Elektromagnetické relé: zařízení, typy, značení, připojení a seřízení

Převod elektrických signálů na odpovídající fyzikální veličinu - pohyb, síla, zvuk atd. Se provádí pomocí pohonů. Měnič by měl být klasifikován jako převodník, protože toto zařízení mění jeden typ fyzické veličiny na jinou.

Pohon je obvykle aktivován nebo řízen signálem nízkého napětí. Dále je klasifikován jako binární nebo spojité zařízení na základě počtu stabilních stavů. Elektromagnetické relé je tedy binární jednotka, která zvažuje dva existující stabilní stavy: on - off.

V tomto článku jsou podrobně diskutovány principy fungování elektromagnetického relé a rozsah použití zařízení.

Základy měniče

Termín "relé" je charakteristický pro zařízení, která poskytují elektrické spojení mezi dvěma nebo více body pomocí řídicího signálu.

Nejběžnějším a široce používaným typem elektromagnetického relé (EMR) je elektromechanický design.

Schéma základního ovládání jakéhokoliv zařízení vždy zajišťuje možnost zapnutí a vypnutí. Nejjednodušší způsob je použít přepínače napájení.

Ruční ovládání může být použito pro ovládání, ale má nevýhody. Jejich zjevnou nevýhodou je nastavení stavů „on“ nebo „disabled“ fyzickými prostředky, tj. Ručně.

Ruční spínací zařízení jsou zpravidla velká, pomalá, schopná spínat malé proudy.

Mezitím jsou elektromagnetická relé reprezentována především elektricky ovládanými spínači. Přístroje mají různé tvary, rozměry a jsou děleny úrovní jmenovitého výkonu. Možnosti jejich aplikace jsou rozsáhlé.

Taková zařízení, vybavená jedním nebo několika páry kontaktů, mohou být obsažena v jedné struktuře větší výkonové pohony - stykače, které se používají pro spínání síťového napětí nebo vysokého napětí zařízení.

Základní principy EWM

Tradičně jsou elektromagnetická relé používána jako součást elektrických (elektronických) spínacích obvodů. V tomto případě se instalují buď přímo na desky plošných spojů, nebo ve volné poloze.

Obecná struktura zařízení

Zatěžovací proudy použitých výrobků se obvykle měří z frakcí až 20 A nebo více. Reléové obvody jsou v elektronické praxi velmi rozšířené.

Konstrukce elektromagnetického relé mění magnetický tok vytvořený aplikovaným AC / DC napětím na mechanickou sílu. Díky získané mechanické síle se provádí řízení skupiny kontaktů.

Nejběžnějším designem je tvar výrobku, včetně následujících komponent:

• budicí cívka;
• ocelové jádro;
• podpěrný podvozek;
• kontaktní skupiny.

Ocelové jádro má pevnou část, nazvanou rocker, a pohyblivou pružinu-naložený díl, volal kotvu.

Ve skutečnosti kotva doplňuje obvod magnetického pole a uzavírá vzduchovou mezeru mezi pevnou elektrickou cívkou a pohybující se armaturou.

Kotva se pohybuje na závěsech nebo se volně otáčí působením generovaného magnetického pole. Tím se uzavírají elektrické kontakty připojené k ventilu.

Pružina (pružina) reverzního zdvihu mezi kolébkou a kotvou zpravidla vrátí kontakty do výchozí polohy, když je cívka relé ve stavu bez napětí.

Akční relé elektromagnetický systém

Jednoduchý klasický design EMR má dvě sady elektricky vodivých kontaktů.

Na základě toho jsou realizovány dva stavy kontaktní skupiny:

1. Normálně otevřený kontakt.
2. Normálně zavřený kontakt.

V souladu s tím je pár kontaktů klasifikován jako normálně otevřený (NO) nebo v jiném stavu, normálně uzavřený (NC).

U relé s normálně otevřenými kontakty je stav "uzavřen" dosažen pouze tehdy, když budicí proud prochází indukční cívkou.

V jiném provedení zůstává normálně zavřená poloha kontaktů konstantní, když v budicím obvodu chybí budicí proud. To znamená, že spínací kontakty se vrátí do své normální uzavřené polohy.

Proto by měly být termíny „normálně otevřeno“ a „normálně uzavřené“ odkazovány na stav elektrických kontaktů, když je cívka relé odpojena od napětí, to znamená, že napájecí napětí relé je vypnuto.

Elektrické kontaktní reléové skupiny

Reléové kontakty jsou obvykle reprezentovány elektricky vodivými kovovými prvky, které jsou ve vzájemném kontaktu, uzavírající obvod, působící jako jednoduchý spínač.

Když jsou kontakty otevřené, odpor mezi normálně otevřenými kontakty je měřen vysokou hodnotou v megohmech. To vytváří stav otevřeného obvodu, když je vyloučen průchod proudu v obvodu cívky.

Pokud jsou kontakty sepnuty, odpor kontaktu by měl být teoreticky nulový - výsledek zkratu.

Tato podmínka však není vždy uvedena. Kontaktní skupina každého jednotlivého relé má jistý kontaktní odpor v "uzavřeném" stavu. Takový odpor se nazývá stabilní.

Vlastnosti průchodu zátěžových proudů

Pro praxi instalace nového elektromagnetického relé je kontaktní odpor inkluze označen malou hodnotou, obvykle menší než 0,2 Ohm.

Důvod je jednoduchý: nové špičky zůstávají čisté, ale časem se odolnost vůči špičce nevyhnutelně zvýší.

Například u kontaktů pod proudem 10 A bude pokles napětí 0,2 x 10 = 2 volty (Ohmův zákon). Odtud to dopadá - jestliže napájecí napětí aplikované na kontaktní skupinu je 12 voltů, pak napětí pro zátěž bude 10 voltů (12-2).

Při kontaktu s kovovými hroty se opotřebovávají, nejsou dostatečně chráněny před vysokými indukční nebo kapacitní zátěže, stává se nevyhnutelným, že poškození elektrickým proudem oblouk.

Elektrický oblouk - jiskření na kontaktech - vede ke zvýšení kontaktního odporu hrotů a následně k fyzickému poškození.

Pokud v tomto stavu nadále používáte relé, mohou kontaktní špičky zcela ztratit fyzikální vlastnosti kontaktu.

Existuje však závažnější faktor, když v důsledku poškození elektrickým obloukem kontakty nakonec svařují a vytvářejí zkratové podmínky.

V takových situacích není vyloučeno riziko poškození obvodu, který je monitorován magnetickým průtokoměrem.

Takže pokud se odpor kontaktu zvýší z vlivu elektrického oblouku o 1 ohm, pokles napětí na kontaktech pro stejný proud zátěže vzroste na 1 × 10 = 10 V DC.

Zde může být velikost poklesu napětí u kontaktů pro zátěžový obvod nepřijatelná, zejména při práci s napájecím napětím 12-24 V.

Typ relé kontaktů materiálu

Aby se snížil vliv elektrického oblouku a vysokých odporů, jsou kontaktní špičky moderních elektromechanických relé vyrobeny nebo potaženy různými slitinami na bázi stříbra.

Tímto způsobem je možné výrazně prodloužit životnost kontaktní skupiny.

V praxi je uvedeno použití následujících materiálů, s nimiž jsou zpracovávány špičky kontaktních skupin elektromagnetického (elektromechanického) relé:

• Ag - stříbro;
• AgCu - stříbro-měď;
• AgCdO - oxid stříbrný-kadmium;
• AgW - wolfram stříbrný;
• AgNi - stříbro-nikl;
• AgPd - stříbro-palladium.

Zvyšte životnost hrotů kontaktních skupin relé snížením počtu formací elektrického oblouku, se dosahuje připojením filtrů odpor-kondenzátor, nazývaných také RC tlumiče.

Tyto elektronické obvody jsou zapojeny paralelně s kontaktními skupinami elektromechanických relé. Vrchol napětí, který je pozorován v okamžiku otevření kontaktů s tímto řešením, se zdá být bezpečně krátký.

Použití tlumičů RC může potlačit elektrický oblouk, který je vytvořen na kontaktních koncích.

Typické provedení kontaktů EMR

Kromě klasických normálně otevřených (NO) a normálně sepnutých (NC) kontaktů navrhuje mechanika spínání relé také klasifikaci na základě akce.

Vlastnosti provedení spojovacích prvků

Konstrukce relé elektromagnetického typu v tomto provedení umožňuje přítomnost jednoho nebo více jednotlivých spínacích kontaktů.

Realizace kontaktů je charakterizována následujícím souborem zkratek:

• SPST (Single Pole Single Throw) - unipolární jednosměrný;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - unipolární obousměrný;
• DPST (Double Pole Single Throw) - bipolární jednosměrný;
• DPDT (Double Pole Double Throw) - bipolární obousměrný.

Každý takový spojovací prvek je označen jako „pól“. Kterákoli z nich může být připojena nebo resetována a současně aktivována cívka relé.

Jemnost použití zařízení

Se všemi jednoduchostmi návrhu elektromagnetických spínačů existují v praxi používání těchto přístrojů určité drobnosti.

Odborníci proto kategoricky nedoporučují zapojovat všechny kontakty relé paralelně, aby se tímto způsobem přepínal zátěžový obvod s vysokým proudem.

Např. Připojte zátěž na 10 A paralelním zapojením dvou kontaktů, z nichž každý je navržen pro proud 5 A.

Tyto drobnosti instalace jsou dány tím, že kontakty mechanických relé se nikdy neuzavírají ani neotevírají v jediném okamžiku.

V důsledku toho bude jeden z kontaktů v každém případě přetížen. A dokonce i při krátkodobém přetížení je nevyhnutelné předčasné selhání zařízení v takovém spojení.

Elektromagnetické produkty mohou být použity ve složení elektrických nebo elektronických obvodů s nízkou spotřebou energie jako spínače pro relativně vysoké proudy a napětí.

Nedoporučuje se však přísně přenášet různá zátěžová napětí přes sousední kontakty stejného zařízení.

Například přepněte střídavé napětí 220 V a DC 24 V. Pro každou z těchto možností byste měli vždy používat samostatné produkty, abyste zajistili bezpečnost.

Techniky reverzní ochrany napětí

Významným detailem každého elektromechanického relé je cívka. Tato část patří k vybití zátěže s vysokou indukčností, protože má vinutí vinutí.

Jakákoliv cívka s vinutým drátem má určitou impedanci, která se skládá z indukčnosti L a odporu R, takže tvoří sériový obvod LR.

Jak proud protéká cívkou, vytváří se vnější magnetické pole. Když se proud v cívce zastaví v režimu „vypnuto“, magnetický tok se zvyšuje (transformační teorie) a dochází k vysokému zpětnému napětí EMF (elektromotorická síla).

Tato indukovaná hodnota zpětného napětí může být několikanásobně vyšší než spínací napětí.

Existuje tedy nebezpečí poškození jakýchkoliv polovodičových součástí umístěných v blízkosti relé. Například bipolární tranzistor nebo tranzistor využívající pole, který se používá k aplikaci napětí na cívku relé.

Jeden způsob, jak zabránit poškození tranzistoru nebo jakéhokoli spínacího polovodiče zařízení, včetně mikrokontrolérů, je možnost připojení zpětné předpětí diody k obvodu cívky relé

Když proud, který protéká cívkou bezprostředně po vypnutí, generuje indukovaný zpětný EMF, toto reverzní napětí otevírá reverzní předpěťovou diodu.

Prostřednictvím polovodiče se akumulovaná energie rozptýlí, což zabraňuje poškození řídicího polovodiče - tranzistoru, tyristoru, mikrokontroléru.

Často je polovodič součástí cívkového obvodu také nazýván:

• setrvačník diod;
• směšovací dioda;
• invertovaná dioda.

Mezi jednotlivými prvky však není velký rozdíl. Všechny plní stejnou funkci. Kromě použití diod s obráceným předpětím se k ochraně polovodičových součástí používají i jiná zařízení.

Stejné řetězy RC-tlumiče, varistory oxidů kovů (MOV), zenerovy diody.

Značení elektromagnetických relé

Technická označení, která nesou částečné informace o zařízeních, jsou obvykle uvedena přímo na podvozku elektromagnetického spínacího zařízení.

Takové označení ve formě zkrácené zkratky a číselné množiny.

Příklad případového značení elektromechanických relé:

RES32 RF4.500.335-01

Tento záznam označuje: nízkonapěťové elektromagnetické relé, 32 sérií, odpovídající provedení podle RF Passport4.500.335-01.

Taková označení jsou však vzácná. Častěji jsou zkrácené verze nalezeny bez výslovného označení GOST:

RES32 335-01

Podvozek (na skříni) zařízení je označen datem výroby a číslem šarže. Podrobnosti jsou uvedeny v technickém listu výrobku. Každé zařízení nebo dávka je doplněna pasem.

Závěry a užitečné video na toto téma

Video vypráví hodně o tom, jak funguje elektromechanická spínací elektronika. Jemnosti konstrukcí, rysy spojení a další podrobnosti jsou jasně označeny:

Elektromechanické relé jsou po dlouhou dobu používány jako elektronické komponenty. Tento typ spínacích zařízení však lze považovat za zastaralý. Mechanická zařízení jsou stále více nahrazována modernějšími zařízeními - čistě elektronickými. Jeden takový příklad je polovodičové relé.

Máte nějaké dotazy, zjistíte nedostatky, nebo jsou zde zajímavá fakta o tématu, které můžete sdílet s návštěvníky našich stránek? Zanechte prosím své komentáře, položte otázky, podělte se o své zkušenosti v bloku pro komunikaci podle článku.