Elektromagnetisk relé: enhet, merking, typer + detaljer om tilkobling og justering

Konvertering av elektriske signaler til tilsvarende fysisk mengde - bevegelse, kraft, lyd, etc.etc., utføres ved hjelp av stasjoner. En omformer bør klassifiseres som en omformer fordi det er en enhet som endrer en type fysisk størrelse til en annen.

Frekvensomformeren aktiveres eller styres vanligvis av et lavspenningskommandosignal. Den er videre klassifisert som en binær eller kontinuerlig enhet basert på antall stabile tilstander. Dermed er et elektromagnetisk relé en binær stasjon, tatt i betraktning to tilgjengelige stabile tilstander: på - av.

Den presenterte artikkelen undersøker i detalj prinsippene for drift av et elektromagnetisk relé og bruksomfanget til enhetene.

Grunnleggende om drive design

Begrepet "relé" er karakteristisk for enheter som gir en elektrisk forbindelse mellom to eller flere punkter gjennom et styresignal.

Den vanligste og mest brukte typen elektromagnetisk relé (EMR) er den elektromekaniske utformingen.

Slik ser ett design ut fra en rekke produkter kalt elektromagnetiske reléer. Her vises en lukket versjon av mekanismen ved hjelp av et gjennomsiktig plexiglassdeksel

Det grunnleggende kontrollskjemaet for ethvert utstyr gir alltid muligheten til å slå det av og på. Den enkleste måten å utføre disse trinnene på er å bruke strømlåsbrytere.

Manuelt betjente brytere kan brukes til styring, men har ulemper. Deres åpenbare ulempe er å sette "på" eller "av" tilstandene fysisk, det vil si manuelt.

Manuelle koblingsenheter er vanligvis store, saktevirkende, i stand til å bytte små strømmer.

Den manuelle brytermekanismen er en "fjern slektning" av elektromagnetiske reléer. Gir samme funksjonalitet - bytte arbeidslinjer, men styres utelukkende manuelt

I mellomtiden er elektromagnetiske releer hovedsakelig representert av elektrisk styrte brytere. Enhetene har forskjellige former, dimensjoner og er delt inn i henhold til deres nominelle effektnivå. Mulighetene for deres anvendelse er omfattende.

Slike enheter, utstyrt med ett eller flere par kontakter, kan være en del av en enkelt design av større kraftaktuatorer - kontaktorer, som brukes til å bytte nettspenning eller høyspenningsenheter.

Grunnleggende prinsipper for EMR-drift

Tradisjonelt brukes releer av elektromagnetisk type som en del av elektriske (elektroniske) svitsjekontrollkretser. I dette tilfellet installeres de enten direkte på kretskort eller i fri posisjon.

Generell struktur av enheten

Laststrømmene til produktene som brukes, måles vanligvis fra brøkdeler av en ampere til 20 A eller mer. Relékretser er utbredt i elektronisk praksis.

Enheter med ulike konfigurasjoner, designet for installasjon på elektroniske kretskort eller direkte som en separat installert enhet

Utformingen av et elektromagnetisk relé konverterer den magnetiske fluksen generert av den påførte AC/DC-spenningen til mekanisk kraft. Takket være den resulterende mekaniske kraften blir kontaktgruppen kontrollert.

Det vanligste designet er en produktform som inkluderer følgende komponenter:

• spennende spiral;
• stål kjerne;
• støtte chassis;
• kontaktgruppe.

Stålkjernen har en fast del kalt vippe og en bevegelig fjærbelastet del kalt anker.

I hovedsak utfyller ankeret magnetfeltkretsen ved å lukke luftgapet mellom den stasjonære elektriske spolen og det bevegelige ankeret.

Detaljert utforming av strukturen: 1 - frigjøringsfjær; 2 - metallkjerne; 3 - anker; 4 – kontakt normalt lukket; 5 – kontakt normalt åpen; 6 – generell kontakt; 7 - spole av kobbertråd; 8 - rocker

Armaturet beveger seg på hengsler eller roterer fritt under påvirkning av det genererte magnetfeltet. Dette lukker de elektriske kontaktene som er festet til beslagene.

Vanligvis returnerer en returfjær(er) plassert mellom vippearmen og ankeret kontaktene til sin opprinnelige posisjon når reléspolen er deaktivert.

Drift av det elektromagnetiske relésystemet

En enkel klassisk EMR-design har to sett med elektrisk ledende kontakter.

Basert på dette realiseres to tilstander i kontaktgruppen:

1. Normalt åpen kontakt.
2. Normalt lukket kontakt.

Følgelig er et par kontakter klassifisert som normalt åpne (NO) eller, i en annen tilstand, normalt lukket (NC).

For et relé med en normalt åpen kontaktposisjon oppnås den "lukkede" tilstanden kun når feltstrømmen går gjennom den induktive spolen.

Ett av to mulige alternativer for å angi standard kontaktgruppe. Her, i spenningsløs tilstand av spolen, er "standard"-posisjonen satt til normalt lukket (lukket) posisjon

I et annet alternativ forblir den normalt lukkede posisjonen til kontaktene konstant når det ikke er noen eksitasjonsstrøm i spolekretsen. Det vil si at bryterkontaktene går tilbake til sin normale lukkede stilling.

Derfor bør begrepene "normalt åpen" og "normalt lukket" referere til tilstanden til de elektriske kontaktene når reléspolen er deaktivert, det vil si at reléforsyningsspenningen er slått av.

Elektriske relékontaktgrupper

Relékontakter er vanligvis elektrisk ledende metallelementer som berører hverandre og fullfører en krets, som fungerer på samme måte som en enkel bryter.

Når kontaktene er åpne, måles motstanden mellom de normalt åpne kontaktene som en høy verdi i megaohm. Dette skaper en åpen kretstilstand når passering av strøm i spolekretsen er eliminert.

Kontaktgruppen til enhver elektromekanisk bryter i åpen modus har en motstand på flere hundre megaohm. Verdien av denne motstanden kan variere litt mellom ulike modeller.

Hvis kontaktene er lukket, bør kontaktmotstanden teoretisk være null - resultatet av en kortslutning.

Imidlertid er denne tilstanden ikke alltid observert.Kontaktgruppen til hvert enkelt relé har en viss kontaktmotstand i "lukket" tilstand. Denne motstanden kalles stabil.

Funksjoner ved passering av laststrømmer

For praksisen med å installere et nytt elektromagnetisk relé, er bryterkontaktmotstanden notert å være liten, vanligvis mindre enn 0,2 Ohm.

Dette forklares enkelt: nye tips forblir rene for nå, men over tid vil motstanden til spissen uunngåelig øke.

For kontakter som fører en strøm på 10 A, vil for eksempel spenningsfallet være 0,2x10 = 2 volt (Ohms lov). Fra dette viser det seg at hvis forsyningsspenningen som tilføres kontaktgruppen er 12 volt, vil spenningen for lasten være 10 volt (12-2).

Når metallkontaktspisser slites uten å være skikkelig beskyttet mot høye induktive eller kapasitive belastninger, er lysbueskader uunngåelig.

En elektrisk lysbue på en av kontaktene til en elektromekanisk bryterenhet. Dette er en av årsakene til skade på kontaktgruppen i mangel av forsvarlige tiltak

En elektrisk lysbue - gnister ved kontaktene - fører til en økning i kontaktmotstanden til spissene og som en konsekvens til fysisk skade.

Hvis du fortsetter å bruke reléet i denne tilstanden, kan kontaktspissene fullstendig miste sine fysiske kontaktegenskaper.

Men det er en mer alvorlig faktor når lysbueskader ender opp med å sveise kontaktene sammen, og skaper kortslutningsforhold.

I slike situasjoner er det fare for skade på kretsen kontrollert av EMR.

Så hvis kontaktmotstanden øker på grunn av påvirkningen av den elektriske lysbuen med 1 Ohm, øker spenningsfallet over kontaktene for samme belastningsstrøm til 1 × 10 = 10 volt DC.

Her kan størrelsen på spenningsfallet over kontaktene være uakseptabelt for lastkretsen, spesielt når du arbeider med forsyningsspenninger på 12-24 V.

Materialtype for relékontakt

For å redusere påvirkningen av den elektriske lysbuen og høye motstander, er kontaktspissene til moderne elektromekaniske reléer laget eller belagt med forskjellige sølvbaserte legeringer.

På denne måten er det mulig å forlenge levetiden til kontaktgruppen betydelig.

Spisser av kontaktplater til elektromekaniske koblingsenheter. Her er alternativene for sølvbelagte tips. Denne typen belegg reduserer skadefaktoren

I praksis brukes følgende materialer for å behandle tuppene til kontaktgruppene til elektromagnetiske (elektromekaniske) reléer:

• Ag - sølv;
• AgCu - sølv-kobber;
• AgCdO - sølv-kadmiumoksid;
• AgW - sølv-wolfram;
• AgNi - sølv-nikkel;
• AgPd - sølv-palladium.

Å øke levetiden til spissene til relékontaktgruppene ved å redusere antall elektriske lysbuer oppnås ved å koble til resistive kondensatorfiltre, også kalt RC-dempere.

Disse elektroniske kretsene er koblet parallelt med kontaktgrupper av elektromekaniske releer. Spenningstoppen, som noteres ved åpning av kontaktene, med denne løsningen ser ut til å være trygt kort.

Bruken av RC-dempere gjør det mulig å undertrykke den elektriske lysbuen som dannes ved kontaktspissene.

Typisk utforming av EMR-kontakter

I tillegg til de klassiske normalt åpne (NO) og normalt lukkede (NC) kontaktene, involverer mekanikken til relésvitsjing også klassifisering basert på handling.

Funksjoner ved utformingen av koblingselementer

Relékonstruksjoner av elektromagnetisk type i denne utførelse tillater én eller flere separate bryterkontakter.

Slik ser en enhet ut, teknologisk konfigurert for SPST-design - enpolet og ensrettet. Det finnes også andre versjoner tilgjengelig

Utformingen av kontaktene er preget av følgende sett med forkortelser:

• SPST (Single Pole Single Throw) - enpolet ensrettet;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - enpolet toveis;
• DPST (Double Pole Single Throw) – bipolar ensrettet;
• DPDT (Double Pole Double Throw) – bipolar toveis.

Hvert slikt forbindelseselement er betegnet som en "pol". Enhver av dem kan kobles til eller tilbakestilles, samtidig som reléspolen aktiveres.

Finesser ved bruk av enheter

Til tross for enkelheten i utformingen av elektromagnetiske brytere, er det noen finesser i praksisen med å bruke disse enhetene.

Eksperter anbefaler derfor kategorisk ikke å koble alle relékontakter parallelt for å bytte en høystrømsbelastningskrets på denne måten.

Koble for eksempel til en belastning på 10 A ved å koble to kontakter parallelt, som hver er klassifisert for en strøm på 5 A.

Disse installasjonsfinhetene skyldes det faktum at kontaktene til mekaniske reléer aldri lukkes eller åpnes på samme tid.

Som et resultat vil en av kontaktene uansett bli overbelastet.Og selv med tanke på en kortvarig overbelastning, er for tidlig feil på enheten i en slik forbindelse uunngåelig.

Feil drift, samt tilkobling av reléet utenfor de etablerte installasjonsreglene, ender vanligvis med dette utfallet. Nesten alt innholdet inne var utbrent

Elektromagnetiske produkter kan brukes som en del av elektriske eller elektroniske kretser med lavt strømforbruk som brytere for relativt høye strømmer og spenninger.

Imidlertid er det strengt tatt ikke anbefalt å sende forskjellige belastningsspenninger gjennom tilstøtende kontakter på samme enhet.

Bytt for eksempel mellom 220 V AC og 24 V DC. Separate produkter bør alltid brukes for hvert alternativ for å sikre sikkerheten.

Teknikker for beskyttelse mot omvendt spenning

En betydelig del av ethvert elektromekanisk relé er spolen. Denne delen er klassifisert som en høy induktansbelastning fordi den er trådviklet.

Enhver trådviklet spole har en viss impedans, bestående av induktans L og motstand R, og danner dermed en seriekrets LR.

Når strømmen flyter gjennom spolen, dannes et eksternt magnetfelt. Når strømmen i spolen stoppes i "av"-modus, øker den magnetiske fluksen (transformasjonsteori) og en høy revers EMF (elektromotorisk kraft) spenning genereres.

Denne induserte reversspenningsverdien kan være flere ganger større enn svitsjespenningen.

Følgelig er det en risiko for skade på halvlederkomponenter som befinner seg i nærheten av reléet. For eksempel en bipolar eller felteffekttransistor som brukes til å påføre spenning til en reléspole.

Kretsalternativer som gir beskyttelse for halvlederkontrollelementer - bipolare og felteffekttransistorer, mikrokretser, mikrokontrollere

En måte å forhindre skade på en transistor eller en hvilken som helst svitsjende halvlederenhet, inkludert mikrokontrollere, er å koble en omvendt forspent diode til reléspolekretsen.

Når strømmen som strømmer gjennom spolen umiddelbart etter utkobling genererer en indusert tilbake EMF, åpner denne reversspenningen den reverserte dioden.

Gjennom halvlederen spres den akkumulerte energien, noe som forhindrer skade på kontrollhalvlederen - transistor, tyristor, mikrokontroller.

Halvlederen som ofte er inkludert i spolekretsen kalles også:

• svinghjul diode;
• bypass diode;
• reversert diode.

Det er imidlertid ikke stor forskjell mellom elementene. De utfører alle én funksjon. I tillegg til bruken av reverse bias-dioder, brukes andre enheter for å beskytte halvlederkomponenter.

De samme kjedene med RC-dempere, metalloksidvaristorer (MOV), zenerdioder.

Merking av elektromagnetiske reléenheter

Tekniske betegnelser som inneholder delvis informasjon om enhetene, er vanligvis angitt direkte på chassiset til den elektromagnetiske koblingsenheten.

Denne betegnelsen ser ut som en forkortelse og et tallsett.

Hver elektromekanisk bryterenhet er tradisjonelt merket. Omtrent følgende sett med symboler og tall brukes på karosseriet eller chassiset, som indikerer visse parametere

Eksempel på kassemerking av elektromekaniske releer:

RES32 RF4.500.335-01

Denne oppføringen er dechiffrert som følger: lavstrøms elektromagnetisk relé, 32-serien, tilsvarende designet i henhold til RF-passet 4.500.335-01.

Imidlertid er slike betegnelser sjeldne. Oftere er det forkortede versjoner uten eksplisitt indikasjon på GOST:

RES32 335-01

Produksjonsdatoen og batchnummeret er også merket på chassiset (på kroppen) til enheten. Detaljert informasjon finnes i det tekniske databladet for produktet. Hver enhet eller batch leveres med et pass.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Videoen forklarer populært hvordan elektromekanisk koblingselektronikk fungerer. Finessene i design, tilkoblingsfunksjoner og andre detaljer er tydelig bemerket:

Elektromekaniske releer har vært brukt som elektroniske komponenter i ganske lang tid. Imidlertid kan denne typen koblingsenheter betraktes som foreldet. Mekaniske enheter blir i økende grad erstattet av mer moderne enheter – rent elektroniske. Et slikt eksempel er solid state releer.

Har du spørsmål, funnet feil eller har interessante fakta om emnet som du kan dele med besøkende på nettstedet vårt? Legg igjen kommentarer, still spørsmål og del opplevelsen din i kontaktblokken under artikkelen.