" -spolen, ställs ett normalt stängt (stängt) läge in

I en annan utföringsform förblir det normalt stängda läget för kontakterna konstant när exciteringsströmmen är frånvarande i spolkretsen. Det vill säga kontakterna på omkopplaren återgår till sitt normala stängda läge.

Därför bör termerna "normalt öppet" och "normalt stängd" hänvisa till tillståndet för elektriska kontakter när reläspolen är frånkopplad, det vill säga reläets spänning kopplas bort.

Kontaktgrupper för elektriskt relä

Reläkontakter representeras vanligtvis av elektriskt ledande metallelement som är i kontakt med varandra, stänger kretsen och verkar på samma sätt som en enkel switch.

När kontakterna är öppna, mäts motståndet mellan normalt öppna kontakter med ett högt värde i megaohm. Detta skapar ett öppet kretsstillstånd när strömmen i spolkretsen är utesluten.

Kontaktgruppen för alla elektromekaniska switchar i öppet läge har ett motstånd på flera hundra megaohm. Värdet på detta motstånd kan variera något mellan modeller.

Om kontakterna är stängda, bör kontaktmotståndet teoretiskt vara noll - resultatet av en kortslutning.

Detta villkor noteras dock inte alltid. Kontaktgruppen för varje individuellt relä har ett visst kontaktmotstånd i det "stängda" tillståndet. Sådant motstånd kallas hållbart.

Funktioner för passering av lastströmmar

För övningen av att installera ett nytt elektromagnetiskt relä, noteras kontaktmotståndet för införandet att vara litet, vanligtvis mindre än 0,2 ohm.

Anledningen är enkel: de nya spetsarna förblir rena hittills, men med tiden ökar oundvikligen spetsens motstånd.

Till exempel, för kontakter under en ström på 10 A, kommer spänningsfallet att vara 0,2x10 = 2 volt (Ohms lag). Det visar sig att om matningsspänningen som levereras till kontaktgruppen är 12 volt, så kommer spänningen för lasten att vara 10 volt (12-2).

När kontaktmetallspetsar slits och inte skyddas tillräckligt från hög induktiva eller kapacitiva belastningar blir skador på grund av en elektrisk båge oundvikliga.

En elektrisk båge på en av kontakterna på en elektromekanisk omkopplingsanordning. Detta är en av orsakerna till skador på kontaktgruppen i avsaknad av lämpliga åtgärder.

En elektrisk båge - gnistrande vid kontakterna - leder till en ökning av kontaktmotståndet hos spetsarna och som ett resultat till fysiska skador.

Om du fortsätter att använda reläet i det här läget kan kontakttipserna helt förlora kontaktens fysiska egendom.

Men det finns en mer allvarlig faktor när kontakterna så småningom svetsar, till följd av en bågsskada, vilket skapar ett kortslutningsförhållande.

I sådana situationer utesluts inte risken för skador på kretsen som styrs av EMI.

Så om kontaktmotståndet ökade med 1 ohm från påverkan från den elektriska bågen, ökar spänningsfallet över kontakterna för samma lastström till 1 × 10 = 10 volt DC.

Här kan storleken på spänningsfallet över kontakterna inte vara acceptabel för lastkretsen, särskilt när du arbetar med 12-24 V matningsspänningar.

Typ av reläkontaktmaterial

För att minska påverkan från den elektriska bågen och höga motstånd tillverkas eller beläggas kontaktspetserna för moderna elektromekaniska reläer med olika silverbaserade legeringar.

På detta sätt är det möjligt att avsevärt förlänga kontaktgruppens livslängd.

Tips om kontaktplattor för elektromekaniska omkopplare. Här är alternativ för försilvrade tips. Denna typ av beläggning minskar skadefaktorn.

I praktiken noteras användningen av följande material, med vilka spetsarna för kontaktgrupper av elektromagnetiska (elektromekaniska) reläer behandlas:

• Ag är silver;
• AgCu - silver-koppar;
• AgCdO - silver-kadmiumoxid;
• AgW - silver-volfram;
• AgNi - silver-nickel;
• AgPd - silver-palladium.

Förlängning av livslängden på spetsarna för kontaktgrupperna i reläet genom att minska antalet formationer för den elektriska bågen uppnås genom att ansluta resistiva kondensatorfilter, även kallad RC-spjäll.

Dessa elektroniska kretsar är anslutna parallellt med kontaktgrupperna för elektromekaniska reläer. Spänningstoppen, som observeras vid tidpunkten för att kontakterna öppnas, med denna lösning har visat sig vara kort.

Med hjälp av RC-spjäll är det möjligt att undertrycka den elektriska bågen som bildas på kontaktspetsarna.

Typisk EMR-kontaktdesign

Förutom de klassiska normalt öppna (NO) och normalt stängda (NC) kontakterna, kräver mekanik för reläomkoppling också klassificering baserat på handlingen.

Funktioner för utförandet av anslutningselementen

De elektromagnetiska reläutformningarna i denna utföringsform tillåter en eller flera separata brytarkontakter.

Så här ser en enhet tekniskt konfigurerad för SPST ut - unipolär och enkelriktad. Andra alternativ finns också.

Utförandet av kontakter kännetecknas av följande uppsättning förkortningar:

• SPST (Single Pole Single Throw) - unipolär enkelriktad;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - unipolär dubbelriktad;
• DPST (Double Pole Single Throw) - bipolär enkelriktad;
• DPDT (Double Pole Double Throw) - bipolär dubbelriktad.

Varje sådant kopplingselement kallas en "pol". Vilken som helst av dem kan anslutas eller återställas samtidigt som reläspolen aktiveras.

Finesser för användning av enheter

Trots enkelheten i utformningen av elektromagnetiska omkopplare finns det vissa finesser för att använda dessa enheter.

Så experter rekommenderar kategoriskt inte att ansluta alla reläkontakter parallellt för att pendla lastkretsen med hög ström på detta sätt.

Anslut till exempel en last på 10 A genom parallellanslutning av två kontakter, var och en är utformad för en ström på 5 A.

Dessa finesser för installationen beror på att kontakterna till mekaniska reläer aldrig stängs eller öppnas vid en enda tidpunkt.

Som ett resultat kommer en av kontakterna överbelastas i alla fall. Och även med hänsyn till överbelastningen på kort sikt, är för tidigt fel på enheten i en sådan anslutning oundvikligt.

Felaktig drift, liksom anslutning av reläet utanför de fastställda installationsreglerna, slutar vanligtvis med detta resultat. Nästan allt innehåll bränns ut inne

Elektromagnetiska produkter kan användas som en del av elektriska eller elektroniska kretsar med låg energiförbrukning som omkopplare för relativt höga strömmar och spänningar.

Det rekommenderas emellertid kategoriskt inte att passera olika belastningsspänningar genom angränsande kontakter på en enhet.

Till exempel, växla växelspänning på 220 V och DC 24 V. Använd alltid separata produkter för varje alternativ för att säkerställa säkerheten.

Reverspänningsskyddstekniker

En viktig del av alla elektromekaniska reläer är en spole. Den här delen hänför sig till en lastkategori med hög induktans eftersom den har trådlindning.

Varje trådlindad spole har någon impedans som består av induktansen L och motståndet R, och bildar således en seriekrets LR.

När ström flyter genom spolen skapas ett yttre magnetfält. När strömflödet i spolen stannar i ”av” -läget, ökar magnetflödet (transformationsteori) och en hög reverseringsspänning EMF (elektromotorisk kraft) uppstår.

Detta inducerade värde på bakspänningen kan vara flera gånger större än omkopplingsspänningen.

Följaktligen finns det en risk för skador på alla halvledarkomponenter som finns bredvid reläet. Till exempel en bipolär eller fälteffekttransistor som används för att mata spänning till en reläspole.

Kretsalternativ, på grund av vilka skyddet av halvledarstyrelement tillhandahålls - bipolära och fälteffekttransistorer, mikrokretsar, mikrokontroller

Ett sätt att förhindra skador på en transistor eller någon omkopplande halvledaranordning, inklusive mikrokontroller, är att ansluta en omvänd partisk diod till reläspolkretsen.

När en ström som strömmar genom spolen omedelbart efter en tripp genererar en inducerad back-emk, öppnar denna backspänning den omvända förspända dioden.

Den ackumulerade energin sprids genom halvledaren, vilket förhindrar skador på styrhalvledaren - transistor, tyristor, mikrokontroller.

En halvledare som ofta ingår i en spolkrets kallas också:

• svänghjulsdiod;
• shuntdiod;
• omvänd diod.

Men det är inte mycket skillnad mellan elementen. Alla utför en funktion. Förutom att använda dioder med omvänd förspänning, används andra enheter också för att skydda halvledarkomponenter.

Samma kedjor av RC-spjäll, metalloxidvaristorer (MOV), zenerdioder.

Märkning av elektromagnetiska reläanordningar

Tekniska beteckningar med delvis information om enheterna indikeras vanligtvis direkt på chassit på den elektromagnetiska omkopplaren.

Denna beteckning ser ut som en förkortad förkortning och en numerisk uppsättning.

Varje elektromekanisk omkopplare är traditionellt märkt. På chassit eller chassit används ungefär samma uppsättning tecken och nummer, vilket indikerar vissa parametrar

Ett exempel på kroppsmärkning av elektromekaniska reläer:

RES32 RF4.500.335-01

Denna post dekrypteras enligt följande: lågström elektromagnetiskt relä, 32-serien, motsvarande utförandet enligt passet från Ryssland 4.500.335-01.

Sådana beteckningar är emellertid sällsynta. Mer vanliga förkortade alternativ utan en uttrycklig indikation av GOST:

RES 32 335-01

Dessutom är inte enhetens chassi (på fallet) produktionsdatum och batchnummer. Mer information finns i produktdatabladet. Varje enhet eller batch kompletteras med ett pass.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videon talar populärt om hur den elektromekaniska växlingselektroniken fungerar. Strukturernas subtilitet, funktionerna i anslutningarna och andra detaljer framgår tydligt:

Elektromekaniska reläer har använts som elektroniska komponenter under ganska lång tid. Men denna typ av växlingsanordningar kan betraktas som föråldrade. Mekaniska enheter ersätts i allt högre grad av mer moderna enheter - rent elektroniska. Ett sådant exempel är relä i fast tillstånd.

Har du frågor, hitta buggar eller har intressanta fakta om det ämne du kan dela med besökare på vår webbplats? Lämna dina kommentarer, ställ frågor, dela din erfarenhet i länkavsnittet under artikeln.