Rodzaje i przeznaczenie przekaźnika elektromagnetycznego, urządzenie i zasada działania, zalety i wady

Ludzie coraz częściej używają w życiu codziennym urządzeń wysokiego napięcia, na przykład generatorów jako źródła zasilania, transformatorów itp. Dlatego często konieczne jest kontrolowanie poziomu przepływu prądu w obwodzie. W tym sterowaniu leży cel przekaźnika.

Przekaźnik jest przełącznikiem elektrycznym przeznaczonym do łączenia i rozłączania obwodu w określonych warunkach. To urządzenie należy do kategorii urządzeń, które regulują pracę sterowanych obiektów po odebraniu sygnału. Przekaźnik reguluje kontrolowany obwód elektryczny. A obwód, przez który przechodzi sygnał, jest obwodem sterującym.

Klasyfikacja i przeznaczenie przekaźnika

Istnieje podstawowa klasyfikacja typów przekaźników, zgodnie z którą zwyczajowo dzieli się je na następujące kategorie i typy.

Celowo rozróżnia się następujące typy przekaźników:

• Przekaźnik sterujący. Stosowane są w urządzeniach niskonapięciowych jako elementy składowe, a także jako niezależne elementy sterujące;
  instagram viewer
• Przekaźnik zabezpieczający. Zaprojektowany do ochrony urządzeń ze stykami termicznymi, na przykład silników elektrycznych, wentylatorów;
• Sygnalizacja. Stosowane są w samochodach, domach, organizacjach, do ochrony terytorium sektora prywatnego, w produkcji itp.

Zgodnie z zasadą działania dzielą się na:

• Elektromagnetyczny. Są to bardziej złożone urządzenia, stosowane w systemach automatyki i sterowania;
• Magnetoelektryczny. Działają tylko wtedy, gdy obecny jest prąd stały;
• Przekaźniki indukcyjne działają na zasadzie oddziaływania strumieni magnetycznych z prądami indukowanymi;
• Bezpieczniki termiczne są stosowane jako bezpieczniki w silnikach elektrycznych w celu ochrony przed przegrzaniem;
• Przekaźniki półprzewodnikowe lub półprzewodnikowe są skutecznie stosowane w precyzyjnych systemach kontroli temperatury.

Kontrolowaną wartością może być:

• Prąd, to znaczy zasada działania takich urządzeń opiera się na przepływie prądu do określonego elementu konstrukcyjnego, najczęściej jako taka działa zwora lub cewka;
• Przekaźnik mocy. Urządzenie działa pod wpływem pewnej siły, która jest generowana w kontrolowanym środowisku;
• Urządzenia działające pod wpływem dowolnej częstotliwości na uzwojeniu;
• Funkcjonowanie w warunkach określonego napięcia.

Zgodnie z metodą oddziaływania na element sterujący rozróżnia się:

• kontakt, jak sama nazwa wskazuje, takie przekaźniki wykorzystują styki, które tworzą pole siłowe w kontakcie ze sobą;
• przekaźniki bezstykowe, w których obwód jest zamykany i otwierany poprzez zmianę jednego z parametrów obwodu.

Z założenia dzielą się na:

• elektryczny - służy do włączania i wyłączania obwodu w urządzeniach wymagających dużego obciążenia;
• kontaktrony - w swojej konstrukcji posiadają kontaktron z cewką, czyli mały wkład próżniowy wypełniony gazem;
• elektrotermiczne, zasada działania takich przekaźników opiera się na liniowej ekspansji metali.

Istnieje wiele innych typów, które są używane w wysoce wyspecjalizowanych obszarach. Jako przykład można podać przekaźniki czasowe, napięciowe, pośredniczące i inne.

Konstrukcja przekaźnika

Urządzenia przekaźnikowe prostego obwodu składają się z magnesów, zwory i styków. Zamknięcie obwodu w takim urządzeniu następuje poprzez doprowadzenie prądu do magnesu, który następnie zamyka zworę stykiem. Oznacza to, że zamknięcie obwodu jest wynikiem zamknięcia twornika. Otwieranie obwodu odbywa się w odwrotnej kolejności. Kiedy dopływ prądu do magnesu maleje, twornik powraca do swojego pierwotnego stanu, to znaczy otwiera się, a następnie otwiera obwód.

Oprócz elementów wymienionych powyżej, w konstrukcji przełączników przekaźnikowych mogą być uwzględnione rezystory. Zapewniają dokładniejszą i stabilniejszą pracę urządzeń, a także działają jak kondensatory zapobiegające iskrzeniu w przewodzie i nagłym skokom napięcia.

Jeśli chodzi o przekaźniki typu elektromagnetycznego, są to urządzenia bardziej złożone zarówno pod względem działania, jak i konstrukcji. Składają się z następujących elementów:

• Łączność;
• kotwice;
• sprężyna płaska;
• uzwojenia;
• rdzeń;
• jarzmo;
• rama;
• fusy.

Urządzenie włącza się po przyłożeniu prądu elektrycznego do uzwojenia. Po osiągnięciu wielkości prądu potrzebnego do wytworzenia fali elektromagnetycznej, sprężyna zaczyna wysuwać się na powierzchnię jarzma, natomiast sprężyna lekko ugina się pod wpływem fali magnetycznej. Działanie twornika napędza kontakt, co wpływa na kontakt zewnętrzny. I wchodzi w kontakt z przewodnikiem i obwód jest zamknięty.

Stabilna praca przekaźnika zależy bezpośrednio od ilości prądu elektrycznego dostarczanego do uzwojenia. Jeśli to nie wystarczy, fala magnetyczna nie może się uformować, a bez niej zwora nie może działać. Dlatego nawet przy niewielkim zmniejszeniu poboru prądu urządzenie przestaje działać i wyłącza się.

Niektóre z tych urządzeń są wyposażone w wiele par styków, co pozwala na jednoczesne wykonanie i przerwanie wielu obwodów elektrycznych.

​

Zastosowanie w produkcji i w życiu codziennym

Najczęściej spotykane są elektromagnetyczne urządzenia przełączające. Są często wykorzystywane w dziedzinie energetyki. Zapewniają ochronę linii wysokiego napięcia i utrzymują bezawaryjną pracę wszystkich podłączonych urządzeń.

Elementy sterujące konstrukcji przekaźnika umożliwiają pracę z wysokimi napięciami do kilkuset tysięcy woltów.

Popularność przekaźników elektromagnetycznych tłumaczy się następująco:

• elementy będące częścią konstrukcji mają długą żywotność;
• mieć natychmiastową reakcję na odchylenie parametrów podłączonych urządzeń od normy;
• może działać w warunkach pól magnetycznych o wysokim napięciu i wykluczać powstawanie obcych potencjałów elektrycznych.

Przełączniki elektromagnetyczne służą do tworzenia kopii zapasowych linii energetycznych oraz usuwania uszkodzonej sekcji z sieci. Urządzenia przekaźnikowe, a mianowicie ochrona, którą zapewniają dzisiaj, są uważane za najskuteczniejsze.

Stosowane są również w systemach przenośników sterujących produkcją. Ponieważ w takich układach często powstają potencjały pasożytnicze o dużej mocy, które mogą łatwo uszkodzić przekaźniki półprzewodnikowe i inne podłączone do nich urządzenia. Systemy półprzewodnikowe zawodzą z powodu wysokiej elektryczności statycznej, która może spowodować uszkodzenie. Dlatego zostały zastąpione przekaźnikami elektromagnetycznymi i są neutralne dla elektryczności statycznej.

Urządzenia przełączające typu elektromagnetycznego są skutecznie stosowane w urządzeniach ze zdalnym sterowaniem, a nawet komputerach jako elementy wykonujące elementarne operacje logiczne. To dzięki zastosowaniu takich przełączników komputery przewyższyły niezawodność komputerów, które pojawiły się później.

Przykłady wykorzystania przekaźników można przytoczyć z życia. Wszyscy ludzie w swojej działalności wykorzystują sprzęt AGD, lodówki, pralki, telewizory i inne urządzenia. Ich zasada działania opiera się na działaniu przekaźników elektromagnetycznych.

Zalety i wady przełączników

Powszechne stosowanie przekaźników elektromagnetycznych w różnych dziedzinach działalności wynika z wielu zalet w porównaniu z półprzewodnikami i innymi typami. Wśród zalet są:

• zdolność do zamykania i otwierania obwodów o łącznej mocy nieprzekraczającej 4 kilowatów, o objętości nie większej niż 10 centymetrów sześciennych;
• odporność na warunki gwałtownej zmiany poziomu napięcia w sieciach, które mogą powstać w wyniku wyładowania atmosferycznego lub podczas pracy ze sprzętem wysokiego napięcia;
• cecha konstrukcyjna zapewniająca izolację elektryczną,
• zdolność do generowania niewielkiej ilości ciepła przy niskim napięciu;
• są znacznie tańsze niż przekaźniki półprzewodnikowe.

Wśród wad są:

• niska prędkość pracy;
• obecność ograniczeń dotyczących zasobów, zarówno mechanicznych, jak i elektrycznych;
• powstawanie zakłóceń w falach radiowych podczas procesów przełączania;
• obecność poważnych problemów podczas zamykania i otwierania obwodów wysokiego napięcia i indukcyjnych obwodów prądu stałego.

Przekaźniki elektromagnetyczne znajdują zastosowanie w sterowaniu liniami produkcyjnymi, przenośnikami, w obszarach o podwyższonym potencjale pasożytniczym, gdzie nie można zastosować elementów półprzewodnikowych.