Typy a účel elektromagnetického relé, zariadenie a princíp činnosti, výhody a nevýhody

Ľudia v každodennom živote čoraz viac používajú vysokonapäťové zariadenia, napríklad generátory ako zdroj energie, transformátory atď. Preto je často potrebné kontrolovať úroveň toku prúdu v obvode. Práve v tomto ovládaní spočíva účel relé.

Relé je elektrický spínač určený na pripojenie a odpojenie obvodu, keď sú vytvorené určité podmienky. Toto zariadenie patrí do kategórie zariadení, ktoré regulujú činnosť ovládaných objektov pri príjme signálu. Relé reguluje elektrický obvod, ktorý je riadený. A obvod, cez ktorý signál prechádza, je riadiaci obvod.

Klasifikácia a účel relé

Existuje základná klasifikácia typov relé, podľa ktorej sa zvyčajne delia do nasledujúcich kategórií a typov.

Podľa účelu sa rozlišujú tieto typy relé:

• Riadiace relé. Používajú sa v nízkonapäťových zariadeniach ako súčiastky, ako aj ako nezávislé ovládacie prvky;
• Ochranné relé. Navrhnuté na ochranu zariadení s tepelnými kontaktmi, napríklad elektromotorov, ventilátorov;
instagram viewer
• Signalizácia. Používajú sa v autách, domoch, organizáciách, na ochranu územia súkromného sektora, vo výrobe atď.

Podľa princípu činnosti sa delia na:

• Elektromagnetické. Sú to zložitejšie zariadenia a používajú sa v automatizačných a riadiacich systémoch;
• Magnetoelektrické. Fungujú iba vtedy, ak je prítomný jednosmerný prúd;
• Zariadenia indukčného relé pracujú na princípe interakcie magnetických tokov s indukovanými prúdmi;
• Tepelné poistky sa používajú ako poistky v elektromotoroch na ochranu pred prehriatím;
• Polovodičové alebo polovodičové relé sa efektívne používajú v presných systémoch regulácie teploty.

Kontrolovaná hodnota môže byť:

• Prúd, to znamená, že princíp činnosti takýchto zariadení je založený na toku prúdu do určitého konštrukčného prvku, najčastejšie kotva alebo cievka ako taká;
• Výkonové relé. Zariadenie funguje pod vplyvom určitej sily, ktorá sa vytvára v kontrolovanom prostredí;
• Zariadenia pracujúce pod vplyvom akejkoľvek frekvencie na vinutí;
• Fungovanie v podmienkach určitého napätia.

Podľa spôsobu ovplyvňovania ovládacieho prvku sa rozlišujú:

• kontakt, ako už názov napovedá, takéto relé používajú kontakty, ktoré vytvárajú silové pole vo vzájomnom kontakte;
• bezkontaktné relé, v ktorých sa obvod uzatvára a otvára zmenou jedného z parametrov obvodu.

Podľa dizajnu sa delia na:

• elektrické - používa sa na zapnutie a vypnutie okruhu v zariadeniach, ktoré vyžadujú veľké zaťaženie;
• jazýčkové spínače - vo svojom dizajne majú jazýčkový spínač s cievkou, to znamená malú vákuovú kazetu, ktorá je naplnená plynom;
• elektrotermické, princíp činnosti takýchto relé je založený na lineárnej expanzii kovov.

Existuje mnoho ďalších typov, ktoré sa používajú vo vysoko špecializovaných oblastiach. Ako príklad možno uviesť časové relé, napäťové relé, medziľahlé relé a iné.

Dizajn relé

Reléové zariadenia jednoduchého obvodu pozostávajú z magnetov, kotvy a kontaktov. Uzavretie obvodu v takomto zariadení nastáva privedením prúdu do magnetu, ktorý následne uzavrie kotvu s kontaktom. To znamená, že uzavretie okruhu je výsledkom uzavretia kotvy. Otvorenie okruhu prebieha v opačnom poradí. Keď sa prívod prúdu do magnetu zníži, kotva sa vráti do pôvodného stavu, to znamená, že sa otvorí a potom otvorí obvod.

Okrem vyššie uvedených komponentov môžu byť do konštrukcie reléových spínačov zahrnuté odpory. Poskytujú presnejšiu a stabilnejšiu prevádzku zariadení a tiež fungujú ako kondenzátory, aby sa zabránilo iskreniu v drôte a náhlym prepätiam napätia.

Pokiaľ ide o relé elektromagnetického typu, ide o zložitejšie zariadenia v princípe činnosti aj v dizajne. Pozostávajú z nasledujúcich prvkov:

• kontakty;
• kotvy;
• plochá pružina;
• vinutia;
• jadro;
• jarmo;
• rám;
• dôvodov.

Zariadenie sa zapne, keď sa na vinutie aplikuje elektrický prúd. Keď sa dosiahne množstvo prúdu potrebné na vytvorenie elektromagnetickej vlny, pružina sa začne pohybovať na povrch strmeňa, zatiaľ čo pružina sa vplyvom magnetickej vlny mierne ohne. Činnosť kotvy poháňa kontakt, ktorý ovplyvňuje vonkajší kontakt. A prichádza do kontaktu s vodičom a obvod je uzavretý.

Stabilná prevádzka relé priamo závisí od množstva elektrického prúdu dodávaného do vinutia. Ak to nestačí, magnetická vlna sa nemôže vytvoriť a bez nej nemôže fungovať armatúra. Preto aj pri miernom znížení dodávky prúdu zariadenie prestane fungovať a vypne sa.

Niektoré z týchto zariadení sú vybavené viacerými pármi kontaktov, čo umožňuje súčasné vytvorenie a prerušenie viacerých elektrických obvodov.

​

Aplikácia vo výrobe a v každodennom živote

Najbežnejšie sú elektromagnetické spínacie zariadenia. Často sa používajú v oblasti výroby energie. Poskytujú ochranu vysokonapäťových vedení a udržiavajú bezpečnú prevádzku všetkých pripojených zariadení.

Ovládacie prvky konštrukcie relé umožňujú prácu s vysokým napätím až niekoľko stoviek tisíc voltov.

Popularita elektromagnetických relé je spôsobená týmto:

• prvky, ktoré sú súčasťou konštrukcie, majú dlhú životnosť;
• mať okamžitú odozvu na odchýlky parametrov pripojených zariadení od normy;
• môže fungovať v podmienkach vysokonapäťových magnetických polí a vylúčiť tvorbu vonkajších elektrických potenciálov.

Elektromagnetické spínače slúžia na zálohovanie elektrického vedenia a na odstránenie poškodeného úseku zo siete. Reléové zariadenia, konkrétne ochrana, ktorú dnes poskytujú, sa považujú za najúčinnejšie.

Používajú sa aj v dopravných systémoch riadenia výroby. Pretože v takýchto systémoch sa často vytvárajú parazitné potenciály s vysokým výkonom, ktoré môžu ľahko poškodiť polovodičové relé a ďalšie zariadenia k nim pripojené. Polovodičové systémy zlyhajú v dôsledku vysokej statickej elektriny, ktorá môže spôsobiť poškodenie. Preto boli nahradené elektromagnetickými relé a sú neutrálne voči statickej elektrine.

Zariadenia spínacieho elektromagnetického typu sa efektívne využívajú v zariadeniach s diaľkovým ovládaním a dokonca aj v počítačoch ako prvky, ktoré vykonávajú elementárne logické operácie. Práve vďaka použitiu takýchto prepínačov počítače prekonali spoľahlivosť počítačov, ktoré sa objavili neskôr.

Príklady použitia relé možno uviesť zo života. Všetci ľudia pri svojej činnosti používajú domáce spotrebiče, chladničky, práčky, televízory a iné spotrebiče. Ich princíp činnosti je založený na činnosti elektromagnetických relé.

Výhody a nevýhody prepínačov

Široké použitie elektromagnetických relé v rôznych oblastiach činnosti je spôsobené prítomnosťou mnohých výhod oproti polovodičovým a iným typom. Medzi výhody patrí:

• schopnosť zatvárať a otvárať obvody s celkovým výkonom nepresahujúcim 4 kilowatty s objemom nie väčším ako 10 kubických centimetrov;
• odolnosť voči podmienkam prudkej zmeny úrovne napätia v sieťach, ktoré môžu vzniknúť v dôsledku výboja blesku alebo pri práci s vysokonapäťovými zariadeniami;
• konštrukčný prvok, ktorý poskytuje elektrickú izoláciu,
• schopnosť vytvárať malé množstvo tepla pri nízkom napätí;
• sú oveľa lacnejšie ako polovodičové relé.

Medzi nevýhody patrí:

• nízka rýchlosť práce;
• prítomnosť obmedzení týkajúcich sa zdroja, mechanických aj elektrických;
• tvorba rušenia rádiových vĺn počas procesov spínania;
• prítomnosť vážnych problémov pri zatváraní a otváraní vysokonapäťových a indukčných jednosmerných obvodov.

Elektromagnetické relé sa používajú pri riadení výrobných liniek, dopravníkov, v priestoroch so zvýšenými parazitnými potenciálmi, kde nie je možné použiť polovodičové prvky.