Elektromagnetski relej: uređaj, označavanje, vrste + detalji povezivanja i podešavanja

Pretvaranje električnih signala u odgovarajuću fizičku veličinu - kretanje, silu, zvuk itd.itd., provodi se pomoću pogona. Pogon treba klasificirati kao pretvarač jer je to uređaj koji mijenja jednu vrstu fizičke veličine u drugu.

Pogon se obično aktivira ili kontrolira niskonaponskim komandnim signalom. Nadalje se klasificira kao binarni ili kontinuirani uređaj na temelju broja stabilnih stanja. Dakle, elektromagnetski relej je binarni pogon, uzimajući u obzir dva dostupna stabilna stanja: uključeno - isključeno.

Prikazani članak detaljno ispituje načela rada elektromagnetskog releja i opseg uporabe uređaja.

Osnove dizajna pogona

Pojam "relej" karakterističan je za uređaje koji osiguravaju električnu vezu između dvije ili više točaka putem upravljačkog signala.

Najčešći i široko korišteni tip elektromagnetskog releja (EMR) je elektromehanički dizajn.

Ovako izgleda jedan dizajn iz brojne serije proizvoda koji se nazivaju elektromagnetski releji. Ovdje je prikazana zatvorena verzija mehanizma s prozirnim poklopcem od pleksiglasa

Temeljna shema upravljanja za bilo koju opremu uvijek pruža mogućnost uključivanja i isključivanja. Najlakši način za izvođenje ovih koraka je korištenje prekidača za zaključavanje.

Prekidači s ručnim upravljanjem mogu se koristiti za kontrolu, ali imaju nedostatke. Njihov očiti nedostatak je podešavanje stanja “on” ili “off” fizički, odnosno ručno.

Ručni sklopni uređaji obično su velikih dimenzija, sporog djelovanja, sposobni za prebacivanje malih struja.

Ručni sklopni mehanizam je "daleki rođak" elektromagnetskih releja. Pruža istu funkcionalnost - prebacivanje radnih linija, ali se kontrolira isključivo ručno

U međuvremenu, elektromagnetski releji uglavnom su predstavljeni električnim upravljanim sklopkama. Uređaji su različitih oblika, dimenzija i dijele se prema nazivnoj snazi. Mogućnosti njihove primjene su široke.

Takvi uređaji, opremljeni s jednim ili više pari kontakata, mogu biti dio jedinstvene konstrukcije većih energetskih aktuatora - kontaktora, koji služe za uključivanje mrežnog napona ili visokonaponskih uređaja.

Temeljni principi rada EMR-a

Tradicionalno se releji elektromagnetskog tipa koriste kao dio električnih (elektroničkih) upravljačkih sklopova. U tom se slučaju postavljaju ili izravno na tiskane ploče ili u slobodnom položaju.

Opća struktura uređaja

Struje opterećenja korištenih proizvoda obično se mjere od frakcija ampera do 20 A ili više. Relejni sklopovi su široko rasprostranjeni u elektroničkoj praksi.

Uređaji različitih konfiguracija, dizajnirani za ugradnju na elektroničke ploče ili izravno kao zasebno instalirani uređaj

Dizajn elektromagnetskog releja pretvara magnetski tok generiran primijenjenim AC/DC naponom u mehaničku silu. Zahvaljujući rezultirajućoj mehaničkoj sili, kontaktna skupina se kontrolira.

Najčešći dizajn je oblik proizvoda koji uključuje sljedeće komponente:

• uzbudljiva zavojnica;
• čelična jezgra;
• potpora šasije;
• kontakt grupa.

Čelična jezgra ima fiksni dio koji se naziva klackalica i pomični dio s oprugom koji se naziva armatura.

U biti, armatura nadopunjuje krug magnetskog polja zatvarajući zračni raspor između nepomične električne zavojnice i pokretne armature.

Detaljni prikaz konstrukcije: 1 – opruga za otpuštanje; 2 – metalna jezgra; 3 – sidro; 4 – kontakt normalno zatvoren; 5 – kontakt normalno otvoren; 6 – opći kontakt; 7 – zavojnica bakrene žice; 8 - klackalica

Armatura se kreće na šarkama ili se slobodno okreće pod utjecajem generiranog magnetskog polja. Time se zatvaraju električni kontakti pričvršćeni na armature.

Tipično, povratna(e) opruga(e) smještena između klackalice i armature vraća kontakte u njihov izvorni položaj kada je zavojnica releja bez napona.

Rad relejnog elektromagnetskog sustava

Jednostavna klasična EMR izvedba ima dva skupa električno vodljivih kontakata.

Na temelju toga ostvaruju se dva stanja kontakt grupe:

1. Normalno otvoreni kontakt.
2. Normalno zatvoreni kontakt.

Sukladno tome, par kontakata je klasificiran kao normalno otvoren (NO) ili, u drugom stanju, normalno zatvoren (NC).

Za relej s normalno otvorenim položajem kontakta, "zatvoreno" stanje se postiže samo kada struja polja prolazi kroz induktivni svitak.

Jedna od dvije moguće opcije za postavljanje zadane grupe kontakata. Ovdje, u stanju bez napona zavojnice, "zadani" položaj je postavljen na normalno zatvoren (zatvoren) položaj

U drugoj opciji, normalno zatvoreni položaj kontakata ostaje konstantan kada u krugu zavojnice nema struje pobude. To jest, kontakti prekidača se vraćaju u svoj normalni zatvoreni položaj.

Stoga bi se pojmovi "normalno otvoren" i "normalno zatvoren" trebali odnositi na stanje električnih kontakata kada je zavojnica releja bez napona, odnosno kada je napon napajanja releja isključen.

Kontaktne skupine električnih releja

Kontakti releja obično su električno vodljivi metalni elementi koji se međusobno dodiruju i dovršavaju krug, djelujući slično običnom prekidaču.

Kada su kontakti otvoreni, otpor između normalno otvorenih kontakata mjeri se kao visoka vrijednost u megaomima. Ovo stvara stanje otvorenog strujnog kruga kada se eliminira prolaz struje u krugu svitka.

Kontaktna skupina bilo koje elektromehaničke sklopke u otvorenom načinu rada ima otpor od nekoliko stotina megaohma. Vrijednost ovog otpora može malo varirati između različitih modela.

Ako su kontakti zatvoreni, kontaktni otpor bi teoretski trebao biti nula - rezultat kratkog spoja.

Međutim, ovo stanje se ne poštuje uvijek.Kontaktna skupina svakog pojedinog releja ima određeni kontaktni otpor u "zatvorenom" stanju. Taj se otpor naziva stabilnim.

Značajke prolaza struja opterećenja

Za praksu ugradnje novog elektromagnetskog releja, primijećeno je da je otpor sklopnog kontakta mali, obično manji od 0,2 Ohma.

To se jednostavno objašnjava: novi vrhovi za sada ostaju čisti, ali s vremenom će se otpor vrha neizbježno povećati.

Na primjer, za kontakte koji nose struju od 10 A, pad napona će biti 0,2x10 = 2 volta (Ohmov zakon). Iz ovoga se ispostavlja da ako je napon napajanja koji se dovodi u kontakt grupu 12 volti, tada će napon za opterećenje biti 10 volti (12-2).

Kada se metalni kontaktni vrhovi istroše, a nisu pravilno zaštićeni od velikih induktivnih ili kapacitivnih opterećenja, oštećenje luka je neizbježno.

Električni luk na jednom od kontakata elektromehaničkog sklopnog uređaja. To je jedan od razloga oštećenja kontakt grupe u nedostatku odgovarajućih mjera

Električni luk - iskrenje na kontaktima - dovodi do povećanja kontaktnog otpora vrhova i, kao posljedica toga, do fizičkog oštećenja.

Ako nastavite koristiti relej u ovom stanju, kontaktni vrhovi mogu potpuno izgubiti svojstva fizičkog kontakta.

Ali postoji ozbiljniji čimbenik kada oštećenje električnog luka završi zavarivanjem kontakata, stvarajući uvjete kratkog spoja.

U takvim situacijama postoji rizik od oštećenja strujnog kruga kojim upravlja EMR.

Dakle, ako se otpor kontakta poveća zbog utjecaja električnog luka za 1 Ohm, pad napona na kontaktima za istu struju opterećenja povećava se na 1 × 10 = 10 volti DC.

Ovdje veličina pada napona na kontaktima može biti neprihvatljiva za krug opterećenja, posebno pri radu s naponima napajanja od 12-24 V.

Vrsta materijala kontakta releja

Kako bi se smanjio utjecaj električnog luka i velikih otpora, kontaktni vrhovi suvremenih elektromehaničkih releja izrađuju se ili presvlače raznim legurama na bazi srebra.

Na taj način moguće je značajno produžiti vijek trajanja kontaktne skupine.

Vrhovi kontaktnih ploča elektromehaničkih rasklopnih uređaja. Ovdje su opcije za posrebrene vrhove. Ova vrsta premaza smanjuje faktor oštećenja

U praksi se za obradu vrhova kontaktnih skupina elektromagnetskih (elektromehaničkih) releja koriste sljedeći materijali:

• Ag - srebro;
• AgCu - srebro-bakar;
• AgCdO - srebro-kadmijev oksid;
• AgW - srebro-volfram;
• AgNi - srebro-nikal;
• AgPd - srebro-paladij.

Povećanje vijeka trajanja vrhova kontaktnih skupina releja smanjenjem broja električnih lukova postiže se spajanjem rezistivno-kondenzatorskih filtara, koji se nazivaju i RC prigušnice.

Ovi elektronički krugovi povezani su paralelno s kontaktnim skupinama elektromehaničkih releja. Čini se da je vrh napona, koji se bilježi u trenutku otvaranja kontakata, s ovim rješenjem sigurno kratak.

Korištenje RC prigušivača omogućuje suzbijanje električnog luka koji se stvara na kontaktnim vrhovima.

Tipični dizajn EMR kontakata

Uz klasične normalno otvorene (NO) i normalno zatvorene (NC) kontakte, mehanika preklapanja releja također uključuje klasifikaciju na temelju djelovanja.

Značajke dizajna spojnih elemenata

Dizajn releja elektromagnetskog tipa u ovoj izvedbi dopušta jedan ili više zasebnih kontakata prekidača.

Ovako izgleda uređaj, tehnološki konfiguriran za SPST dizajn - jednopolni i jednosmjerni. Dostupne su i druge verzije

Dizajn kontakata karakteriziran je sljedećim skupom kratica:

• SPST (Single Pole Single Throw) - jednopolni jednosmjerni;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - jednopolni dvosmjerni;
• DPST (Double Pole Single Throw) – bipolarni jednosmjerni;
• DPDT (Double Pole Double Throw) – bipolarni dvosmjerni.

Svaki takav spojni element označen je kao "pol". Bilo koji od njih može se spojiti ili resetirati, istovremeno aktivirajući zavojnicu releja.

Suptilnosti korištenja uređaja

Unatoč jednostavnosti dizajna elektromagnetskih prekidača, postoje neke suptilnosti u praksi korištenja ovih uređaja.

Stoga stručnjaci kategorički ne preporučuju paralelno spajanje svih kontakata releja kako bi se na ovaj način prebacio strujni krug opterećenja.

Na primjer, spojite opterećenje od 10 A paralelnim spajanjem dva kontakta, od kojih je svaki naznačen za struju od 5 A.

Ove instalacijske suptilnosti su zbog činjenice da se kontakti mehaničkih releja nikada ne zatvaraju ili otvaraju u isto vrijeme.

Kao rezultat toga, jedan od kontakata će u svakom slučaju biti preopterećen.Čak i uzimajući u obzir kratkotrajno preopterećenje, preuranjeni kvar uređaja u takvoj vezi je neizbježan.

Neispravan rad, kao i spajanje releja izvan utvrđenih pravila instalacije, obično završava ovim ishodom. Izgorio je gotovo sav sadržaj unutra

Elektromagnetski proizvodi mogu se koristiti kao dio električnih ili elektroničkih sklopova s ​​malom potrošnjom energije kao sklopke relativno visokih struja i napona.

Međutim, strogo se ne preporučuje propuštanje različitih napona opterećenja kroz susjedne kontakte istog uređaja.

Na primjer, prebacite između 220 V AC i 24 V DC. Uvijek bi se trebali koristiti zasebni proizvodi za svaku opciju kako bi se osigurala sigurnost.

Tehnike zaštite od povratnog napona

Značajan dio svakog elektromehaničkog releja je zavojnica. Ovaj dio je klasificiran kao opterećenje visokog induktiviteta jer je namotana žicom.

Svaka zavojnica namotana žicom ima neku impedanciju, koja se sastoji od induktiviteta L i otpora R, tvoreći tako serijski krug LR.

Dok struja teče kroz zavojnicu, stvara se vanjsko magnetsko polje. Kada se strujni tok u zavojnici zaustavi u "off" modu, magnetski tok se povećava (teorija transformacije) i generira se visoki reverzni EMF (elektromotorna sila) napon.

Ta inducirana vrijednost povratnog napona može biti nekoliko puta veća od sklopnog napona.

Sukladno tome, postoji rizik od oštećenja bilo koje poluvodičke komponente koja se nalazi u blizini releja. Na primjer, bipolarni tranzistor ili tranzistor s efektom polja koji se koristi za dovođenje napona na zavojnicu releja.

Mogućnosti sklopova koje pružaju zaštitu poluvodičkih kontrolnih elemenata - bipolarni tranzistori i tranzistori s efektom polja, mikrosklopovi, mikrokontroleri

Jedan od načina da se spriječi oštećenje tranzistora ili bilo kojeg sklopnog poluvodičkog uređaja, uključujući mikrokontrolere, je spajanje diode s obrnutom prednapetošću na krug zavojnice releja.

Kada struja koja teče kroz zavojnicu odmah nakon isključivanja generira inducirani povratni EMF, ovaj obrnuti napon otvara diodu s obrnutim prednaponom.

Kroz poluvodič se akumulirana energija raspršuje čime se sprječava oštećenje upravljačkog poluvodiča – tranzistora, tiristora, mikrokontrolera.

Poluvodič koji je često uključen u krug zavojnice također se naziva:

• dioda zamašnjaka;
• shunt dioda;
• obrnuta dioda.

Međutim, nema velike razlike između elemenata. Svi oni obavljaju jednu funkciju. Uz korištenje dioda s reverznom prednaponom, drugi uređaji se koriste za zaštitu poluvodičkih komponenti.

Isti lanci RC prigušivača, metal-oksidnih varistora (MOV), zener dioda.

Označavanje elektromagnetskih relejnih uređaja

Tehničke oznake koje nose djelomične informacije o uređajima obično su naznačene izravno na kućištu elektromagnetskog sklopnog uređaja.

Ova oznaka izgleda kao kratica i skup brojeva.

Svaki elektromehanički sklopni uređaj tradicionalno je označen. Otprilike sljedeći skup simbola i brojeva primjenjuje se na tijelo ili šasiju, označavajući određene parametre

Primjer označavanja kućišta elektromehaničkih releja:

RES32 RF4.500.335-01

Ovaj unos se dešifrira na sljedeći način: elektromagnetski relej niske struje, 32 serije, koji odgovara dizajnu prema RF putovnici 4.500.335-01.

Međutim, takve oznake su rijetke. Češće postoje skraćene verzije bez izričite naznake GOST-a:

RES32 335-01

Također, datum proizvodnje i broj serije su označeni na šasiji (na tijelu) uređaja. Detaljne informacije nalaze se u tehničkom listu proizvoda. Svaki uređaj ili serija isporučuje se s putovnicom.

Zaključci i koristan video na tu temu

Video popularno objašnjava kako radi elektromehanička sklopna elektronika. Suptilnosti dizajna, značajke povezivanja i druge pojedinosti jasno su naznačene:

Elektromehanički releji se već duže vrijeme koriste kao elektroničke komponente. Međutim, ovaj tip sklopnih uređaja može se smatrati zastarjelim. Mehaničke uređaje sve više zamjenjuju moderniji uređaji - čisto elektronički. Jedan takav primjer je poluprovodnički releji.

Imate pitanja, pronašli ste greške ili imate zanimljive činjenice o temi koje možete podijeliti s posjetiteljima naše stranice? Ostavite svoje komentare, postavite pitanja i podijelite svoje iskustvo u bloku za kontakt ispod članka.