Elektromagnētiskais relejs: ierīce, marķējums, savienojuma un pielāgošanas veidi + smalkumi

Elektrisko signālu pārvēršana atbilstošajā fiziskajā daudzumā - kustībā, spēkā, skaņā utt. - tiek veikta, izmantojot piedziņas. Piedziņa jāklasificē kā pārveidotājs, jo šī ierīce maina viena veida fizisko daudzumu citā.

Piedziņu parasti aktivizē vai kontrolē ar zemsprieguma komandas signālu. To papildus klasificē kā bināru vai nepārtrauktu ierīci, pamatojoties uz stabilo stāvokļu skaitu. Tātad, ņemot vērā divus esošos stabilos nosacījumus: ieslēgts - izslēgts, elektromagnētiskais relejs ir binārā piedziņa.

Piedāvātajā rakstā detalizēti apskatīti elektromagnētiskā releja darbības principi un ierīču izmantošanas joma.

Braukšanas pamati

Termins "relejs" ir raksturīgs ierīcēm, kuras caur vadības signālu nodrošina elektrisko savienojumu starp diviem vai vairākiem punktiem.

Visizplatītākais un plaši izmantotais elektromagnētiskā releja (EMR) tips ir elektromehāniskais dizains.

Tas izskatās kā viens dizains no plaša produktu klāsta, ko dēvē par elektromagnētiskajiem relejiem. Šeit parādīta mehānisma slēgta versija, izmantojot caurspīdīgu plexiglass pārsegu.

Jebkura aprīkojuma galvenā vadības shēma vienmēr nodrošina iespēju to iespējot un atspējot. Vienkāršākais veids, kā veikt šīs darbības, ir izmantot barošanas bloķēšanas slēdzi.

Vadībai var izmantot manuālas darbības slēdžus, taču tiem ir trūkumi. To acīmredzams trūkums ir stāvokļu “ieslēgts” vai “atspējots” iestatīšana fiziski, tas ir, manuāli.

Manuālās komutācijas ierīces, kā likums, ir liela izmēra, aizkavētas darbības ierīces, kas spēj pārslēgt nelielas straumes.

Manuālais pārslēgšanas mehānisms ir elektromagnētisko releju “attāls radinieks”. Tas nodrošina tādu pašu funkcionalitāti - darba līniju pārslēgšanu, bet tiek kontrolēts tikai ar rokām

Tikmēr elektromagnētiskos relejus galvenokārt pārstāv elektriski vadāmi slēdži. Ierīcēm ir dažādas formas, izmēri un tās tiek dalītas ar nominālās jaudas līmeni. To piemērošanas iespējas ir plašas.

Šādas ierīces, kas aprīkotas ar vienu vai vairākiem kontaktu pāriem, var iekļaut vienā lielākas jaudas pievadu konstrukcijā - kontaktoros, ko izmanto tīkla sprieguma vai augstsprieguma ierīču pārslēgšanai.

EMR darba pamatprincipi

Parasti elektromagnētiskā tipa relejus izmanto kā elektrisko (elektronisko) komutācijas vadības ķēžu daļu. Tajā pašā laikā tie tiek uzstādīti vai nu tieši uz iespiedshēmas plates, vai brīvā stāvoklī.

Ierīces vispārējā struktūra

Izmantoto izstrādājumu slodzes strāvas parasti mēra no ampēru frakcijām līdz 20 A vai vairāk. Releju ķēdes ir plaši izplatītas elektroniskajā praksē.

Dažādas konfigurācijas ierīces, kas paredzētas uzstādīšanai uz elektroniskajām shēmas plates vai tieši kā atsevišķi instalētu ierīci

Elektromagnētiskā releja dizains pārveido magnētisko plūsmu, ko rada pielietotais maiņstrāvas / līdzstrāvas spriegums, mehāniskā spēkā. Pateicoties iegūtajam mehāniskajam spēkam, kontaktu grupa tiek kontrolēta.

Visizplatītākais dizains ir izstrādājuma forma, kurā ietilpst šādi komponenti:

• aizraujoša spole;
• tērauda serde;
• pamata šasija;
• kontaktgrupa.

Tērauda serdenei ir fiksēta daļa, ko sauc par šūpuļzirdzeni, un kustīga, ar atsperi piekrauta daļa, ko sauc par enkuru.

Faktiski enkurs papildina magnētiskā lauka ķēdi, aizverot gaisa spraugu starp stacionāro elektrisko spoli un kustīgo armatūru.

Sīks dizains: 1 - vērpšanas atspere; 2 - metāla serde; 3 - enkurs; 4 - parasti slēgts kontakts; 5 - parasti atvērts kontakts; 6 - vispārējs kontakts; 7 - vara stieples spole; 8 - rokeris

Armatūra pārvietojas uz eņģēm vai brīvi griežas radītā magnētiskā lauka ietekmē. Tas aizver elektriskos kontaktus, kas piestiprināti pie vārsta.

Parasti atgriešanās atspere (-es), kas atrodas starp siju un armatūru, atgriež kontaktus sākotnējā stāvoklī, kad releja spole tiek izslēgta.

Releja elektromagnētiskās sistēmas darbība

Vienkāršajam EMF klasiskajam dizainam ir divi elektriski vadošu kontaktu komplekti.

Balstoties uz to, tiek realizēti divi kontaktgrupas stāvokļi:

1. Parasti atvērts kontakts.
2. Parasti slēgts kontakts.

Attiecīgi kontaktu pāri klasificē kā parasti atvērtus (NO) vai, ja tie ir citā stāvoklī, parasti ir slēgti (NC).

Relejiem ar parasti atvērtu kontaktu stāvokli stāvoklis "slēgts" tiek sasniegts tikai tad, kad ierosmes strāva iet cauri induktīvajai spolei.

Viena no divām iespējamām noklusējuma kontaktu grupas iestatīšanas iespējām. Šeit “noklusējuma” spoles izslēgtā stāvoklī tiek iestatīta parasti slēgta (slēgta) pozīcija

Citā iemiesojumā kontaktu parasti slēgtā pozīcija paliek nemainīga, ja spoles ķēdē nav ierosināšanas strāvas. Tas ir, slēdža kontakti atgriežas normālā slēgtā stāvoklī.

Tāpēc terminiem “parasti atvērts” un “parasti slēgts” jāattiecas uz elektrisko kontaktu stāvokli, kad releja spole tiek izslēgta, tas ir, releja spriegums ir atvienots.

Elektrisko releju kontaktu grupas

Releju kontaktus parasti attēlo ar elektrību vadošiem metāla elementiem, kas ir saskarē viens ar otru, aizver ķēdi, rīkojoties līdzīgi kā vienkāršs slēdzis.

Kad kontakti ir atvērti, pretestību starp parasti atvērtiem kontaktiem mēra ar lielu vērtību megaohmos. Tas rada atvērtas ķēdes stāvokli, kad strāvas pāreja spoles ķēdē ir izslēgta.

Jebkura elektromehāniskā slēdža kontaktu grupai atvērtā režīmā ir pretestība vairāku simtu megaohmu. Šīs pretestības vērtība dažādos modeļos var nedaudz atšķirties.

Ja kontakti ir slēgti, kontakta pretestībai teorētiski jābūt nullei - īssavienojuma rezultāts.

Tomēr šis nosacījums ne vienmēr tiek atzīmēts. Katra atsevišķa releja kontaktu grupai ir noteikta kontakta pretestība "slēgtā" stāvoklī. Šādu pretestību sauc par ilgtspējīgu.

Slodzes straumju pārejas pazīmes

Jaunā elektromagnētiskā releja uzstādīšanas praksē tiek atzīts, ka iekļaušanas kontakta pretestība ir maza, parasti mazāka par 0,2 omi.

Iemesls ir vienkāršs: jaunie uzgaļi joprojām ir tīri, taču laika gaitā uzgaļa pretestība neizbēgami palielināsies.

Piemēram, kontaktiem, kuru strāva ir 10 A, sprieguma kritums būs 0,2x10 = 2 volti (Ohma likums). Izrādās, ja kontaktu grupai piegādātais barošanas spriegums ir 12 volti, tad slodzes spriegums būs 10 volti (12-2).

Ja kontakta metāla gali ir nolietojušies, jo tie nav pietiekami aizsargāti no lielām induktīvām vai kapacitīvām slodzēm, elektriskā loka radītais kaitējums ir neizbēgams.

Elektriskais loks uz viena no elektromehāniskās komutācijas ierīces kontaktiem. Tas ir viens no kontaktu grupas bojājuma cēloņiem, ja nav piemērotu pasākumu.

Elektriskais loks - dzirksteļošana pie kontaktiem - palielina uzgaļu kontakta pretestību un rezultātā rada fiziskus bojājumus.

Ja jūs turpināt izmantot releju šādā stāvoklī, kontakta padomi var pilnībā zaudēt kontakta fizisko īpašību.

Bet ir daudz nopietnāks faktors, kad loka bojājuma rezultātā kontakti galu galā metina, radot īssavienojuma stāvokli.

Šādās situācijās nav izslēgts EMI kontrolētās shēmas bojājuma risks.

Tātad, ja kontakta pretestība ir palielinājusies par 1 omi no elektriskā loka ietekmes, sprieguma kritums pāri kontaktiem tai pašai slodzes strāvai palielinās līdz 1 × 10 = 10 volti DC.

Šeit sprieguma krituma lielums pāri kontaktiem var nebūt pieņemams slodzes shēmai, īpaši strādājot ar 12–24 V barošanas spriegumu.

Releju kontakta materiāla tips

Lai samazinātu elektriskā loka un augstas pretestības ietekmi, mūsdienu elektromehānisko releju kontaktu gali ir izgatavoti vai pārklāti ar dažādiem sakausējumiem, kuru pamatā ir sudrabs.

Tādā veidā ir iespējams ievērojami pagarināt kontaktu grupas dzīvi.

Elektromehānisko komutācijas ierīču kontaktu plākšņu padomi. Šeit ir sudrabotu uzgaļu iespējas. Šāda veida pārklājums samazina bojājuma faktoru.

Praksē tiek atzīmēta šādu materiālu izmantošana, ar kuru palīdzību apstrādā elektromagnētisko (elektromehānisko) releju kontaktu grupu padomus:

• Ag ir sudrabs;
• AgCu - sudraba-vara;
• AgCdO - sudraba-kadmija oksīds;
• AgW - sudraba-volframs;
• AgNi - sudraba-niķelis;
• AgPd - sudraba-pallādijs.

Releju kontaktu grupu uzgaļu kalpošanas laika palielināšanās, samazinot elektrisko loka veidojumu skaitu, tiek panākta, pievienojot pretestības-kondensatoru filtrus, ko sauc arī par RC slāpētājiem.

Šīs elektroniskās shēmas ir savienotas paralēli elektromehānisko releju kontaktu grupām. Tiek uzskatīts, ka sprieguma maksimums, kas tiek novērots kontaktu atvēršanas brīdī, ar šo risinājumu ir īss.

Izmantojot RC slāpētājus, ir iespējams apslāpēt elektrisko loku, kas veidojas uz kontaktu padomiem.

Tipisks EMR kontakta dizains

Papildus klasiskajiem parasti atvērtajiem (NO) un parasti slēgtajiem (NC) kontaktiem releju pārslēgšanas mehānika prasa arī klasifikāciju, pamatojoties uz darbību.

Savienojošo elementu izpildes pazīmes

Elektromagnētisko releju konstrukcijas šajā iemiesojumā pieļauj vienu vai vairākus atsevišķus slēdžu kontaktus.

Tieši tā izskatās SPST tehnoloģiski konfigurēta ierīce - vienpolāra un vienvirziena. Pieejamas arī citas iespējas.

Kontaktu izpildi raksturo šāds saīsinājumu komplekts:

• SPST (Single Pole Single Throw) - vienpolārs vienvirziena;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - vienpolu divvirzienu;
• DPST (Double Pole Single Throw) - bipolārs vienvirziena;
• DPDT (Double Pole Double Throw) - bipolārs divvirzienu.

Katru šādu savienojošo elementu sauc par “polu”. Jebkuru no tiem var savienot vai atiestatīt, vienlaikus aktivizējot releja spoli.

Ierīču lietošanas smalkumi

Neskatoties uz elektromagnētisko slēdžu dizaina vienkāršību, šo ierīču lietošanas praksē ir daži smalkumi.

Tātad eksperti kategoriski neiesaka paralēli savienot visus releju kontaktus, lai šādā veidā mainītu slodzes ķēdi ar lielu strāvu.

Piemēram, savienojiet slodzi 10 A, paralēli savienojot divus kontaktus, no kuriem katrs ir paredzēts 5 A strāvai.

Šie uzstādīšanas smalkumi ir saistīti ar faktu, ka mehānisko releju kontakti nekad neaizveras vai neatveras vienā brīdī.

Tā rezultātā viens no kontaktiem jebkurā gadījumā tiks pārslogots. Un, pat ņemot vērā īslaicīgu pārslodzi, priekšlaicīga ierīces kļūme šādā savienojumā ir neizbēgama.

Nepareiza darbība, kā arī releja savienošana ārpus noteiktajiem uzstādīšanas noteikumiem parasti beidzas ar šo iznākumu. Gandrīz viss saturs izdedzis iekšā

Elektromagnētiskos izstrādājumus var izmantot kā daļu no elektriskām vai elektroniskām ķēdēm ar mazu enerģijas patēriņu kā slēdžus relatīvi augstām strāvām un spriegumiem.

Tomēr kategoriski nav ieteicams nodot dažādus slodzes spriegumus caur vienas un tās pašas ierīces blakus esošajiem kontaktiem.

Piemēram, pārslēdziet maiņstrāvas spriegumu 220 V un DC 24 V, lai nodrošinātu drošību, katrai opcijai vienmēr izmantojiet atsevišķus izstrādājumus.

Reversās sprieguma aizsardzības metodes

Svarīga jebkura elektromehāniskā releja sastāvdaļa ir spole. Šī daļa attiecas uz augstas induktivitātes slodzes kategoriju, jo tai ir stieples tinums.

Jebkurai vadu tinumam ir noteikta pretestība, kas sastāv no induktivitātes L un pretestības R, tādējādi veidojot virknes shēmu LR.

Kad strāva plūst caur spoli, tiek izveidots ārējs magnētiskais lauks. Kad strāvas plūsma spolē apstājas “izslēgtā” režīmā, palielinās magnētiskā plūsma (transformācijas teorija) un rodas augsts reversā sprieguma EMF (elektromotora spēks).

Šī apgrieztā sprieguma izraisītā vērtība var būt vairākas reizes lielāka par pārslēgšanas spriegumu.

Attiecīgi pastāv bojājumu risks visiem pusvadītāju komponentiem, kas atrodas blakus relejam. Piemēram, bipolārs vai lauka efekts tranzistors, ko izmanto sprieguma padevei releja spolei.

Ķēdes iespējas, kuru dēļ tiek nodrošināta pusvadītāju vadības elementu aizsardzība - bipolāri un lauka efektu tranzistori, mikroshēmas, mikrokontrolleri

Viens veids, kā novērst tranzistora vai jebkuras komutācijas pusvadītāja ierīces, ieskaitot mikrokontrolleru, bojājumus, ir savienot reversās spoles ķēdi ar pretēji nobīdītu diodi.

Kad strāva, kas plūst cauri spolei tūlīt pēc brauciena, rada ierosinātu atpakaļejošu EMF, šis apgrieztais spriegums atver apgriezti nobīdes diodi.

Uzkrātā enerģija tiek izkliedēta caur pusvadītāju, kas novērš vadības pusvadītāja - tranzistora, tiristora, mikrokontrollera - bojājumus.

Pusvadītāju, kas bieži iekļauts spoles shēmā, sauc arī par:

• spararata diode;
• šunta diode;
• apgrieztā diode.

Tomēr starp elementiem nav daudz atšķirību. Visi viņi veic vienu funkciju. Pusvadītāju komponentu aizsardzībai tiek izmantotas ne tikai diodes ar apgrieztu novirzi, bet arī citas ierīces.

Tās pašas RC aizbīdņu, metāla oksīda varistoru (MOV), Zener diožu ķēdes.

Elektromagnētisko releju ierīču marķēšana

Tehniskos apzīmējumus ar daļēju informāciju par ierīcēm parasti norāda tieši uz elektromagnētiskās komutācijas ierīces šasijas.

Šis apzīmējums izskatās kā saīsināts saīsinājums un ciparu kopa.

Katra elektromehāniskā komutācijas ierīce tradicionāli tiek marķēta. Uz šasijas vai šasijas tiek pielietots aptuveni vienāds burtu un ciparu komplekts, kas norāda noteiktus parametrus

Elektromehānisko releju ķermeņa marķēšanas piemērs:

RES32 RF4.500.335-01

Šis ieraksts tiek atšifrēts šādi: vājstrāvas elektromagnētiskais relejs, 32 sērijas, kas atbilst izpildei saskaņā ar Krievijas Federācijas pasi 4.500.335-01.

Tomēr šādi apzīmējumi ir reti. Biežāk sastopamas saīsinātās iespējas bez skaidras GOST norādes:

RES 32 335-01

Arī ierīces šasija (gadījumā) nav ražošanas datums un partijas numurs. Papildinformāciju skatiet izstrādājuma datu lapā. Katra ierīce vai partija ir aizpildīta ar pasi.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video populāri runā par to, kā darbojas elektromehāniskās komutācijas elektronika. Konstrukciju smalkumi, savienojumu īpašības un citas detaļas ir skaidri norādītas:

Elektromehāniskie releji jau ilgu laiku tiek izmantoti kā elektroniskas sastāvdaļas. Tomēr šāda veida komutācijas ierīces var uzskatīt par novecojušām. Mehāniskās ierīces arvien vairāk aizstāj ar modernākām ierīcēm - tīri elektroniskām. Viens no šādiem piemēriem ir cietvielu releji.

Vai jums ir jautājumi, atrodat kļūdas vai ir interesanti fakti par šo tēmu, par kuriem varat dalīties ar mūsu vietnes apmeklētājiem? Lūdzu, atstājiet savus komentārus, uzdodiet jautājumus un dalieties pieredzē saišu sadaļā zem raksta.