Elektromagnetické relé: zariadenie, typy, označenie, pripojenie a nastavenie

Premena elektrických signálov na zodpovedajúcu fyzikálnu veličinu - pohyb, sila, zvuk atď. Sa vykonáva pomocou pohonov. Pohon by mal byť klasifikovaný ako prevodník, pretože toto zariadenie mení jeden typ fyzickej veličiny na inú.

Pohon je zvyčajne aktivovaný alebo riadený signálom nízkeho napätia. Okrem toho sa klasifikuje ako binárne alebo kontinuálne zariadenie na základe počtu stabilných stavov. Takže elektromagnetické relé je binárny pohon, berúc do úvahy dva existujúce stabilné stavy: zapnuté - vypnuté.

V tomto článku sú podrobne diskutované princípy činnosti elektromagnetického relé a rozsah použitia zariadení.

Základy jednotky

Pojem "relé" je charakteristický pre zariadenia, ktoré poskytujú elektrické spojenie medzi dvoma alebo viacerými bodmi pomocou riadiaceho signálu.

Najbežnejším a najrozšírenejším typom elektromagnetického relé (EMR) je elektromechanická konštrukcia.

Schéma základného ovládania akéhokoľvek zariadenia vždy zabezpečuje možnosť zapnutia a vypnutia. Najjednoduchší spôsob, ako to urobiť, je použiť prepínače napájania.

Ručné akčné spínače môžu byť použité na ovládanie, ale majú nevýhody. Ich zjavnou nevýhodou je nastavenie stavov „na“ alebo „zdravotne postihnutých“ fyzickými prostriedkami, to znamená manuálne.

Ručné spínacie zariadenia sú spravidla veľké, pomalé, schopné spínania malých prúdov.

Elektromagnetické relé sú pritom zastúpené predovšetkým elektricky ovládanými spínačmi. Zariadenia majú rôzne tvary, rozmery a sú rozdelené úrovňou nominálneho výkonu. Možnosti ich aplikácie sú rozsiahle.

Takéto zariadenia, vybavené jedným alebo niekoľkými pármi kontaktov, môžu byť zahrnuté do jedinej štruktúry väčšej výkonové pohony - stýkače, ktoré sa používajú na spínanie sieťového napätia alebo vysokého napätia zariadení.

Základné zásady EWM

Tradične elektromagnetické relé sa používajú ako súčasť elektrických (elektronických) spínacích obvodov. V tomto prípade sa inštalujú buď priamo na dosky plošných spojov, alebo vo voľnej polohe.

Všeobecná štruktúra zariadenia

Zaťažovacie prúdy použitých produktov sa obyčajne merajú z frakcií až 20 A alebo viac. Reléové obvody sú rozšírené v elektronickej praxi.

Konštrukcia elektromagnetického relé premieňa magnetický tok vytváraný aplikovaným AC / DC napätím na mechanickú silu. Vďaka získanej mechanickej sile sa vykonáva kontrola kontaktnej skupiny.

Najbežnejším dizajnom je tvar výrobku vrátane nasledujúcich komponentov:

• budiaca cievka;
• oceľové jadro;
• Podperný podvozok;
• skupiny kontaktov.

Oceľové jadro má pevnú časť, nazývanú rocker, a pohyblivú pružinovú časť, nazývanú kotva.

V skutočnosti kotva dopĺňa obvod magnetického poľa, pričom uzatvára vzduchovú medzeru medzi pevnou elektrickou cievkou a pohybujúcou sa armatúrou.

Kotva sa pohybuje na závesoch alebo sa voľne otáča pôsobením generovaného magnetického poľa. Tým sa uzavrú elektrické kontakty pripojené k ventilu.

Spravidla pružina (pružina) reverzného zdvihu, umiestnená medzi vahadlom a kotvou, vráti kontakty do východiskovej polohy, keď je reléová cievka v stave bez napätia.

Akčný relé elektromagnetický systém

Jednoduchý klasický dizajn EMR má dve sady elektricky vodivých kontaktov.

Na základe toho sa realizujú dva stavy kontaktnej skupiny:

1. Normálne otvorený kontakt.
2. Normálne uzavretý kontakt.

Preto je pár kontaktov klasifikovaný ako normálne otvorený (NO) alebo v inom stave, normálne zatvorený (NC).

Pre relé s normálne otvorenými kontaktmi sa stav "uzavretý" dosahuje len vtedy, keď budiaci prúd prechádza cez indukčnú cievku.

V ďalšom uskutočnení zostáva normálne zatvorená poloha kontaktov konštantná, keď v budiacom obvode chýba budiaci prúd. To znamená, že spínacie kontakty sa vrátia do svojej normálnej zatvorenej polohy.

Preto by sa termíny „normálne otvorené“ a „normálne zatvorené“ mali vzťahovať na stav elektrických kontaktov, keď je reléová cievka odpojená, to znamená, že napájacie napätie relé je vypnuté.

Skupiny elektrických kontaktných relé

Reléové kontakty sú zvyčajne reprezentované elektricky vodivými kovovými prvkami, ktoré sú vo vzájomnom kontakte, uzatvárajú okruh, pôsobia ako jednoduchý spínač.

Keď sú kontakty otvorené, odpor medzi normálne otvorenými kontaktmi sa meria vysokou hodnotou v megohmoch. To vytvára stav otvoreného obvodu, keď je vylúčený prechod prúdu v obvode cievky.

Ak sú kontakty uzavreté, odpor kontaktu by mal byť teoreticky nulový - výsledok skratu.

Táto podmienka však nie je vždy zaznamenaná. Kontaktná skupina každého jednotlivého relé má určitý kontaktný odpor v "uzavretom" stave. Takýto odpor sa nazýva stabilný.

Vlastnosti priechodu záťažových prúdov

Pre prax inštalácie nového elektromagnetického relé je kontaktný odpor inklúzie označený malou hodnotou, zvyčajne menšou ako 0,2 Ohm.

Dôvod je jednoduchý: nové hroty zostávajú čisté, ale časom sa odolnosť proti špičke nevyhnutne zvýši.

Napríklad pri kontaktoch pod prúdom 10 A bude pokles napätia 0,2 x 10 = 2 volty (Ohmov zákon). Odtiaľ to dopadá - ak je napájacie napätie privedené do kontaktnej skupiny 12 voltov, potom napätie pre záťaž bude 10 voltov (12-2).

Pri kontakte s kovovými hrotmi sa opotrebovávajú, nie sú dostatočne chránené pred vysokými indukčné alebo kapacitné zaťaženie, stáva sa nevyhnutným, že poškodenie vplyvom elektrického prúdu oblúk.

Elektrický oblúk - zapálenie kontaktov - vedie k zvýšeniu kontaktného odporu hrotov a následne k fyzickému poškodeniu.

Ak aj naďalej používate relé v tomto stave, kontaktné špičky môžu úplne stratiť fyzickú vlastnosť kontaktu.

Existuje však závažnejší faktor, keď v dôsledku poškodenia elektrickým oblúkom sa kontakty prípadne zvaria, čím sa vytvoria skratové podmienky.

V takýchto situáciách nie je vylúčené riziko poškodenia obvodu, ktorý je monitorovaný magnetickým poľom.

Ak sa teda kontaktný odpor zvýši vplyvom elektrického oblúka o 1 ohm, pokles napätia na kontaktoch pre rovnaký prúd záťaže sa zvýši na 1 × 10 = 10 voltov DC.

Tu môže byť veľkosť poklesu napätia na kontaktoch neprijateľná pre záťažový obvod, najmä pri práci s napájacím napätím 12-24 V.

Typ relé kontaktov materiálu

Aby sa znížil vplyv elektrického oblúka a vysokých odporov, kontaktné špičky moderných elektromechanických relé sú vyrobené alebo potiahnuté rôznymi zliatinami na báze striebra.

Týmto spôsobom je možné výrazne predĺžiť životnosť kontaktnej skupiny.

V praxi sa uvádza použitie nasledujúcich materiálov, s ktorými sa spracúvajú špičky kontaktných skupín elektromagnetického (elektromechanického) relé:

• Ag - striebro;
• AgCu - striebro-meď;
• AgCdO - oxid striebro-kadmium;
• AgW - volfrám strieborný;
• AgNi - striebro-nikel;
• AgPd - striebro-paládium.

Zvýšte životnosť hrotov kontaktných skupín relé znížením počtu formácií elektrickým oblúkom, sa dosahuje pripojením filtrov odpor-kondenzátor, nazývaných tiež RC tlmiče.

Tieto elektronické obvody sú zapojené paralelne s kontaktnými skupinami elektromechanických relé. Vrchol napätia, ktorý je pozorovaný v okamihu otvorenia kontaktov s týmto riešením, sa zdá byť bezpečne krátky.

Použitie tlmičov RC môže potlačiť elektrický oblúk, ktorý sa vytvára na kontaktných hrotoch.

Typické vykonanie kontaktov EMR

Okrem klasických normálne otvorených (NO) a normálne uzavretých (NC) kontaktov, mechanika spínania relé tiež navrhuje klasifikáciu na základe akcie.

Vlastnosti prevedenia spojovacích prvkov

Konštrukcia relé elektromagnetického typu v tomto uskutočnení umožňuje prítomnosť jedného alebo viacerých jednotlivých spínacích kontaktov.

Realizácia kontaktov je charakterizovaná nasledujúcim súborom skratiek:

• SPST (Single Pole Single Throw) - unipolárny jednosmerný;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - unipolárny obojsmerný;
• DPST (Double Pole Single Throw) - bipolárna jednosmerná;
• DPDT (Double Pole Double Throw) - Bipolárna obojsmerná.

Každý takýto spojovací prvok je označený ako „pól“. Ktorákoľvek z nich môže byť pripojená alebo resetovaná a súčasne aktivovaná cievka relé.

Jemnosť aplikácie zariadení

So všetkými jednoduchosť návrhu elektromagnetických spínačov, tam sú niektoré jemnosti v praxi používania týchto zariadení.

Odborníci preto kategoricky neodporúčajú paralelné zapojenie všetkých kontaktov relé, aby sa týmto spôsobom prepínal záťažový obvod s vysokým prúdom.

Napríklad pripojte záťaž na 10 A paralelným zapojením dvoch kontaktov, z ktorých každý je navrhnutý pre prúd 5 A.

Tieto jemnosti inštalácie sú spôsobené tým, že kontakty mechanických relé sa nikdy nezatvárajú ani neotvárajú v jednom momente.

V dôsledku toho bude jeden z kontaktov v každom prípade preťažený. A aj pri krátkodobom preťažení je nevyhnutné predčasné zlyhanie zariadenia v takomto spojení.

Elektromagnetické produkty môžu byť použité v zložení elektrických alebo elektronických obvodov s nízkou spotrebou energie ako spínače pre relatívne vysoké prúdy a napätia.

Prísne napätie sa však nedoporučuje prechádzať cez susedné kontakty toho istého zariadenia.

Napríklad prepnite striedavé napätie 220 V a DC 24 V. Pre každú z týchto možností by ste mali vždy používať samostatné produkty, aby ste zaistili bezpečnosť.

Techniky ochrany proti reverznému napätiu

Významným detailom každého elektromechanického relé je cievka. Táto časť patrí k vybitiu zaťaženia s vysokou indukciou, pretože má vinutie vinutia.

Každá cievka s vinutým vodičom má určitú impedanciu, ktorá sa skladá z indukčnosti L a odporu R, čím sa vytvára sériový obvod LR.

Ako prúd prúdi cez cievku, vytvára sa vonkajšie magnetické pole. Keď sa prúd v cievke zastaví v režime „vypnuté“, magnetický tok sa zvyšuje (transformačná teória) a dochádza k vysokému spätnému napätiu EMF (elektromotorická sila).

Táto indukovaná hodnota spätného napätia môže byť niekoľkokrát vyššia ako spínacie napätie.

Preto existuje riziko poškodenia akýchkoľvek polovodičových komponentov umiestnených v blízkosti relé. Napríklad bipolárny alebo terénny tranzistor používaný na privedenie napätia do reléovej cievky.

Jeden spôsob, ako zabrániť poškodeniu tranzistora alebo spínacieho polovodiča zariadenia, vrátane mikrokontrolérov, je možnosť pripojenia reverzne ovplyvnenej diódy k obvodu cievky relé.

Keď prúd, ktorý prúdi cez cievku bezprostredne po vypnutí, generuje indukovanú reverznú EMF, toto reverzné napätie otvorí reverznú predpätú diódu.

Prostredníctvom polovodiča sa akumulovaná energia rozptýli, čo zabraňuje poškodeniu riadiaceho polovodiča - tranzistora, tyristora, mikrokontroléra.

Často je polovodič zapojený aj do polovodičového obvodu cievky.

• zotrvačník;
• bočná dióda;
• invertovaná dióda.

Medzi prvkami však nie je veľký rozdiel. Všetky vykonávajú rovnakú funkciu. Okrem použitia diód s reverzným predpätím sa na ochranu polovodičových komponentov používajú aj iné zariadenia.

Rovnaký reťazec RC-tlmiče, kovové varistory (MOV), zenerove diódy.

Značenie elektromagnetických relé

Technické označenia, ktoré obsahujú čiastočné informácie o zariadeniach, sa zvyčajne uvádzajú priamo na podvozku elektromagnetického spínacieho zariadenia.

Takéto označenie vo forme skrátenej skratky a číselného súboru vyzerá.

Príklad označenia prípadu elektromechanických relé:

RES32 RF4.500.335-01

Tento záznam znamená: nízkoprúdové elektromagnetické relé, 32 sérií, zodpovedajúce vykonaniu podľa RF Passport4.500.335-01.

Takéto označenia sú však zriedkavé. Častejšie sa skrátené verzie nachádzajú bez explicitného označenia GOST:

RES32 335-01

Podvozok (na puzdre) zariadenia je označený dátumom výroby a číslom šarže. Podrobnosti sú uvedené v technickom liste výrobku. Každé zariadenie alebo dávka je doplnená pasom.

Závery a užitočné video na túto tému

Video hovorí veľa o tom, ako funguje elektromechanická spínacia elektronika. Jemnosť konštrukcií, vlastnosti spojov a ďalšie podrobnosti sú zreteľne označené:

Elektromechanické relé sú už dlho používané ako elektronické komponenty. Tento typ spínacích zariadení však možno považovať za zastaraný. Mechanické zariadenia sa čoraz viac nahrádzajú modernejšími zariadeniami - čisto elektronickými. Jedným takýmto príkladom je polovodičové relé.

Máte nejaké otázky, zistené nedostatky, alebo sú tu zaujímavé fakty o téme stať sa, ktoré môžete zdieľať s návštevníkmi našich stránok? Prosím zanechajte svoje komentáre, pýtajte sa, podeľte sa o svoje skúsenosti v bloku pre komunikáciu podľa článku.