Relè elettromagnetico: dispositivo, tipi, marcatura, collegamento e regolazione

La conversione dei segnali elettrici nella quantità fisica corrispondente - movimento, forza, suono, ecc. Viene effettuata con l'aiuto di azionamenti. L'unità deve essere classificata come trasduttore, poiché questo dispositivo modifica un tipo di grandezza fisica in un'altra.

L'azionamento è solitamente attivato o controllato da un segnale di comando a bassa tensione. È inoltre classificato come dispositivo binario o continuo in base al numero di stati stabili. Quindi, il relè elettromagnetico è un azionamento binario, considerando due stati stabili esistenti: on - off.

Nel presente articolo, i principi di funzionamento del relè elettromagnetico e l'ambito di utilizzo dei dispositivi sono discussi in dettaglio.

Nozioni di base del disco

Il termine "relè" è caratteristico di dispositivi che forniscono un collegamento elettrico tra due o più punti mediante un segnale di controllo.

Il tipo di relè elettromagnetico più comune e più utilizzato (EMR) è un progetto elettromeccanico.

Lo schema di controllo fondamentale su qualsiasi apparecchiatura prevede sempre la possibilità di accensione e spegnimento. Il modo più semplice per farlo è utilizzare gli interruttori di interblocco dell'alimentazione.

Gli interruttori manuali di azione possono essere utilizzati per controllare, ma presentano degli svantaggi. Il loro ovvio svantaggio è l'impostazione degli stati "on" o "disabled" con mezzi fisici, cioè manualmente.

I dispositivi di commutazione manuali, di norma, sono di grandi dimensioni, a movimento lento, in grado di commutare piccole correnti.

Nel frattempo, i relè elettromagnetici sono rappresentati principalmente da interruttori controllati elettricamente. I dispositivi hanno forme diverse, dimensioni e sono divisi per il livello di potenza nominale. Le possibilità della loro applicazione sono estese.

Tali dispositivi, dotati di una o più coppie di contatti, possono essere inclusi in una singola struttura di dimensioni maggiori attuatori di potenza - contattori che vengono utilizzati per commutare la tensione di rete o alta tensione dispositivi.

Principi fondamentali di EWM

Tradizionalmente i relè di tipo elettromagnetico sono usati come parte di circuiti di controllo di commutazione elettrici (elettronici). In questo caso, vengono installati direttamente sui circuiti stampati o in una posizione libera.

Struttura generale del dispositivo

Le correnti di carico dei prodotti utilizzati sono solitamente misurate da frazioni di un amplificatore a 20 A o più. I circuiti a relè sono molto diffusi nella pratica elettronica.

Il design del relè elettromagnetico converte il flusso magnetico creato dalla tensione AC / DC applicata in forza meccanica. A causa della forza meccanica ottenuta, viene eseguito il controllo del gruppo di contatto.

Il design più comune è la forma del prodotto, compresi i seguenti componenti:

• bobina di eccitazione;
• nucleo d'acciaio;
• telaio di supporto;
• gruppo di contatto.

L'anima d'acciaio ha una parte fissa, chiamata un bilanciere, e una parte mobile caricata a molla, chiamata ancoraggio.

Infatti, l'ancora integra il circuito del campo magnetico, chiudendo il traferro tra la bobina elettrica fissa e l'armatura mobile.

L'armatura si muove su cardini o ruota liberamente sotto l'azione del campo magnetico generato. Questo chiude i contatti elettrici collegati alla valvola.

Di norma, la molla (molla) della corsa inversa situata tra il bilanciere e l'ancora riporta i contatti nella posizione iniziale quando la bobina del relè si trova nello stato diseccitato.

Sistema elettromagnetico a relè di azione

Un semplice design EMR classico ha due serie di contatti elettricamente conduttivi.

In base a ciò, vengono realizzati due stati del gruppo di contatto:

1. Contatto normalmente aperto
2. Contatto normalmente chiuso

Di conseguenza, una coppia di contatti è classificata come normalmente aperta (NO) o, essendo in uno stato diverso, normalmente chiusa (NC).

Per i relè con contatti normalmente aperti, lo stato "chiuso" viene raggiunto solo quando la corrente di eccitazione passa attraverso una bobina induttiva.

In un'altra forma di realizzazione, la posizione normalmente chiusa dei contatti rimane costante quando la corrente di eccitazione è assente nel circuito della bobina. Cioè, i contatti dell'interruttore ritornano nella loro normale posizione chiusa.

Pertanto, i termini "normalmente aperto" e "normalmente chiuso" devono essere riferiti allo stato dei contatti elettrici quando la bobina del relè è diseccitata, cioè la tensione di alimentazione del relè è disattivata.

Gruppi di relè di contatto elettrico

I contatti relè sono solitamente rappresentati da elementi metallici elettricamente conduttivi che sono in contatto tra loro, chiudendo il circuito, agendo come un semplice interruttore.

Quando i contatti sono aperti, la resistenza tra i contatti normalmente aperti viene misurata da un valore elevato in megohm. Ciò crea una condizione di circuito aperto quando viene escluso il passaggio di corrente nel circuito della bobina.

Se i contatti sono chiusi, la resistenza del contatto dovrebbe teoricamente essere zero - il risultato di un cortocircuito.

Tuttavia, questa condizione non è sempre nota. Il gruppo di contatto di ogni singolo relè ha una certa resistenza di contatto nello stato "chiuso". Tale resistenza è definita ferma.

Caratteristiche del passaggio delle correnti di carico

Per la pratica di installare un nuovo relè elettromagnetico, la resistenza di inclusione di inclusione è contrassegnata da un valore basso, generalmente inferiore a 0,2 Ohm.

La ragione è semplice: i nuovi suggerimenti rimangono puliti per ora, ma nel tempo, la resistenza alla punta aumenterà inevitabilmente.

Ad esempio, per i contatti con corrente di 10 A, la caduta di tensione sarà di 0,2 x 10 = 2 volt (legge di Ohm). Da qui risulta - se la tensione di alimentazione applicata al gruppo di contatto è di 12 volt, la tensione per il carico sarà di 10 volt (12-2).

Quando le punte dei contatti metallici si consumano, non essere adeguatamente protette dalle alte carichi induttivi o capacitivi, diventa inevitabile quel danno dall'effetto di elettrico arco.

L'arco elettrico, che genera scintille nei contatti, porta ad un aumento della resistenza di contatto delle punte e, di conseguenza, a danni fisici.

Se si continua a utilizzare il relè in questa condizione, i suggerimenti dei contatti possono perdere completamente la proprietà fisica del contatto.

Ma c'è un fattore più serio quando, a seguito di un danno da arco, i contatti alla fine si saldano, creando condizioni di cortocircuito.

In tali situazioni, il rischio di danni al circuito monitorato dal flussometro magnetico non è escluso.

Quindi, se la resistenza di contatto aumenta dall'influenza di un arco elettrico di 1 ohm, la caduta di tensione attraverso i contatti per la stessa corrente di carico aumenta a 1 × 10 = 10 volt CC.

Qui, l'entità della caduta di tensione sui contatti può essere inaccettabile per il circuito di carico, specialmente quando si lavora con tensioni di alimentazione di 12-24 V.

Tipo di relè contatti materiale

Per ridurre l'influenza di un arco elettrico e alte resistenze, le punte di contatto dei moderni relè elettromeccanici sono realizzate o rivestite con varie leghe a base di argento.

In questo modo, è possibile prolungare in modo significativo la durata del gruppo di contatto.

In pratica, si nota l'uso dei seguenti materiali, con cui vengono elaborate le punte dei gruppi di contatto di un relè elettromagnetico (elettromeccanico):

• Ag - argento;
• AgCu - argento-rame;
• AgCdO - ossido di argento-cadmio;
• AgW: argento-tungsteno;
• AgNi - argento-nickel;
• AgPd - argento-palladio.

Aumentare la vita utile delle punte dei gruppi di contatto dei relè riducendo il numero di formazioni arco elettrico, si ottiene collegando filtri resistore-condensatore, anche chiamati Ammortizzatori RC.

Questi circuiti elettronici sono collegati in parallelo con i gruppi di contatti dei relè elettromeccanici. Il picco di tensione, che si osserva al momento dell'apertura dei contatti, con questa soluzione sembra essere brevemente sicuro.

L'uso di smorzatori RC può sopprimere l'arco elettrico, che si forma sulle punte di contatto.

Esecuzione tipica dei contatti EMR

Oltre ai classici contatti normalmente aperti (NO) e normalmente chiusi (NC), la meccanica della commutazione dei relè suggerisce anche una classificazione basata sull'azione.

Caratteristiche dell'esecuzione degli elementi di collegamento

La progettazione del relè di tipo elettromagnetico in questa forma di realizzazione consente la presenza di uno o più contatti di interruttore individuali.

L'esecuzione dei contatti è caratterizzata dalla seguente serie di abbreviazioni:

• SPST (Single Pole Single Throw) - unipolare unidirezionale;
• SPDT (Single-Pole Double Throw) - unipolare bidirezionale;
• DPST (Double Pole Single Throw) - bipolare unidirezionale;
• DPDT (Double Pole Double Throw) - Bipolare bidirezionale.

Ciascuno di questi elementi di collegamento è designato come un "polo". Ognuno di essi può essere collegato o resettato, attivando contemporaneamente la bobina del relè.

Sottigliezze di applicazione dei dispositivi

Con tutta la semplicità del design degli interruttori elettromagnetici, ci sono alcune sottigliezze nella pratica dell'uso di questi dispositivi.

Pertanto, gli esperti categoricamente non raccomandano di collegare tutti i contatti relè in parallelo al fine di commutare il circuito di carico con una corrente elevata in questo modo.

Ad esempio, collegare il carico a 10 A mediante la connessione parallela di due contatti, ciascuno dei quali è progettato per una corrente di 5 A.

Queste sottigliezze di installazione sono dovute al fatto che i contatti dei relè meccanici non si chiudono né si aprono in un solo istante.

Di conseguenza, uno dei contatti sarà sovraccaricato in ogni caso. E anche con il sovraccarico a breve termine, un guasto prematuro del dispositivo in tale connessione è inevitabile.

I prodotti elettromagnetici possono essere utilizzati nella composizione di circuiti elettrici o elettronici a basso consumo di energia come interruttori per correnti e tensioni relativamente elevate.

Tuttavia, è severamente sconsigliabile passare diverse tensioni di carico attraverso contatti adiacenti dello stesso dispositivo.

Ad esempio, commutare la tensione CA di 220 V e DC 24 V. È necessario utilizzare sempre prodotti separati per ciascuna opzione al fine di garantire la sicurezza.

Tecniche di protezione dalla tensione inversa

Un particolare significativo di qualsiasi relè elettromeccanico è la bobina. Questa parte appartiene allo scarico di un carico con un'alta induttanza, poiché ha un avvolgimento della ferita.

Qualsiasi bobina avvolta su filo ha una certa impedenza, costituita dall'induttanza L e dalla resistenza R, formando così un circuito serie LR.

Mentre la corrente scorre attraverso la bobina, viene creato un campo magnetico esterno. Quando la corrente nella bobina si interrompe in modalità "off", il flusso magnetico aumenta (teoria della trasformazione) e si verifica un EMF ad alta tensione inversa (forza elettromotrice).

Questo valore indotto della tensione inversa può essere più volte superiore alla tensione di commutazione.

Di conseguenza, c'è il rischio di danneggiare i componenti dei semiconduttori situati vicino al relè. Ad esempio, un transistor bipolare o ad effetto di campo utilizzato per applicare la tensione a una bobina del relè.

Un modo per prevenire danni a un transistor o qualsiasi semiconduttore di commutazione i dispositivi, inclusi i microcontrollori, è l'opzione di collegare un diodo con polarizzazione inversa a un circuito bobina relè.

Quando la corrente fluisce attraverso la bobina immediatamente dopo lo sgancio, genera un EMF inverso indotto, questa tensione inversa apre il diodo polarizzato inverso.

Attraverso il semiconduttore, l'energia accumulata viene dissipata, il che impedisce il danneggiamento del semiconduttore di controllo - il transistor, il tiristore, il microcontrollore.

Spesso incluso nel circuito a bobina il semiconduttore è anche chiamato:

• volano a diodi;
• diodo shunt;
• diodo invertito.

Tuttavia, non c'è molta differenza tra gli elementi. Compiono tutti la stessa funzione. Oltre all'uso di diodi con polarizzazione inversa, vengono utilizzati altri dispositivi per proteggere i componenti dei semiconduttori.

La stessa catena di serrande RC, varistori di ossido di metallo (MOV), diodi zener.

Marcatura di dispositivi a relè elettromagnetici

Le denominazioni tecniche che riportano informazioni parziali sui dispositivi sono solitamente indicate direttamente sul telaio di un dispositivo di commutazione elettromagnetico.

Tale design sotto forma di abbreviazione abbreviata e set numerico assomiglia.

Esempio di marcatura di un caso di relè elettromeccanici:

RES32 RF4.500.335-01

Questo record sta per: relè elettromagnetico a bassa corrente, serie 32, corrispondente all'esecuzione secondo RF Passport4.500.335-01.

Tuttavia, tali designazioni sono rare. Più spesso sono trovate versioni abbreviate senza un'indicazione esplicita di GOST:

RES32 335-01

Inoltre, lo chassis (sulla custodia) del dispositivo è contrassegnato con la data di produzione e il numero di lotto. I dettagli sono contenuti nella scheda tecnica del prodotto. Ogni dispositivo o lotto è completato con un passaporto.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il video dice molto su come funziona l'elettronica di commutazione elettromeccanica. Le sottigliezze delle strutture, le caratteristiche delle connessioni e altri dettagli sono chiaramente indicati:

I relè elettromeccanici per un periodo piuttosto lungo vengono utilizzati come componenti elettronici. Tuttavia, questo tipo di dispositivi di commutazione può essere considerato obsoleto. I dispositivi meccanici vengono sempre più sostituiti da dispositivi più moderni, puramente elettronici. Uno di questi è relè a stato solido.

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