Pretvorba električnih signalov v ustrezno fizično količino - gibanje, sila, zvok itd., Se izvede s pogonom. Pogon je treba razvrstiti kot pretvornik, saj ta naprava spreminja eno vrsto fizikalne količine v drugo.
Pogon se običajno aktivira ali krmili z nizko napetostnim ukaznim signalom. Poleg tega je razvrščena kot binarna ali neprekinjena naprava glede na število stabilnih stanj. Torej je elektromagnetni rele binarni pogon glede na dva obstoječa stabilna stanja: vklopljen.
V predstavljenem članku so podrobno obravnavana načela delovanja elektromagnetnega releja in obseg uporabe naprav.
Osnove vožnje
Izraz "rele" je značilen za naprave, ki prek krmilnega signala zagotavljajo električno povezavo med dvema ali več točkami.
Najpogostejša in pogosto uporabljena vrsta elektromagnetnega releja (EMR) je elektromehanska zasnova.
Izgleda kot en dizajn iz široke palete izdelkov, ki ga imenujemo elektromagnetni releji. Prikazana je zaprta različica mehanizma z uporabo prozornega pokrova iz pleksi stekla.
Temeljna shema nadzora za vsako opremo vedno omogoča, da omogočite in onemogočite. Najlažji način za izvedbo teh korakov je uporaba stikala za zaklepanje napajanja.
Ročna stikala se lahko uporabljajo za krmiljenje, vendar imajo slabosti. Njihova očitna pomanjkljivost je nastavitev stanj "vklopljeno" ali "onemogočeno" fizično, torej ročno.
Naprave za ročno preklapljanje so praviloma velike naprave z zapoznelim delovanjem, ki lahko preklapljajo majhne tokove.
Ročni preklopni mehanizem je "daljni sorodnik" elektromagnetnih relejev. Zagotavlja enako funkcionalnost - preklapljanje delovnih linij, vendar se nadzira izključno ročno
Medtem so elektromagnetni releji predstavljeni predvsem z električno krmiljenimi stikali. Naprave imajo različne oblike, dimenzije in so razdeljene glede na stopnjo nazivne moči. Možnosti njihove uporabe so obsežne.
Takšne naprave, opremljene z enim ali več pari kontaktov, so lahko vključene v eno samo zasnovo večjih pogonskih pogonov - kontaktorjev, ki se uporabljajo za preklapljanje omrežne napetosti ali visokonapetostnih naprav.
Temeljna načela dela EMR
Tradicionalno se elektromagnetni releji uporabljajo kot del električnih (elektronskih) stikalnih krmilnih vezij. Hkrati so nameščeni bodisi neposredno na ploščah tiskanih vezij bodisi v prostem položaju.
Splošna struktura naprave
Obremenitve tokov uporabljenih izdelkov se navadno merijo od amperjev do 20 A ali več. Relejna vezja so v elektronski praksi zelo razširjena.
Naprave različnih konfiguracij, zasnovane za namestitev na elektronska vezja ali neposredno kot posebej nameščena naprava
Zasnova elektromagnetnega releja pretvori magnetni tok, ki ga ustvari napetost AC / DC, v mehansko silo. Zahvaljujoč dobljeni mehanski sili se kontaktna skupina nadzira.
Najpogostejša oblika je oblika izdelka, ki vključuje naslednje komponente:
- vznemirljiva tuljava;
- jekleno jedro;
- osnovno podvozje;
- kontaktna skupina.
Jekleno jedro ima fiksni del, imenovan roker, in premični vzmetno obremenjeni del, imenovan sidro.
Sidro pravzaprav dopolnjuje vezje magnetnega polja, s čimer zapre zračno režo med stacionarno električno tuljavo in gibljivo armaturo.
Podrobna postavitev zasnove: 1 - upogibna vzmet; 2 - kovinsko jedro; 3 - sidro; 4 - normalno zaprt stik; 5 - normalno odprt stik; 6 - splošni stik; 7 - tuljava bakrene žice; 8 - rocker
Armatura se giblje po tečajih ali se pod vplivom ustvarjenega magnetnega polja prosto vrti. S tem se zaprejo električni kontakti, pritrjeni na ventil.
Praviloma povratna vzmet (-i), ki se nahajajo med nosilcem in armaturo, vrne kontakte v prvotni položaj, ko je rele tuljava izklopljena.
Delovanje relejskega elektromagnetnega sistema
Preprosta klasična zasnova EMF ima dva sklopa električno prevodnih stikov.
Na podlagi tega se realizirata dve stanji kontaktne skupine:
- Običajno odprt stik.
- Običajno zaprt stik.
V skladu s tem je par stikov razvrščen kot običajno odprt (NO) ali, če je v drugem stanju, normalno zaprt (NC).
Za releje z običajno odprtim položajem kontaktov je stanje "zaprto" doseženo le, ko vzbujevalni tok prehaja skozi induktivno tuljavo.
Ena od dveh možnih možnosti za nastavitev privzete skupine stikov. Tu je v izklopljenem stanju "privzete" tuljave nastavljen običajno zaprt (zaprt) položaj
V drugi izvedbi običajno zaprt položaj kontaktov ostane konstanten, kadar v vzporednem vezju ni vzbujevalnega toka. Se pravi, stiki stikala se vrnejo v normalno zaprt položaj.
Izraz "normalno odprt" in "normalno zaprt" bi se torej moral nanašati na stanje električnih stikov, ko je tuljava releja izklopljena, torej da je napetost releja izključena.
Kontaktne skupine električnih relejev
Stiki releja so ponavadi predstavljeni z električno prevodnimi kovinskimi elementi, ki so medsebojno v stiku, zaprejo vezje in delujejo podobno kot preprosto stikalo.
Ko so kontakti odprti, se upor med običajno odprtimi kontakti meri z veliko vrednostjo v megaohmih. To ustvari stanje odprtega tokokroga, ko je izključen prehod toka v vezju tuljave.
Kontaktna skupina katerega koli elektromehanskega stikala v odprtem načinu ima odpornost več sto megaohms. Vrednost tega upora se med modeli nekoliko razlikuje.
Če so kontakti zaprti, mora biti kontaktni upor teoretično enak nič - rezultat kratkega stika.
Vendar se ta pogoj ne opazi vedno. Kontaktna skupina vsakega posameznega releja ima določen kontaktni upor v "zaprtem" stanju. Takšen odpor se imenuje trajnostni.
Značilnosti prehoda obremenitvenih tokov
Za prakso vgradnje novega elektromagnetnega releja je kontaktna upornost vključitve majhna, običajno manjša od 0,2 ohma.
Razlog je preprost: novi nasveti ostajajo do zdaj čisti, toda sčasoma se bo odpornost konice neizogibno povečala.
Na primer, za stike pod tokom 10 A bo padec napetosti 0,2x10 = 2 voltov (Ohmov zakon). Izkaže se, da če je napajalna napetost, ki se dobavi kontaktni skupini, 12 voltov, potem bo napetost za obremenitev 10 voltov (12-2).
Ko se konice kovinskih stikov obrabijo in niso ustrezno zaščitene pred visokimi induktivnimi ali kapacitivnimi obremenitvami, postane škoda zaradi vpliva električnega loka neizogibna.
Električni lok na enem od stikov elektromehanske stikalne naprave. To je eden od vzrokov za škodo kontaktne skupine, če ni ustreznih ukrepov.
Električni lok - iskrenje na stikih - vodi do povečanja kontaktne upornosti konic in posledično do fizičnih poškodb.
Če še naprej uporabljate rele v tem stanju, lahko nasveti za stike popolnoma izgubijo fizično lastnost stika.
Vendar obstaja resnejši dejavnik, ko se zaradi poškodbe loka stiki končno zvarijo, kar ustvari stanje kratkega stika.
V takšnih situacijah nevarnost poškodbe vezja, ki ga nadzira EMI, ni izključena.
Torej, če se je kontaktni upor povečal za 1 ohm od vpliva električnega loka, se padec napetosti čez kontakte za isti tok obremenitve poveča na 1 × 10 = 10 voltov DC.
Pri tem obseg padca napetosti čez kontakte morda ni sprejemljiv za tovorni tokokrog, še posebej pri delu z napetostmi 12-24 V.
Relejni kontaktni material
Da bi zmanjšali vpliv električnega loka in visoke upornosti, so kontaktni nasveti sodobnih elektromehanskih relejev izdelani ali prevlečeni z različnimi zlitinami na osnovi srebra.
Na ta način je mogoče znatno podaljšati življenjsko dobo kontaktne skupine.
Nasveti kontaktnih plošč elektromehanskih stikalnih naprav. Tu so možnosti za posvetljene nasvete. Takšna prevleka zmanjša faktor škode.
V praksi je omenjena uporaba naslednjih materialov, s katerimi se obdelujejo konice kontaktnih skupin elektromagnetnih (elektromehanskih) relejev:
- Ag je srebro;
- AgCu - srebro-baker;
- AgCdO - srebro-kadmijev oksid;
- AgW - srebro-volfram;
- AgNi - srebro-nikelj;
- AgPd - srebro-paladij.
Povečanje življenjske dobe konic kontaktnih skupin releja z zmanjšanjem števila električnih oblokov se doseže s povezovanjem uporovno-kondenzatorskih filtrov, imenovanih tudi RC blažilniki.
Ta elektronska vezja so vzporedno povezana s kontaktnimi skupinami elektromehanskih relejev. Videti je, da je napetostni vrh, ki ga opazimo v trenutku odpiranja kontaktov, ta rešitev varno kratek.
Z RC blažilniki je možno zatreti električni lok, ki nastane na kontaktnih konicah.
Tipična zasnova stika z EMR
Poleg klasičnih normalno odprtih (NO) in normalno zaprtih (NC) stikov mehanika preklopa relejev zahteva tudi razvrstitev glede na dejanje.
Značilnosti izvedbe povezovalnih elementov
Zasnovi elektromagnetnega releja v tej izvedbi omogočajo enega ali več ločenih stikalnih stikov.
Tako izgleda naprava, tehnološko konfigurirana za SPST - enopolarna in enosmerna. Na voljo so tudi druge možnosti.
Za izvedbo stikov je značilen naslednji niz okrajšav:
- SPST (Single Pole Single Throw) - enopolarno enosmerno;
- SPDT (enosmerni dvojni trzaj) - enopolarna dvosmerna;
- DPST (dvopolni enojni met) - dvopolarno enosmerno;
- DPDT (Double Pole Double Throw) - dvopolarna dvosmerna.
Vsak tak povezovalni element se imenuje "drog". Vsako izmed njih je mogoče povezati ali ponastaviti, hkrati pa aktivirati tuljavo releja.
Posebnosti uporabe naprav
Kljub preprostosti zasnove elektromagnetnih stikal je nekaj posebnosti prakse uporabe teh naprav.
Torej, strokovnjaki kategorično ne priporočajo, da bi vse relejne stike povezali vzporedno, da bi na ta način prepeljali visokotokovni tokokrog.
Na primer, za povezavo bremena 10 A z vzporedno povezavo dveh kontaktov, od katerih je vsak zasnovan za tok 5 A.
Te posebnosti namestitve so posledica dejstva, da se stiki mehanskih relejev nikoli ne zaprejo ali odprejo v enem trenutku.
Kot rezultat, bo eden od stikov v vsakem primeru preobremenjen. In tudi ob upoštevanju kratkotrajne preobremenitve je prezgodnja odpoved naprave v takšni povezavi neizogibna.
Nepravilno delovanje in priključitev releja zunaj ustaljenih pravil za namestitev se običajno konča s tem izidom. Skoraj vsa vsebina je zgorela v notranjosti
Elektromagnetne izdelke lahko uporabljamo kot del električnih ali elektronskih vezij z nizko porabo energije kot stikala za relativno visoke tokove in napetosti.
Vendar močno ne priporočamo, da se različne napetosti obremenitve prenašajo skozi sosednje kontakte iste naprave.
Na primer, preklopite izmenično napetost 220 V in DC 24 V. Za zagotovitev varnosti vedno uporabite ločene izdelke.
Tehnike zaščite pred povratno napetostjo
Pomemben del katerega koli elektromehanskega releja je tuljava. Ta del spada v kategorijo obremenitve z visoko induktivnostjo, saj ima žično navijanje.
Vsaka žična tuljava ima neko impedanco, sestavljeno iz induktivnosti L in upora R, tako da tvori serijsko vezje LR.
Ko tok teče skozi tuljavo, se ustvari zunanje magnetno polje. Ko se pretok toka v tuljavi ustavi v načinu "izklop", se magnetni tok (teorija pretvorbe) poveča in nastane visoka povratna napetost EMF (elektromotorna sila).
Ta inducirana vrednost povratne napetosti je lahko večkrat višja od stikalne napetosti.
V skladu s tem obstaja nevarnost poškodbe komponent polprevodnikov, nameščenih ob releju. Na primer, bipolarni ali poljski tranzistor, ki se uporablja za dovajanje napetosti v relejsko tuljavo.
Možnosti vezja, zaradi katerih je zagotovljena zaščita polprevodniških krmilnih elementov - bipolarni in poljski tranzistorji, mikro vezja, mikrokontrolerji
Eden od načinov za preprečevanje poškodb tranzistorja ali katere koli preklopne polprevodniške naprave, vključno z mikrokontrolerji, je priključitev povratne pristranske diode na vezje tuljave releja.
Ko tok, ki teče skozi tuljavo takoj po potovanju, ustvari inducirano povratno emf, ta vzvratna napetost odpre vzvratno pristransko diodo.
Akumulirana energija se razprši skozi polprevodnik, kar preprečuje poškodbe krmilnega polprevodnika - tranzistorja, tiristorja, mikrokontrolerja.
Polprevodnik, pogosto vključen v tuljavo vezja, se imenuje tudi:
- dioda z vztrajnikom;
- shunt dioda;
- povratna dioda.
Vendar pa med elementi ni veliko razlik. Vsi opravljajo eno funkcijo. Poleg uporabe diod z obratno pristranskostjo se za zaščito polprevodniških komponent uporabljajo tudi druge naprave.
Iste verige RC blažilnikov, kovinskih oksidnih varistorjev (MOV), zener diode.
Označevanje naprav z elektromagnetnimi releji
Tehnične oznake, ki vsebujejo delne informacije o napravah, so običajno označene neposredno na ohišju elektromagnetne stikalne naprave.
Ta poimenovanje je videti kot skrajšana okrajšava in številčni niz.
Vsaka elektromehanska stikalna naprava je tradicionalno označena. Na ohišju ali podvozju je približno enak nabor znakov in številk, ki označujejo določene parametre
Primer označevanja telesa elektromehanskih relejev:
RES32 RF4.500.335-01
Ta zapis se dešifrira na naslednji način: nizkotonski elektromagnetni rele, serija 32, kar ustreza izvedbi v skladu s potnim listom Ruske federacije 4.500.335-01.
Vendar so takšne označbe redke. Bolj pogoste skrajšane možnosti brez izrecne navedbe GOST:
OVE 32 335-01
Prav tako ni podvozje (na ohišju) naprave datum proizvodnje in številka serije. Če želite več informacij, glejte tehnični list izdelka. Vsaka naprava ali serija je dopolnjena s potnim listom.
Video posnetek govori o tem, kako deluje elektromehansko stikalo. Jasno so poudarjene tankosti konstrukcij, značilnosti povezav in druge podrobnosti:
Elektromehanski releji so že nekaj časa uporabljeni kot elektronske komponente. Vendar se lahko ta vrsta stikalnih naprav šteje za zastarelo. Mehanske naprave vse bolj nadomeščajo sodobnejše naprave - čisto elektronske. En tak primer so polprevodniški releji.
Imate vprašanja, poiščite napake ali imate zanimiva dejstva o temi, ki jo lahko delite z obiskovalci naše strani? Prosimo, pustite svoje komentarje, postavite vprašanja, delite svoje izkušnje v povezavi pod člankom.