Elektromagnetisch relais: apparaat, typen, markering, aansluiting en afstelling

De omzetting van elektrische signalen in de overeenkomstige fysieke hoeveelheid - beweging, kracht, geluid, enz., Wordt uitgevoerd met behulp van aandrijvingen. De drive moet worden geclassificeerd als een transducer, aangezien dit apparaat van het ene type fysieke hoeveelheid naar het andere verandert.

De aandrijving wordt meestal geactiveerd of geregeld door een laagspanningssignaal. Het is bovendien geclassificeerd als een binair of continu apparaat op basis van het aantal stabiele toestanden. Het elektromagnetische relais is dus een binaire schijf, rekening houdend met twee bestaande stabiele toestanden: aan / uit.

In het onderhavige artikel worden de principes van de werking van het elektromagnetische relais en de omvang van het gebruik van de apparaten in detail besproken.

De basis van de rit

De term "relais" is kenmerkend voor apparaten die een elektrische verbinding tussen twee of meer punten bieden door middel van een besturingssignaal.

Het meest voorkomende en meest gebruikte type elektromagnetisch relais (EMR) is een elektromechanisch ontwerp.

Het schema van fundamentele controle over alle apparatuur biedt altijd de mogelijkheid om aan en uit te schakelen. De gemakkelijkste manier om dit te doen, is om de schakelaar voor de stroomvergrendeling te gebruiken.

Handmatige actieschakelaars kunnen worden gebruikt om te bedienen, maar hebben nadelen. Hun duidelijke nadeel is het instellen van toestanden "aan" of "uitgeschakeld" door fysieke middelen, dat wil zeggen handmatig.

Handmatige schakelapparaten zijn in de regel groot en langzaam, in staat om kleine stromen te schakelen.

Ondertussen worden elektromagnetische relais voornamelijk weergegeven door elektrisch gestuurde schakelaars. Apparaten hebben verschillende vormen, afmetingen en worden gedeeld door het niveau van nominaal vermogen. De mogelijkheden van hun toepassing zijn uitgebreid.

Dergelijke apparaten, uitgerust met een of meerdere paren contacten, kunnen worden opgenomen in een enkele structuur van groter vermogensaandrijvingen - magneetschakelaars die worden gebruikt voor het schakelen van netspanning of hoogspanning apparaten.

Fundamentele beginselen van EWM

Traditioneel worden relais van het elektromagnetische type gebruikt als onderdeel van elektrische (elektronische) schakelbesturingsschakelingen. In dit geval worden ze ofwel direct op printplaten geïnstalleerd, of in een vrije positie.

Algemene structuur van het apparaat

De belastingstromen van de gebruikte producten worden meestal gemeten van breuken van een versterker tot 20 A of meer. Relaiscircuits zijn wijdverspreid in de elektronische praktijk.

Het ontwerp van het elektromagnetische relais zet de magnetische flux die wordt gecreëerd door de toegepaste AC / DC-spanning om in mechanische kracht. Vanwege de verkregen mechanische kracht, wordt de controle van de contactgroep uitgevoerd.

Het meest voorkomende ontwerp is de vorm van het product, inclusief de volgende componenten:

• excitatiespoel;
• stalen kern;
• ondersteuning chassis;
• contactgroep.

De stalen kern heeft een vast onderdeel, een wip genaamd, en een beweegbaar veerbelast gedeelte, een anker genoemd.

In feite vult het anker het magnetische veldcircuit aan, waarbij de luchtspleet tussen de vaste elektrische spoel en het bewegende anker wordt gesloten.

Het anker beweegt op scharnieren of roteert vrij onder de actie van het opgewekte magnetische veld. Hiermee worden de elektrische contacten gesloten die op de klep zijn aangesloten.

In de regel brengt de veer (veer) van de tegengestelde slag die zich tussen de tuimelaar en het anker bevindt, de contacten terug naar de beginpositie wanneer de relaisspoel in de spanningsloze toestand is.

Actie relais elektromagnetisch systeem

Een eenvoudig klassiek EMR-ontwerp heeft twee sets elektrisch geleidende contacten.

Op basis hiervan worden twee toestanden van de contactgroep gerealiseerd:

1. Normaal open contact.
2. Normaal gesloten contact.

Dienovereenkomstig wordt een paar contacten geclassificeerd als normaal open (NO) of, in een andere toestand zijnde, normaal gesloten (NC).

Voor relais met normaal open contacten wordt de toestand "gesloten" alleen bereikt wanneer de excitatiestroom een ​​inductieve spoel passeert.

In een andere uitvoeringsvorm blijft de normaal gesloten positie van de contacten constant wanneer de excitatiestroom afwezig is in het spoelcircuit. Dat wil zeggen, de schakelcontacten keren terug naar hun normale gesloten positie.

Daarom moeten de termen "normaal open" en "normaal gesloten" worden verwezen naar de toestand van de elektrische contacten wanneer de relaisspoel niet-bekrachtigd is, dat wil zeggen dat de relaisvoedingsspanning is uitgeschakeld.

Groepen elektrische contactrelais

Relaiscontacten worden meestal weergegeven door elektrisch geleidende metalen elementen die in contact met elkaar zijn en die het circuit afsluiten en zich gedragen als een eenvoudige schakelaar.

Als de contacten open zijn, wordt de weerstand tussen normaal open contacten gemeten met een hoge waarde in megohms. Dit creëert een open circuitconditie wanneer de passage van stroom in het spoelcircuit is uitgesloten.

Als de contacten gesloten zijn, moet de contactweerstand theoretisch nul zijn - het resultaat van een kortsluiting.

Deze voorwaarde wordt echter niet altijd vermeld. De contactgroep van elk afzonderlijk relais heeft een bepaalde contactweerstand in de "gesloten" toestand. Een dergelijke weerstand wordt stabiel genoemd.

Kenmerken van het passeren van belastingstromen

Voor de praktijk van het installeren van een nieuw elektromagnetisch relais, wordt de contactweerstand van insluiting gemarkeerd door een kleine waarde, meestal minder dan 0,2 Ohm.

De reden is simpel: nieuwe tips blijven voorlopig nog schoon, maar na verloop van tijd zal de weerstand van de punt onvermijdelijk toenemen.

Voor contacten onder een stroom van 10 A is de spanningsdaling bijvoorbeeld 0,2 x 10 = 2 volt (wet van Ohm). Vanaf hier blijkt - als de voedingsspanning die op de contactgroep wordt toegepast 12 volt is, dan is de spanning voor de belasting 10 volt (12-2).

Wanneer metalen contactpunten slijten, niet goed beschermd zijn tegen hoog inductieve of capacitieve belastingen, wordt het onvermijdelijk dat schade door het effect van elektrisch boog.

Elektrische vlamboog - vonken aan de contacten - leidt tot een toename van de contactweerstand van de tips en, bijgevolg, tot fysieke schade.

Als u het relais in deze situatie blijft gebruiken, kunnen de contacttips de fysieke eigenschappen van het contact volledig verliezen.

Maar er is een ernstiger factor wanneer, als gevolg van een boogschade, de contacten uiteindelijk lassen, waardoor kortsluitingsomstandigheden ontstaan.

In dergelijke situaties is het risico van schade aan het circuit dat wordt bewaakt door het magnetische veld niet uitgesloten.

Dus als de contactweerstand met 1 Ohm toeneemt van de invloed van een elektrische boog, neemt de spanningsval over de contacten voor dezelfde belastingsstroom toe tot 1 × 10 = 10 volt gelijkstroom.

Hier kan de grootte van de spanningsval op de contacten onaanvaardbaar zijn voor het belastingscircuit, vooral wanneer gewerkt wordt met voedingsspanningen van 12-24 V.

Soort materiaal contacten relais

Om de invloed van een elektrische boog en hoge weerstanden te verminderen, worden de contactpunten van moderne elektromechanische relais gemaakt of gecoat met verschillende legeringen op basis van zilver.

Op deze manier is het mogelijk om de levensduur van de contactgroep aanzienlijk te verlengen.

In de praktijk wordt het gebruik van de volgende materialen opgemerkt, waarmee de toppen van de contactgroepen van een elektromagnetisch (elektromechanisch) relais worden verwerkt:

• Ag - zilver;
• AgCu - zilver-koper;
• AgCdO - zilver-cadmiumoxide;
• AgW - zilver-wolfraam;
• AgNi - zilver-nikkel;
• AgPd - zilver-palladium.

Verhoog de levensduur van tips van contactgroepen van relais door het aantal formaties te verminderen elektrische boog, wordt bereikt door het aansluiten van weerstand-condensatorfilters, ook wel genoemd RC-dempers.

Deze elektronische circuits zijn parallel verbonden met de contactgroepen van elektromechanische relais. De spanningspiek, die wordt waargenomen op het moment dat de contacten worden geopend, lijkt met deze oplossing veilig kort te zijn.

Het gebruik van RC-dempers kan de elektrische boog onderdrukken die op de contactpunten wordt gevormd.

Typische uitvoering van EMR-contacten

Naast de klassieke normaal open (NO) en normaal gesloten (NC) contacten, suggereert de mechanica van relaisschakeling ook classificatie op basis van de actie.

Kenmerken van de uitvoering van verbindingselementen

Het ontwerp van het relais van het elektromagnetische type in deze uitvoeringsvorm maakt de aanwezigheid van een of meer individuele schakelcontacten mogelijk.

De uitvoering van contacten wordt gekenmerkt door de volgende reeks afkortingen:

• SPST (Single Pole Single Throw) - unipolair unidirectioneel;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - unipolair bidirectioneel;
• DPST (Double Pole Single Throw) - bipolair unidirectioneel;
• DPDT (Double Pole Double Throw) - Bipolair bidirectioneel.

Elk dergelijk verbindingselement wordt aangeduid als een "pool". Elk van deze kan worden aangesloten of gereset, terwijl tegelijkertijd de relaisspoel wordt geactiveerd.

Subtiliteiten van toepassing van apparaten

Met alle eenvoud van het ontwerp van elektromagnetische schakelaars zijn er een aantal subtiliteiten in de praktijk van het gebruik van deze apparaten.

Experts raden dus categorisch niet aan om alle relaiscontacten parallel aan te sluiten om op deze manier het belastingscircuit met een hoge stroom te schakelen.

Verbind bijvoorbeeld de belasting met 10 A door een parallelle verbinding van twee contacten, die elk zijn ontworpen voor een stroom van 5 A.

Deze subtiliteiten van installatie zijn te wijten aan het feit dat de contacten van mechanische relais nooit in een enkel moment sluiten of openen.

Als gevolg hiervan zal in elk geval een van de contacten overbelast raken. En zelfs met de kortstondige overbelasting is een voortijdig falen van het apparaat in een dergelijke verbinding onvermijdelijk.

Elektromagnetische producten kunnen worden gebruikt in de samenstelling van elektrische of elektronische schakelingen met een laag energieverbruik als schakelaars voor relatief hoge stromen en spanningen.

Het wordt echter ten zeerste afgeraden om verschillende belastingsspanningen door aangrenzende contacten van hetzelfde apparaat te laten gaan.

Wissel bijvoorbeeld de wisselspanning van 220 V en DC 24 V. Gebruik altijd afzonderlijke producten voor elk van de opties om de veiligheid te garanderen.

Technieken voor bescherming tegen omgekeerde spanning

Een belangrijk detail van elk elektromechanisch relais is de spoel. Dit onderdeel behoort tot het afvoeren van een lading met een hoge inductantie, omdat deze een wikkeling heeft.

Elke draadgewikkelde spoel heeft enige impedantie, bestaande uit inductantie L en weerstand R, waardoor een serieschakeling LR wordt gevormd.

Terwijl de stroom door de spoel vloeit, wordt een extern magnetisch veld gecreëerd. Wanneer de stroom in de spoel stopt in de "uit" -modus, neemt de magnetische flux toe (transformatietheorie) en treedt een hoge sperspanning EMF (elektromotorische kracht) op.

Deze geïnduceerde waarde van de sperspanning kan enkele malen hoger zijn dan de schakelspanning.

Bijgevolg bestaat er een risico op schade aan halfgeleidercomponenten die zich in de buurt van het relais bevinden. Bijvoorbeeld een bipolaire of veldeffecttransistor die wordt gebruikt om spanning aan een relaisspoel toe te voeren.

Eén manier om schade aan een transistor of een andere schakelende halfgeleider te voorkomen apparaten, inclusief microcontrollers, is de optie om een ​​diipode in omgekeerde richting aan te sluiten op een spoelcircuit relais.

Wanneer de stroom die direct na het trippen door de spoel vloeit, een geïnduceerde omgekeerde EMF genereert, opent deze sperspanning de in de tegengestelde richting voorgespannen diode.

Door de halfgeleider wordt de geaccumuleerde energie gedissipeerd, wat schade aan de besturingshalfgeleider voorkomt - de transistor, thyristor, microcontroller.

Vaak opgenomen in het spoelcircuit wordt halfgeleider ook genoemd:

• diode vliegwiel;
• shuntdiode;
• omgekeerde diode.

Er is echter niet veel verschil tussen de elementen. Ze hebben allemaal dezelfde functie. Naast het gebruik van diodes met omgekeerde bias, worden andere apparaten gebruikt om de halfgeleidercomponenten te beschermen.

Dezelfde keten RC-dempers, metaaloxide varistoren (MOV), zenerdiodes.

Markering van elektromagnetische relaisapparaten

Technische aanduidingen met gedeeltelijke informatie over apparaten worden meestal rechtstreeks op het chassis van een elektromagnetisch schakelapparaat aangegeven.

Een dergelijke aanduiding in de vorm van een verkorte afkorting en numerieke set ziet eruit.

Voorbeeld van markeren van elektromechanische relais:

RES32 RF4.500.335-01

Dit record staat voor: zwakstroom elektromagnetisch relais, serie 32, overeenkomstig de uitvoering volgens RF-paspoort4.500.335-01.

Dergelijke aanduidingen zijn echter zeldzaam. Vaker worden verkorte versies gevonden zonder expliciete indicatie van GOST:

RES32 335-01

Ook is het chassis (op de behuizing) van het apparaat gemarkeerd met de productiedatum en het batchnummer. Details zijn opgenomen in het technische gegevensblad van het product. Elk apparaat of elke batch wordt aangevuld met een paspoort.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De video vertelt veel over hoe elektromechanische schakelelektronica werkt. De subtiliteiten van structuren, kenmerken van verbindingen en andere details zijn duidelijk gemarkeerd:

Elektromechanische relais gedurende een vrij lange tijd worden gebruikt als elektronische componenten. Dit type schakelapparatuur kan echter als verouderd worden beschouwd. Mechanische apparaten worden steeds vaker vervangen door modernere apparaten - puur elektronische apparaten. Eén zo'n voorbeeld is relais in vaste toestand.

Heeft u vragen, vindt u tekortkomingen of zijn er interessante feiten over het onderwerp 'worden' die u kunt delen met de bezoekers van onze site? Laat uw opmerkingen achter, stel vragen, deel uw ervaringen in het blok voor communicatie onder het artikel.