Omvandlingen av elektriska signaler till motsvarande fysiska kvantitet - rörelse, kraft, ljud, etc., utförs med hjälp av enheter. Enheten måste klassificeras som en givare, eftersom den här enheten ändrar en typ av fysisk mängd till en annan.
Drivningen aktiveras eller styrs vanligen av en lågspänningsstyrningssignal. Det klassificeras dessutom som en binär eller kontinuerlig anordning baserat på antalet stabila tillstånd. Så det elektromagnetiska reläet är en binär enhet, med tanke på två befintliga stabila tillstånd: on-off.
I föreliggande artikel diskuteras principerna för driften av det elektromagnetiska reläet och användningsområdet för anordningarna i detalj.
Artikelns innehåll:
- Grunderna för enheten
-
Grundläggande principer för EWM
- Allmänna strukturen på enheten
- Action relä elektromagnetiskt system
- Elektriska kontaktrelägrupper
- Funktioner av passage av lastströmmar
- Typ av materialkontaktrelä
-
Typiskt utförande av EMR-kontakter
- Funktioner för utförande av anslutningselement
- Subtiliteter av tillämpning av enheter
- Backspänningsskyddstekniker
- Märkning av elektromagnetiska reläenheter
- Slutsatser och användbar video om ämnet
Grunderna för enheten
Termen "relä" är karakteristisk för anordningar som åstadkommer elektrisk förbindelse mellan två eller flera punkter med hjälp av en styrsignal.
Den vanligaste och mest använda typen av elektromagnetiskt relä (EMR) är en elektromekanisk konstruktion.
Det ser ut som en design av de många produktserierna, som kallas elektromagnetiska reläer. Här visas en sluten version av mekanismen med ett genomskinligt plexiglaslock.
Ordningen med grundläggande kontroll över all utrustning ger alltid möjlighet att slå på och av. Det enklaste sättet att göra detta är att använda strömbrytaren.
Manöverknappar kan användas för att styra men har nackdelar. Deras uppenbara nackdel är inställningen av stater "på" eller "inaktiverad" med fysiska medel, det vill säga manuellt.
Manuell växlingsenhet är som regel stor, långsam rörelse, som kan byta små strömmar.
Manuell växlingsmekanism är en "avlägsen släkting" av elektromagnetiska reläer. Det ger samma funktion - byte av arbetslinjer, men styrs exklusivt för hand.
Under tiden representeras elektromagnetiska reläer huvudsakligen av elektriskt styrda omkopplare. Enheter har olika former, dimensioner och är dividerade med nivån på nominell effekt. Möjligheterna för deras ansökan är omfattande.
Sådana anordningar, utrustade med ett eller flera par kontakter, kan inkluderas i en enda struktur av större strömställare - kontaktorer som används för att koppla nätspänning eller högspänning enheter.
Grundläggande principer för EWM
Traditionellt används elektromagnetiska reläer som en del av elektriska (elektroniska) omkopplingsstyrkretsar. I det här fallet installeras de antingen direkt på tryckta kretskort eller i fritt läge.
Allmänna strukturen på enheten
Lastströmmarna för de använda produkterna mäts vanligen från fraktioner av en amp till 20 A eller mer. Relä kretsar är utbredd i elektronisk praxis.
Apparater med mycket olika konfigurationer, konstruerade för installation på elektroniska kretskort eller direkt som en separat installerad enhet
Konstruktionen av det elektromagnetiska reläet omvandlar magnetflödet som skapas av den applicerade växelströmsspänningen till mekanisk kraft. På grund av den erhållna mekaniska kraften utförs kontrollen av kontaktgruppen.
Den vanligaste designen är produktens form, inklusive följande komponenter:
- excitationsspole;
- stålkärna;
- stödja chassi;
- kontaktgrupp.
Stålkärnan har en fast del, kallad en vippare, och en rörlig fjäderbelastad del, kallad ett ankare.
I själva verket kompletterar ankaret magnetfältkretsen, stänger luftgapet mellan den fasta elektriska spolen och den rörliga ankaret.
Detaljerad layout design: 1 - vårpressning; 2 - metallkärna; 3 - ankar; 4 - kontakt normalt stängd 5 - kontakten är normalt öppen; 6 - vanlig kontakt; 7 - koppartrådspole; 8 - rocker
Ankaret rör sig på gångjärnen eller roterar fritt under verkan av det genererade magnetfältet. Detta stänger de elektriska kontakterna som är fästa på ventilen.
Som regel returnerar fjädern (fjädern) på den bakre stroppen som befinner sig mellan vippan och ankaret kontakterna till startpositionen när reläspolen är i strömavbrott.
Action relä elektromagnetiskt system
En enkel klassisk EMR-design har två uppsättningar av elektriskt ledande kontakter.
Baserat på detta realiseras två tillstånd i kontaktgruppen:
- Normalt öppen kontakt.
- Normalt stängd kontakt.
Följaktligen klassificeras ett par kontakter som normalt öppna (NO) eller är i ett annat tillstånd, normalt stängt (NC).
För reläer med normalt öppna kontakter uppnås tillståndet "stängt" endast när excitationsströmmen passerar genom en induktiv spole.
Ett av två möjliga alternativ för att ställa in standardkontaktgruppen. Här är det normalt stängda (stängda) läget inställt i den vanliga strömmen av "standard" -spolen
I en annan utföringsform förblir det normalt stängda läget för kontakterna konstant när excitationsströmmen är frånvarande i spiralkretsen. Därefter återgår kontaktkontakterna till deras normala stängda läge.
Därför bör termen "normalt öppen" och "normalt stängd" hänvisas till tillståndet för de elektriska kontakterna när reläspolen är avstängd, dvs reläförsörjningsspänningen är avstängd.
Elektriska kontaktrelägrupper
Reläkontakter representeras vanligtvis av elektriskt ledande metallelement som står i kontakt med varandra, stänger kretsen och fungerar som en enkel strömbrytare.
När kontakterna är öppna mäts motståndet mellan normalt öppna kontakter med ett högt värde i megohms. Detta skapar ett öppet kretsläge när strömströmmen i spolkretsen är utesluten.
Kontaktgruppen av vilken elektromekanisk brytare som helst i öppet läge har ett motstånd på flera hundra mega. Storleken på detta motstånd kan vara lite annorlunda för olika modeller.
Om kontakterna är stängda bör kontaktmotståndet teoretiskt vara noll - resultatet av en kortslutning.
Dock är detta villkor inte alltid noterat. Kontaktgrupperna i varje enskilt relä har ett visst kontaktmotstånd i det "slutna" tillståndet. Sådant motstånd kallas stadigt.
Funktioner av passage av lastströmmar
För praktiken att installera ett nytt elektromagnetiskt relä, är kontaktmotståndet för inklusion markerat med ett litet värde, vanligtvis mindre än 0,2 Ohm.
Anledningen är enkel: nya tips förblir rena för tillfället, men över tiden ökar tippmotståndet oundvikligen.
Till exempel för kontakter under en ström av 10 A kommer spänningsfallet att vara 0,2 x 10 = 2 volt (Ohms lag). Härifrån visar det sig - om matningsspänningen som appliceras på kontaktgruppen är 12 volt, blir spänningen för belastningen 10 volt (12-2).
När kontaktmetalltips har på sig, är de inte ordentligt skyddade mot höga induktiva eller kapacitiva belastningar blir det oundvikligt att skada från effekten av el båge.
En elektrisk båge på en av kontakterna hos en elektromekanisk omkopplare. Detta är en orsak till skador på kontaktgruppen i avsaknad av lämpliga åtgärder
Elektrisk båge - gnista vid kontakterna - leder till en ökning av kontaktmotståndet på spetsarna och följaktligen till fysisk skada.
Om du fortsätter att använda reläet i detta tillstånd kan kontakttipsen helt och hållet förlora kontaktens fysiska egenskaper.
Men det finns en mer allvarlig faktor när, som ett resultat av en bågeskada, svetsar kontakterna så småningom, vilket skapar kortslutningsförhållanden.
I sådana situationer är risken för skador på kretsen som övervakas av magnetflödesmätaren inte utesluten.
Så om kontaktmotståndet ökar från påverkan av en elektrisk ljusbåg med 1 Ohm ökar spänningsfallet över kontakterna för samma belastningsström till 1 × 10 = 10 volt DC.
Här kan storleken av spänningsfallet vid kontakterna vara oacceptabelt för belastningskretsen, speciellt vid arbete med matningsspänningar på 12-24 V.
Typ av materialkontaktrelä
För att minska påverkan av en elektrisk ljusbåge och höga motstånd är kontaktpunkterna för moderna elektromekaniska reläer tillverkade eller belagda med olika silverbaserade legeringar.
På detta sätt är det möjligt att avsevärt förlänga kontaktgruppens livslängd.
Tips på kontaktplattor av elektromekaniska apparater för växling. Här är de silverbelagda tipsen. En beläggning av detta slag minskar skadorna.
I praktiken noteras användningen av följande material, med vilka tipsen av kontaktgrupperna hos ett elektromagnetiskt (elektromekaniskt) relä behandlas:
- Ag - silver;
- AgCu - silver-koppar;
- AgCdO - silver-kadmiumoxid;
- AgW - silver-volfram;
- AgNi - silver-nickel;
- AgPd - silver-palladium.
Öka livslängden för tips av kontaktgrupper av reläer genom att minska antalet bildningar elektrisk ljusbåge, uppnås genom att ansluta motståndskondensatorfilter, även kallad RC-dämpare.
Dessa elektroniska kretsar kopplas parallellt med kontaktgrupperna av elektromekaniska reläer. Spänningen topp, som observeras vid öppnandet av kontakterna, med denna lösning verkar vara säkert kort.
Användningen av RC-dämpare kan undertrycka den elektriska ljusbågen som bildas på kontakttipparna.
Typiskt utförande av EMR-kontakter
Förutom de klassiska normalt öppna (NO) och normalt slutna (NC) kontakterna, föreslår mekaniken för reläväxling också klassificering baserat på åtgärden.
Funktioner för utförande av anslutningselement
Konstruktionen av det elektromagnetiska reläet i denna utföringsform möjliggör närvaron av en eller flera enskilda växelkontakter.
Detta är enheten som är tekniskt konfigurerad för SPST-utförande - unipolär och enriktad. Det finns också andra varianter av utförande.
Genomförandet av kontakter kännetecknas av följande uppsättning förkortningar:
- SPST (Single Pole Single Throw) - unipolär enriktad;
- SPDT (Single Pole Double Throw) - unipolär dubbelriktad;
- DPST (Double Pole Single Throw) - bipolär enkelriktad;
- DPDT (Double Pole Double Throw) - Bipolär dubbelriktad.
Varje sådant anslutningselement är betecknat som en "pol". Någon av dem kan anslutas eller återställas samtidigt som reläspolen aktiveras.
Subtiliteter av tillämpning av enheter
Med all enkelhet i utformningen av elektromagnetiska omkopplare finns det vissa subtiliteter i praktiken att använda dessa enheter.
Sålunda rekommenderar experter inte kategoriskt att koppla alla reläkontakter parallellt för att byta lastkrets med en hög ström på detta sätt.
Anslut exempelvis ladden till 10 A genom parallell anslutning av två kontakter, varav en är utformad för en ström av 5 A.
Dessa subtiliteter av installation beror på att kontakterna hos mekaniska reläer aldrig stänger eller öppnar på ett enda ögonblick.
Som ett resultat kommer en av kontakterna att överbelastas under alla omständigheter. Och även med den kortvariga överbelastningen är ett för tidigt misslyckande av enheten i en sådan anslutning oundviklig.
Felaktig drift, liksom anslutning av reläet utanför de etablerade installationsreglerna, slutar vanligtvis med detta resultat. Insidan brann nästan allt innehåll ut.
Elektromagnetiska produkter kan användas i sammansättningen av elektriska eller elektroniska kretsar med låg energiförbrukning som omkopplare för relativt höga strömningar och spänningar.
Det är dock absolut inte rekommenderat att skicka olika lastspänningar genom angränsande kontakter på samma enhet.
Byt till exempel växelspänningen på 220 V och DC 24 V. Du bör alltid använda separata produkter för var och en av alternativen för att säkerställa säkerheten.
Backspänningsskyddstekniker
En signifikant detalj av något elektromekaniskt relä är spolen. Denna del hör till utsläpp av en last med hög induktans, eftersom det har en sårlindning.
Vilken trådslindspole som helst har viss impedans, bestående av induktans L och resistans R, vilket bildar en seriekrets LR.
När strömmen strömmar genom spolen skapas ett externt magnetfält. När strömmen i spolen stannar i "off" -läget, ökar magnetflödet (transformationsteori) och en högomvänd spänning EMF (elektromotorisk kraft) uppstår.
Detta inducerade värde för backspänningen kan vara flera gånger högre än omkopplingsspänningen.
Följaktligen finns det risk för skador på halvledarkomponenter som ligger nära reläet. Till exempel användes en bipolär eller fälteffekttransistor för att applicera spänning på en reläspole.
Kretsalternativ som ger skydd för halvledarkontroll - bipolära och fälteffekttransistorer, mikrokretsar, mikrokontroller
Ett sätt att förhindra skador på en transistor eller någon halvledare enheter, inklusive mikrokontroller, är möjligheten att ansluta en omvänd förspänd diod till en spiralkrets relä.
När strömmen strömmar genom spolen direkt efter tripping genererar en inducerad omvänd EMF, öppnar denna omvänd spänning den motsatt förspända dioden.
Genom halvledaren sönderfaller den ackumulerade energin, vilket förhindrar skador på kontrollens halvledare - transistorn, tyristoren, mikrokontrollen.
Ofta ingår i spiralkretsens halvledare kallas också:
- diod svänghjul;
- shuntdiod;
- inverterad diod.
Det finns dock ingen stor skillnad mellan elementen. De utför alla samma funktion. Förutom användningen av dioder med omvänd bias används andra anordningar för att skydda halvledarkomponenterna.
Samma kedjans RC-spjäll, metalloxidvaristorer (MOV), zenerdioder.
Märkning av elektromagnetiska reläenheter
Tekniska beteckningar som innehåller partiell information om anordningar indikeras vanligtvis direkt på chassit för en elektromagnetisk omkopplare.
Sådan beteckning i form av förkortad förkortning och numerisk uppsättning ser ut.
Varje elektromekanisk omkopplingsanordning är traditionellt märkt. På fodralet eller på chassit appliceras om en sådan uppsättning tecken och siffror, vilket indikerar vissa parametrar
Exempel på fallmarkering av elektromekaniska reläer:
RES32 RF4.500.335-01
Denna rekord står för: lågström elektromagnetiskt relä, 32-serien, som motsvarar utförandet enligt RF Passport4.500.335-01.
Sådana beteckningar är dock sällsynta. Ofta förkortas versioner utan uttrycklig indikation av GOST:
RES32 335-01
Även chassit (på fallet) på enheten är märkt med tillverkningsdatum och batchnummer. Detaljer finns i det tekniska databladet för produkten. Varje enhet eller sats är färdig med ett pass.
Slutsatser och användbar video om ämnet
Videon berättar mycket om hur elektromekanisk växelektronik fungerar. Subtiliteterna av strukturer, egenskaper hos anslutningar och andra detaljer är tydligt markerade:
Elektromekaniska reläer under ganska lång tid används som elektroniska komponenter. Dock kan denna typ av omkopplingsanordningar anses vara föråldrad. Mekaniska anordningar ersätts alltmer av modernare enheter - rent elektroniska. Ett sådant exempel är solid state-relä.
Har du några frågor, funnit brister eller finns det intressanta fakta om ämnet att bli som du kan dela med besökarna på vår webbplats? Vänligen lämna dina kommentarer, ställa frågor, dela din erfarenhet i blocket för kommunikation enligt artikeln.
