Druhy a účel elektromagnetického relé, zařízení a princip činnosti, výhody a nevýhody

Lidé stále častěji používají v každodenním životě vysokonapěťová zařízení, například generátory jako zdroj energie, transformátory atd. Proto je často nutné kontrolovat úroveň toku proudu v obvodu. V tomto ovládání spočívá účel relé.

Relé je elektrický spínač určený k připojení a odpojení obvodu, když jsou vytvořeny určité podmínky. Toto zařízení patří do kategorie zařízení, která regulují činnost ovládaných objektů při příjmu signálu. Relé reguluje elektrický obvod, který je řízen. A obvod, kterým signál prochází, je řídicí obvod.

Klasifikace a účel relé

Existuje základní klasifikace typů relé, podle které je zvykem je dále dělit do následujících kategorií a typů.

Podle účelu se rozlišují následující typy relé:

• Ovládací relé. Používají se v nízkonapěťových zařízeních jako konstrukční prvky i jako samostatné ovládací prvky;
• Ochranné relé. Navrženo k ochraně zařízení s tepelnými kontakty, například elektromotorů, ventilátorů;
instagram viewer
• Signalizace. Používají se v autech, domech, organizacích, k ochraně území soukromého sektoru, ve výrobě atd.

Podle principu činnosti se dělí na:

• Elektromagnetické. Jsou to složitější zařízení a používají se v automatizačních a řídicích systémech;
• Magnetoelektrický. Fungují pouze tehdy, je-li přítomen stejnosměrný proud;
• Zařízení indukčních relé pracují na principu interakce magnetických toků s indukovanými proudy;
• Tepelné pojistky se používají jako pojistky v elektromotorech k ochraně před přehřátím;
• Polovodičová nebo polovodičová relé se účinně používají v systémech přesné regulace teploty.

Kontrolovaná hodnota může být:

• Proud, to znamená, že princip činnosti takových zařízení je založen na toku proudu do určitého konstrukčního prvku, nejčastěji kotva nebo cívka jako taková;
• Výkonové relé. Zařízení pracuje pod vlivem určité síly, která se vytváří v kontrolovaném prostředí;
• Zařízení pracující pod vlivem jakékoli frekvence na vinutí;
• Fungování za podmínek určitého napětí.

Podle způsobu ovlivnění ovládacího prvku se rozlišují:

• kontakt, jak název napovídá, taková relé používají kontakty, které vytvářejí silové pole ve vzájemném kontaktu;
• bezkontaktní relé, u kterých se obvod sepne a rozepne změnou jednoho z parametrů obvodu.

Podle designu se dělí na:

• elektrické - používá se k zapnutí a vypnutí obvodu v zařízeních, která vyžadují velké zatížení;
• jazýčkové spínače - ve svém provedení mají jazýčkový spínač s cívkou, to znamená malou vakuovou patronu, která je naplněna plynem;
• elektrotermické, princip činnosti takových relé je založen na lineární roztažnosti kovů.

Existuje mnoho dalších typů, které se používají ve vysoce specializovaných oblastech. Jako příklad lze uvést časová relé, napěťová relé, mezilehlá relé a další.

Konstrukce relé

Reléová zařízení jednoduchého obvodu se skládají z magnetů, kotvy a kontaktů. K uzavření obvodu v takovém zařízení dochází přivedením proudu do magnetu, který následně uzavře kotvu s kontaktem. To znamená, že uzavření obvodu je výsledkem uzavření kotvy. K otevření obvodu dochází v opačném pořadí. Když se přívod proudu do magnetu sníží, kotva se vrátí do původního stavu, to znamená, že se otevře a následně otevře obvod.

Kromě výše uvedených součástí mohou být do konstrukce reléových spínačů zahrnuty odpory. Poskytují přesnější a stabilnější provoz zařízení a fungují také jako kondenzátory, které zabraňují jiskrám v drátu a náhlým napěťovým rázům.

Pokud jde o relé elektromagnetického typu, jedná se o složitější zařízení jak principem činnosti, tak konstrukcí. Skládají se z následujících prvků:

• kontakty;
• kotvy;
• plochá pružina;
• vinutí;
• jádro;
• jho;
• rám;
• důvody.

Zařízení se zapne, když je na vinutí přiveden elektrický proud. Když je dosaženo množství proudu potřebného k vytvoření elektromagnetické vlny, pružina se začne pohybovat k povrchu třmenu, zatímco pružina se vlivem magnetické vlny mírně ohne. Působení kotvy pohání kontakt, což ovlivňuje vnější kontakt. A ten se dostane do kontaktu s vodičem a obvod se uzavře.

Stabilní provoz relé přímo závisí na množství elektrického proudu dodávaného do vinutí. Pokud to nestačí, nemůže se vytvořit magnetická vlna a bez ní armatura nemůže fungovat. Proto i při mírném snížení dodávky proudu zařízení přestane fungovat a vypne se.

Některá z těchto zařízení jsou vybavena více páry kontaktů, což umožňuje vytvoření a přerušení více elektrických obvodů současně.

​

Aplikace ve výrobě i v běžném životě

Nejběžnější jsou elektromagnetická spínací zařízení. Často se používají v oblasti výroby elektrické energie. Poskytují ochranu vedení vysokého napětí a udržují bezpečný provoz všech připojených zařízení.

Ovládací prvky konstrukce relé umožňují práci s vysokým napětím až několik set tisíc voltů.

Popularita elektromagnetických relé je vysvětlena následujícím:

• prvky, které jsou součástí designu, mají dlouhou životnost;
• mít okamžitou odezvu na odchylky parametrů připojených zařízení od normy;
• může fungovat v podmínkách vysokonapěťových magnetických polí a vyloučit tvorbu cizích elektrických potenciálů.

Elektromagnetické spínače slouží k zálohování elektrického vedení a k odstranění poškozeného úseku ze sítě. Reléová zařízení, jmenovitě ochrana, kterou dnes poskytují, jsou považována za nejúčinnější.

Používají se také v dopravníkových systémech řízení výroby. Protože v takových systémech se často tvoří parazitní potenciály vysokého výkonu, které mohou snadno poškodit polovodičová relé a další zařízení k nim připojená. Polovodičové systémy selhávají kvůli vysoké statické elektřině, která může způsobit poškození. Proto byly nahrazeny elektromagnetickými relé a jsou neutrální vůči statické elektřině.

Zařízení spínacího elektromagnetického typu se efektivně používají v zařízeních s dálkovým ovládáním a dokonce i v počítačích jako prvky, které provádějí elementární logické operace. Právě díky použití takových přepínačů počítače předčily spolehlivost počítačů, které se objevily později.

Příklady použití relé lze uvést ze života. Všichni lidé při své činnosti používají domácí spotřebiče, ledničky, pračky, televizory a další spotřebiče. Jejich princip činnosti je založen na činnosti elektromagnetických relé.

Výhody a nevýhody spínačů

Široké použití elektromagnetických relé v různých oblastech činnosti je způsobeno přítomností řady výhod oproti polovodičovým a jiným typům. Mezi výhody patří:

• schopnost zavírat a otevírat obvody s celkovým výkonem nepřesahujícím 4 kilowatty o objemu nejvýše 10 kubických centimetrů;
• odolnost vůči podmínkám prudké změny úrovně napětí v sítích, které mohou vzniknout v důsledku výboje blesku nebo při práci s vysokonapěťovým zařízením;
• konstrukční prvek, který zajišťuje elektrickou izolaci,
• schopnost vytvářet malé množství tepla při nízkém napětí;
• jsou mnohem levnější než polovodičová relé.

Mezi nevýhody patří:

• nízká rychlost práce;
• přítomnost omezení týkajících se zdroje, jak mechanických, tak elektrických;
• vytváření rušení rádiových vln během přepínacích procesů;
• přítomnost vážných problémů při zavírání a otevírání vysokonapěťových a indukčních stejnosměrných obvodů.

Elektromagnetická relé se používají při řízení výrobních linek, dopravníků, v oblastech se zvýšenými parazitními potenciály, kde nelze použít polovodičové prvky.