Elektromágneses relé: készülék, jelölés, típusok + a bekötés és beállítás részletei

Elektromos jelek átalakítása a megfelelő fizikai mennyiséggé - mozgás, erő, hang stb.stb., meghajtókkal hajtják végre. A meghajtót konverternek kell minősíteni, mivel ez egy olyan eszköz, amely az egyik típusú fizikai mennyiséget egy másikra változtatja.

A hajtást általában alacsony feszültségű parancsjel aktiválja vagy vezérli. A stabil állapotok száma alapján bináris vagy folytonos eszközként is besorolható. Így az elektromágneses relé egy bináris hajtás, figyelembe véve két rendelkezésre álló stabil állapotot: be - ki.

A bemutatott cikk részletesen megvizsgálja az elektromágneses relé működési elveit és az eszközök felhasználási körét.

A hajtástervezés alapjai

A "relé" kifejezés azokra az eszközökre jellemző, amelyek két vagy több pont között vezérlőjelen keresztül elektromos kapcsolatot biztosítanak.

Az elektromágneses relé (EMR) leggyakoribb és legszélesebb körben használt típusa az elektromechanikus kialakítás.

Így néz ki az elektromágneses reléknek nevezett termékek számos sorozatából egy terv. Itt látható a mechanizmus zárt változata, átlátszó plexi borítással

Bármely berendezés alapvető vezérlési sémája mindig lehetővé teszi a be- és kikapcsolását. Ezeknek a lépéseknek a legegyszerűbb módja a tápkapcsolók használata.

A kézi működtetésű kapcsolók vezérlésre használhatók, de vannak hátrányai. Nyilvánvaló hátrányuk az „on” vagy „off” állapotok fizikai, azaz manuális beállítása.

A kézi kapcsolókészülékek általában nagy méretűek, lassú működésűek, kis áramok kapcsolására képesek.

A kézi kapcsolási mechanizmus az elektromágneses relék „távoli rokona”. Ugyanazt a funkcionalitást biztosítja - munkavonalak váltása, de kizárólag manuálisan vezérelhető

Eközben az elektromágneses reléket főként elektromosan vezérelt kapcsolók képviselik. A készülékek különböző formájúak, méretűek és névleges teljesítményszintjük szerint vannak felosztva. Alkalmazásuk lehetőségei széleskörűek.

Az ilyen eszközök, amelyek egy vagy több érintkezőpárral vannak felszerelve, részei lehetnek egyetlen nagyobb teljesítményű működtetőknek - kontaktoroknak, amelyeket hálózati feszültség vagy nagyfeszültségű eszközök kapcsolására használnak.

Az EMR működésének alapelvei

Hagyományosan az elektromágneses típusú reléket az elektromos (elektronikus) kapcsolóvezérlő áramkörök részeként használják. Ebben az esetben vagy közvetlenül nyomtatott áramköri lapokra, vagy szabad helyzetben vannak felszerelve.

A készülék általános felépítése

A felhasznált termékek terhelési áramát általában az amper töredékétől 20 A-ig vagy annál nagyobbig mérik. A relé áramkörök széles körben elterjedtek az elektronikus gyakorlatban.

Különböző konfigurációjú eszközök, amelyeket elektronikus áramköri kártyákra vagy közvetlenül külön telepített eszközként terveztek

Az elektromágneses relé kialakítása az alkalmazott AC/DC feszültség által generált mágneses fluxust mechanikai erővé alakítja. Az így létrejövő mechanikai erőnek köszönhetően az érintkezőcsoport vezérelt.

A legelterjedtebb termékforma a következő összetevőket tartalmazza:

• izgalmas tekercs;
• acél mag;
• alátámasztó alváz;
• kapcsolattartó csoport.

Az acélmagnak van egy rögzített része, az úgynevezett himba, és egy mozgatható rugós rész, az úgynevezett armatúra.

Lényegében az armatúra kiegészíti a mágneses tér áramkörét az álló elektromos tekercs és a mozgó armatúra közötti légrés lezárásával.

A szerkezet részletes elrendezése: 1 – kioldó rugó; 2 – fém mag; 3 – horgony; 4 – alaphelyzetben zárt érintkező; 5 – az érintkező alaphelyzetben nyitva van; 6 – általános kapcsolattartás; 7 – rézdrót tekercs; 8 - rocker

Az armatúra csuklópántokon mozog, vagy szabadon forog a generált mágneses tér hatására. Ez lezárja a szerelvényekhez rögzített elektromos érintkezőket.

Jellemzően a lengőkar és az armatúra között elhelyezett visszatérő rugó(k) visszaállítják az érintkezőket eredeti helyzetükbe, amikor a relé tekercs feszültségmentesítve van.

A relé elektromágneses rendszer működése

Az egyszerű, klasszikus EMR kialakítás két elektromosan vezető érintkezőkészlettel rendelkezik.

Ez alapján a kapcsolati csoport két állapota valósul meg:

1. Normál esetben nyitott érintkező.
2. Normál esetben zárt érintkező.

Ennek megfelelően egy érintkezőpár alaphelyzetben nyitott (NO) vagy más állapotban normál zárt (NC) besorolású.

Az alaphelyzetben nyitott érintkező helyzetű relé esetében a "zárt" állapot csak akkor érhető el, ha a mezőáram áthalad az induktív tekercsen.

Az alapértelmezett névjegycsoport beállítására szolgáló két lehetőség egyike. Itt a tekercs feszültségmentes állapotában az „alapértelmezett” pozíció normál zárt (zárt) helyzetbe van állítva

Egy másik lehetőségnél az érintkezők normál zárt helyzete állandó marad, ha nincs gerjesztőáram a tekercskörben. Vagyis a kapcsoló érintkezői visszatérnek normál zárt helyzetükbe.

Ezért a „normál nyitott” és „normál zárt” kifejezések az elektromos érintkezők állapotára utalnak, amikor a relé tekercs feszültségmentes, azaz a relé tápfeszültsége le van kapcsolva.

Elektromos relé érintkezőcsoportok

A reléérintkezők általában elektromosan vezető fémelemek, amelyek érintkeznek egymással és egy áramkört egészítenek ki, hasonlóan egy egyszerű kapcsolóhoz.

Amikor az érintkezők nyitva vannak, a normál esetben nyitott érintkezők közötti ellenállást nagy értékként mérik megaohmban. Ez nyitott áramköri állapotot hoz létre, amikor az áram áthaladása a tekercs áramkörében megszűnik.

Bármely elektromechanikus kapcsoló érintkezőcsoportja nyitott módban több száz megaohm ellenállással rendelkezik. Ennek az ellenállásnak az értéke a különböző modellek között kissé eltérhet.

Ha az érintkezők zárva vannak, az érintkező ellenállásának elméletileg nullának kell lennie - rövidzárlat eredménye.

Ezt a feltételt azonban nem mindig tartják be.Minden egyes relé érintkezőcsoportja bizonyos érintkezési ellenállással rendelkezik „zárt” állapotban. Ezt az ellenállást stabilnak nevezzük.

A terhelési áramok áthaladásának jellemzői

Az új elektromágneses relé beszerelésének gyakorlatához a kapcsolási érintkező ellenállása kicsi, általában 0,2 Ohm-nál kisebb.

Ez egyszerűen megmagyarázható: az új hegyek egyelőre tiszták maradnak, de idővel a hegy ellenállása elkerülhetetlenül megnő.

Például a 10 A áramot vivő érintkezőknél a feszültségesés 0,2x10 = 2 volt (Ohm törvénye). Ebből kiderül, hogy ha az érintkezőcsoport tápfeszültsége 12 volt, akkor a terhelés feszültsége 10 volt (12-2).

Ha a fém érintkezőcsúcsok úgy kopnak el, hogy nem védik őket megfelelően a nagy induktív vagy kapacitív terhelésektől, elkerülhetetlen az ívkárosodás.

Elektromos ív egy elektromechanikus kapcsolókészülék egyik érintkezőjén. Ez az egyik oka annak, hogy megfelelő intézkedések hiányában megsérülhet a kapcsolattartó csoport

Az érintkezőknél szikrázó elektromos ív a csúcsok érintkezési ellenállásának növekedéséhez és ennek következtében fizikai károsodáshoz vezet.

Ha továbbra is ilyen állapotban használja a relét, az érintkezőcsúcsok teljesen elveszíthetik fizikai érintkezési tulajdonságaikat.

De van egy komolyabb tényező is, amikor az ívkárosodás az érintkezők összehegesztésével zárul le.

Ilyen helyzetekben fennáll az EMR által vezérelt áramkör károsodásának veszélye.

Tehát, ha az érintkezési ellenállás az elektromos ív hatása miatt 1 Ohm-mal nő, akkor az érintkezők feszültségesése azonos terhelési áram esetén 1 × 10 = 10 volt DC-re nő.

Itt az érintkezők feszültségesésének nagysága elfogadhatatlan lehet a terhelési áramkör számára, különösen akkor, ha 12-24 V tápfeszültséggel dolgozik.

Relé érintkező anyag típusa

Az elektromos ív és a nagy ellenállások hatásának csökkentése érdekében a modern elektromechanikus relék érintkezőcsúcsai különféle ezüst alapú ötvözetekkel készülnek vagy vonnak be.

Ily módon jelentősen meghosszabbítható a kapcsolattartó csoport élettartama.

Elektromechanikus kapcsolókészülékek érintkezőlapjainak csúcsai. Itt vannak az ezüstözött hegyek lehetőségei. Az ilyen típusú bevonat csökkenti a kártényezőt

A gyakorlatban a következő anyagokat használják az elektromágneses (elektromechanikus) relék érintkezőcsoportjainak feldolgozására:

• Ag - ezüst;
• AgCu - ezüst-réz;
• AgCdO - ezüst-kadmium-oxid;
• AgW - ezüst-volfrám;
• AgNi - ezüst-nikkel;
• AgPd - ezüst-palládium.

A reléérintkezőcsoportok csúcsainak élettartamának növelése az elektromos ívek számának csökkentésével ellenállás-kondenzátoros szűrők, más néven RC csappantyúk csatlakoztatásával érhető el.

Ezek az elektronikus áramkörök párhuzamosan kapcsolódnak az elektromechanikus relék érintkezőcsoportjaihoz. Ennél a megoldásnál az érintkezők nyitásakor észlelt feszültségcsúcs biztonságosan rövidnek tűnik.

Az RC lengéscsillapítók használata lehetővé teszi az érintkezőcsúcsokon kialakuló elektromos ív elnyomását.

Az EMR érintkezők tipikus kialakítása

A klasszikus alaphelyzetben nyitott (NO) és alaphelyzetben zárt (NC) érintkezők mellett a relékapcsolás mechanikája magában foglalja a műveleten alapuló osztályozást is.

Az összekötő elemek kialakításának jellemzői

Az elektromágneses típusú relék ebben a kiviteli alakban egy vagy több különálló kapcsolóérintkezőt tesznek lehetővé.

Így néz ki egy eszköz, technológiailag az SPST tervezéshez konfigurálva - egypólusú és egyirányú. Vannak más verziók is

Az érintkezők kialakítását a következő rövidítések jellemzik:

• SPST (Single Pole Single Throw) - egypólusú egyirányú;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - egypólusú kétirányú;
• DPST (Double Pole Single Throw) – bipoláris egyirányú;
• DPDT (Double Pole Double Throw) – bipoláris kétirányú.

Minden ilyen összekötő elemet „pólusnak” jelölnek. Bármelyik csatlakoztatható vagy visszaállítható, egyidejűleg aktiválva a relé tekercsét.

Az eszközök használatának finomságai

Az elektromágneses kapcsolók tervezésének egyszerűsége ellenére ezeknek az eszközöknek a gyakorlatában van néhány finomság.

Így a szakértők kategorikusan nem javasolják az összes reléérintkező párhuzamos csatlakoztatását a nagyáramú terhelési áramkör ilyen módon történő kapcsolásához.

Például csatlakoztasson egy 10 A-es terhelést két érintkező párhuzamos csatlakoztatásával, amelyek mindegyike 5 A névleges áramerősségű.

Ezek a beszerelési finomságok abból a tényből adódnak, hogy a mechanikus relék érintkezői soha nem zárnak vagy nyílnak egyszerre.

Ennek eredményeként az egyik érintkező minden esetben túlterhelődik.És még a rövid távú túlterhelést is figyelembe véve elkerülhetetlen az eszköz idő előtti meghibásodása ilyen kapcsolatban.

A helytelen működés, valamint a relé bekötése a megállapított telepítési szabályokon kívül általában ezzel az eredménnyel végződik. Szinte az összes benne lévő tartalom kiégett

Az elektromágneses termékek alacsony fogyasztású elektromos vagy elektronikus áramkörök részeként használhatók viszonylag nagy áramú és feszültségű kapcsolóként.

Azonban szigorúan nem ajánlott különböző terhelési feszültségeket átvezetni ugyanazon eszköz szomszédos érintkezőin.

Például váltson 220 V AC és 24 V DC között. A biztonság érdekében mindig külön termékeket kell használni minden opcióhoz.

Fordított feszültségvédelmi technikák

Bármely elektromechanikus relé jelentős része a tekercs. Ez az alkatrész nagy induktivitású terhelésnek minősül, mivel huzaltekercses.

Bármely huzaltekercsnek van valamilyen impedanciája, amely L induktivitásból és R ellenállásból áll, így egy LR soros áramkört alkot.

Ahogy az áram átfolyik a tekercsen, külső mágneses mező jön létre. Amikor a tekercsben az áramot leállítják "kikapcsolt" üzemmódban, a mágneses fluxus megnő (transzformációs elmélet), és nagy fordított EMF (elektromotoros erő) feszültség keletkezik.

Ez az indukált fordított feszültség érték többszöröse lehet a kapcsolási feszültségnek.

Ennek megfelelően fennáll a relé közelében elhelyezkedő félvezető alkatrészek sérülésének veszélye. Például egy bipoláris vagy térhatású tranzisztor, amelyet a relé tekercsének feszültségének biztosítására használnak.

Áramköri lehetőségek, amelyek védelmet nyújtanak a félvezető vezérlőelemeknek - bipoláris és térhatású tranzisztorok, mikroáramkörök, mikrokontrollerek

A tranzisztorok vagy bármely kapcsoló félvezető eszköz (beleértve a mikrokontrollereket is) károsodásának megelőzésének egyik módja az, hogy egy fordított előfeszítésű diódát csatlakoztat a relé tekercs áramköréhez.

Amikor a tekercsen átfolyó áram közvetlenül a kikapcsolás után visszafelé indukált EMF-et generál, ez a fordított feszültség kinyitja a fordított előfeszítésű diódát.

A félvezetőn keresztül a felhalmozott energia eloszlik, ami megakadályozza a vezérlő félvezető - tranzisztor, tirisztor, mikrokontroller - károsodását.

A tekercsáramkörben gyakran szereplő félvezetőt más néven:

• lendkerék dióda;
• bypass dióda;
• fordított dióda.

Az elemek között azonban nincs sok különbség. Mindegyik egy funkciót lát el. A fordított előfeszítésű diódákon kívül más eszközöket is használnak a félvezető alkatrészek védelmére.

Ugyanazok a láncok RC lengéscsillapítók, fém-oxid varisztorok (MOV-k), zener diódák.

Elektromágneses relé eszközök jelölése

Az eszközökről részleges információkat hordozó műszaki jelöléseket általában közvetlenül az elektromágneses kapcsolókészülék házán tüntetik fel.

Ez a megnevezés egy rövidítésnek és egy számkészletnek tűnik.

Minden elektromechanikus kapcsolókészülék hagyományosan feliratozott. Körülbelül a következő szimbólumok és számok vannak a karosszérián vagy az alvázon alkalmazva, jelezve bizonyos paramétereket

Példa az elektromechanikus relék házjelölésére:

RES32 RF4.500.335-01

Ez a bejegyzés a következőképpen van megfejtve: gyengeáramú elektromágneses relé, 32-es sorozat, amely megfelel a 4.500.335-01 számú RF útlevél szerinti kialakításnak.

Az ilyen megnevezések azonban ritkák. Gyakrabban vannak rövidített változatok a GOST kifejezett megjelölése nélkül:

RES32 335-01

Ezenkívül a gyártás dátuma és a tételszám fel van tüntetve a készülék alvázán (a karosszérián). A részletes információkat a termék műszaki adatlapja tartalmazza. Minden eszközt vagy tételt útlevéllel szállítanak.

Következtetések és hasznos videó a témában

A videó népszerűen bemutatja az elektromechanikus kapcsolóelektronika működését. A tervezés finomságait, a csatlakozási jellemzőket és az egyéb részleteket egyértelműen meg kell jegyezni:

Az elektromechanikus reléket már régóta használják elektronikus alkatrészekként. Az ilyen típusú kapcsolóberendezések azonban elavultnak tekinthetők. A mechanikus eszközöket egyre inkább felváltják a modernebb – tisztán elektronikus – eszközök. Az egyik ilyen példa az szilárdtest relék.

Kérdései vannak, hibákat talált, vagy érdekes tényei vannak a témában, amelyeket megoszthat oldalunk látogatóival? Kérjük, írja meg észrevételeit, tegyen fel kérdéseket és ossza meg tapasztalatait a cikk alatti kapcsolatfelvételi blokkban.