Elektromagnetinė relė: įrenginys, žymėjimas, tipai + prijungimo ir reguliavimo detalės

Elektrinių signalų konvertavimas į atitinkamą fizikinį dydį – judėjimą, jėgą, garsą ir kt.ir tt, atliekama naudojant diskus. Pavara turėtų būti klasifikuojama kaip keitiklis, nes tai įrenginys, pakeičiantis vieno tipo fizinį dydį į kitą.

Pavara paprastai įjungiama arba valdoma žemos įtampos komandos signalu. Jis toliau klasifikuojamas kaip dvejetainis arba nuolatinis įrenginys pagal stabilių būsenų skaičių. Taigi, elektromagnetinė relė yra dvejetainė pavara, atsižvelgiant į dvi galimas stabilias būsenas: įjungta - išjungta.

Pateiktame straipsnyje detaliai nagrinėjami elektromagnetinės relės veikimo principai ir prietaisų panaudojimo sferos.

Pavaros projektavimo pagrindai

Terminas „relė“ būdingas įrenginiams, kurie valdymo signalu užtikrina elektrinį ryšį tarp dviejų ar daugiau taškų.

Labiausiai paplitęs ir plačiausiai naudojamas elektromagnetinės relės (EMR) tipas yra elektromechaninė konstrukcija.

Taip atrodo vienas dizainas iš daugybės gaminių, vadinamų elektromagnetinėmis relėmis, serijos. Čia parodyta uždara mechanizmo versija, naudojant permatomą organinio stiklo dangtelį

Pagrindinė bet kokios įrangos valdymo schema visada suteikia galimybę ją įjungti ir išjungti. Lengviausias būdas atlikti šiuos veiksmus yra naudoti maitinimo blokavimo jungiklius.

Valdymui gali būti naudojami rankiniai jungikliai, tačiau jie turi trūkumų. Akivaizdus jų trūkumas yra „įjungta“ arba „išjungta“ būsenų nustatymas fiziškai, ty rankiniu būdu.

Rankinio perjungimo įtaisai dažniausiai yra didelio dydžio, lėtai veikiantys, galintys perjungti mažas sroves.

Rankinis perjungimo mechanizmas yra elektromagnetinių relių „tolimas giminaitis“. Teikia tą patį funkcionalumą – perjungia darbo linijas, tačiau yra valdomas išskirtinai rankiniu būdu

Tuo tarpu elektromagnetines reles daugiausia atstovauja elektra valdomi jungikliai. Įrenginiai yra skirtingų formų, matmenų ir skirstomi pagal jų vardinės galios lygį. Jų pritaikymo galimybės yra plačios.

Tokie įtaisai, aprūpinti viena ar keliomis kontaktų poromis, gali būti vienos konstrukcijos didesnės galios pavarų – kontaktorių, kurie naudojami tinklo įtampos arba aukštos įtampos įtaisams perjungti, dalis.

Pagrindiniai EMR veikimo principai

Tradiciškai elektromagnetinio tipo relės naudojamos kaip elektros (elektroninių) perjungimo valdymo grandinių dalis. Šiuo atveju jie montuojami arba tiesiai ant spausdintinių plokščių, arba laisvoje padėtyje.

Bendra įrenginio struktūra

Naudojamų gaminių apkrovos srovės dažniausiai matuojamos nuo ampero dalių iki 20 A ar daugiau. Relių grandinės yra plačiai paplitusios elektroninėje praktikoje.

Įvairių konfigūracijų įrenginiai, skirti montuoti ant elektroninių plokščių arba tiesiogiai kaip atskirai montuojamas įrenginys

Elektromagnetinės relės konstrukcija paverčia AC/DC įtampos generuojamą magnetinį srautą mechanine jėga. Dėl susidariusios mechaninės jėgos kontaktinė grupė yra valdoma.

Labiausiai paplitęs dizainas yra gaminio forma, kurią sudaro šie komponentai:

• jaudinanti ritė;
• plieno šerdis;
• atraminė važiuoklė;
• kontaktų grupė.

Plieninėje šerdyje yra fiksuota dalis, vadinama svirtimi, ir kilnojama spyruoklinė dalis, vadinama armatūra.

Iš esmės armatūra papildo magnetinio lauko grandinę, uždarydama oro tarpą tarp stacionarios elektros ritės ir judančios armatūros.

Detalus konstrukcijos išdėstymas: 1 – atpalaidavimo spyruoklė; 2 – metalinė šerdis; 3 – inkaras; 4 – kontaktas normaliai uždarytas; 5 – kontaktas normaliai atidarytas; 6 – bendras kontaktas; 7 – varinės vielos ritė; 8 - rokeris

Armatūra juda ant vyrių arba laisvai sukasi veikiama generuojamo magnetinio lauko. Taip uždaromi elektriniai kontaktai, pritvirtinti prie jungiamųjų detalių.

Paprastai grąžinimo spyruoklė (-ės), esanti tarp svirties svirties ir armatūros, grąžina kontaktus į pradinę padėtį, kai relės ritė išjungiama.

Relės elektromagnetinės sistemos veikimas

Paprastas klasikinis EMR dizainas turi du elektrai laidžių kontaktų rinkinius.

Remiantis tuo, realizuojamos dvi kontaktinės grupės būsenos:

1. Paprastai atviras kontaktas.
2. Paprastai uždaras kontaktas.

Atitinkamai, kontaktų pora klasifikuojama kaip normaliai atidaryta (NO) arba, esant kitokiai būsenai, paprastai uždaryta (NC).

Relei su įprastai atviro kontakto padėtimi „uždaryta“ būsena pasiekiama tik tada, kai lauko srovė praeina per indukcinę ritę.

Viena iš dviejų galimų numatytosios kontaktų grupės nustatymo parinkčių. Čia, kai ritė yra išjungta, „numatytoji“ padėtis nustatoma į normaliai uždarą (uždaryta) padėtį.

Kitame variante įprastai uždaryta kontaktų padėtis išlieka pastovi, kai ritės grandinėje nėra sužadinimo srovės. Tai reiškia, kad jungiklio kontaktai grįžta į įprastą uždarą padėtį.

Todėl terminai „įprastai atidarytas“ ir „įprastai uždarytas“ turėtų reikšti elektros kontaktų būseną, kai relės ritė yra išjungta, ty išjungta relės maitinimo įtampa.

Elektros relių kontaktų grupės

Relės kontaktai paprastai yra elektrai laidūs metaliniai elementai, kurie liečiasi vienas su kitu ir užbaigia grandinę, veikdami panašiai kaip paprastas jungiklis.

Kai kontaktai yra atviri, varža tarp normaliai atvirų kontaktų matuojama kaip didelė vertė megaohais. Tai sukuria atviros grandinės būseną, kai pašalinamas srovės praėjimas ritės grandinėje.

Bet kurio elektromechaninio jungiklio kontaktinė grupė atvirame režime turi kelių šimtų megaomų varžą. Skirtinguose modeliuose šio pasipriešinimo vertė gali šiek tiek skirtis.

Jei kontaktai yra uždaryti, kontakto varža teoriškai turėtų būti lygi nuliui - trumpojo jungimo rezultatas.

Tačiau ši sąlyga ne visada stebima.Kiekvienos atskiros relės kontaktinė grupė turi tam tikrą kontaktinę varžą „uždarytoje“ būsenoje. Šis pasipriešinimas vadinamas stabiliu.

Apkrovos srovių praėjimo ypatybės

Norint įdiegti naują elektromagnetinę relę, perjungimo kontakto varža yra maža, paprastai mažesnė nei 0,2 omo.

Tai paaiškinama paprastai: nauji antgaliai kol kas išlieka švarūs, tačiau laikui bėgant antgalio atsparumas neišvengiamai didės.

Pavyzdžiui, kontaktams, kurių srovė yra 10 A, įtampos kritimas bus 0,2x10 = 2 voltai (Omo dėsnis). Iš to paaiškėja, kad jei kontaktinei grupei tiekiama maitinimo įtampa yra 12 voltų, tada apkrovos įtampa bus 10 voltų (12-2).

Kai metaliniai kontaktiniai antgaliai susidėvi tinkamai neapsaugoti nuo didelių indukcinių ar talpinių apkrovų, lanko pažeidimai yra neišvengiami.

Elektros lankas ant vieno iš elektromechaninio perjungimo įrenginio kontaktų. Tai yra viena iš priežasčių, dėl kurių gali būti pažeista kontaktinė grupė, nesant tinkamų priemonių

Elektros lankas – kibirkštis ties kontaktais – padidina antgalių kontaktinį pasipriešinimą ir dėl to padaro fizinius pažeidimus.

Jei ir toliau naudosite relę tokiomis sąlygomis, kontaktiniai antgaliai gali visiškai prarasti savo fizinio kontakto savybes.

Tačiau yra rimtesnis veiksnys, kai dėl lanko pažeidimo kontaktai suvirinami ir susidaro trumpojo jungimo sąlygos.

Tokiose situacijose kyla pavojus sugadinti EMR valdomą grandinę.

Taigi, jei dėl elektros lanko įtakos kontakto varža padidėja 1 omu, įtampos kritimas kontaktuose, esant tokiai pačiai apkrovos srovei, padidėja iki 1 × 10 = 10 voltų nuolatinės srovės.

Čia įtampos kritimo per kontaktus dydis gali būti nepriimtinas apkrovos grandinei, ypač dirbant su 12–24 V maitinimo įtampa.

Relės kontaktinės medžiagos tipas

Siekiant sumažinti elektros lanko ir didelių varžų įtaką, šiuolaikinių elektromechaninių relių kontaktiniai antgaliai gaminami arba padengiami įvairiais sidabro pagrindo lydiniais.

Tokiu būdu galima žymiai pailginti kontaktinės grupės tarnavimo laiką.

Elektromechaninių perjungimo įrenginių kontaktinių plokščių antgaliai. Čia yra sidabruotų antgalių parinktys. Tokio tipo danga sumažina žalos koeficientą

Praktiškai elektromagnetinių (elektromechaninių) relių kontaktinių grupių antgaliams apdoroti naudojamos šios medžiagos:

• Ag – sidabras;
• AgCu - sidabro-vario;
• AgCdO – sidabro-kadmio oksidas;
• AgW - sidabro-volframas;
• AgNi - sidabro-nikelio;
• AgPd – sidabro paladis.

Relės kontaktinių grupių antgalių eksploatavimo trukmės pailginimas sumažinus elektros lankų skaičių pasiekiamas sujungiant varžinius-kondensatorius filtrus, dar vadinamus RC slopintuvais.

Šios elektroninės grandinės yra sujungtos lygiagrečiai su elektromechaninių relių kontaktinėmis grupėmis. Įtampos smailė, kuri pastebima kontaktų atidarymo momentu, naudojant šį sprendimą atrodo saugiai trumpa.

RC amortizatorių naudojimas leidžia slopinti elektros lanką, susidarantį kontaktų antgaliuose.

Tipiškas EMR kontaktų dizainas

Be klasikinių normaliai atvirų (NO) ir normaliai uždarytų (NC) kontaktų, relės perjungimo mechanika taip pat apima klasifikavimą pagal veiksmą.

Jungiamųjų elementų dizaino ypatybės

Šiame įgyvendinimo variante elektromagnetinio tipo relės leidžia naudoti vieną ar daugiau atskirų jungiklių kontaktų.

Taip atrodo įrenginys, technologiškai sukonfigūruotas SPST dizainui – vieno poliaus ir vienkrypčio. Taip pat yra ir kitų versijų

Kontaktų konstrukcijai būdingas toks santrumpų rinkinys:

• SPST (Single Pole Single Throw) – vieno poliaus vienkryptis;
• SPDT (Single Pole Double Throw) – vieno poliaus dvikryptis;
• DPST (Double Pole Single Throw) – dvipolis vienkryptis;
• DPDT (Double Pole Double Throw) – dvipolis dvikryptis.

Kiekvienas toks jungiamasis elementas yra pažymėtas kaip „stulpas“. Bet kurį iš jų galima prijungti arba atstatyti, tuo pačiu metu aktyvuojant relės ritę.

Prietaisų naudojimo subtilybės

Nepaisant elektromagnetinių jungiklių konstrukcijos paprastumo, šių prietaisų naudojimo praktikoje yra tam tikrų subtilumų.

Taigi, norint tokiu būdu perjungti didelės srovės apkrovos grandinę, ekspertai kategoriškai nerekomenduoja jungti visų relių kontaktų lygiagrečiai.

Pavyzdžiui, prijunkite 10 A apkrovą lygiagrečiai sujungdami du kontaktus, kurių kiekvieno vardinė srovė yra 5 A.

Šios montavimo subtilybės atsiranda dėl to, kad mechaninių relių kontaktai niekada neužsidaro ir neatsidaro vienu metu.

Dėl to bet kuriuo atveju vienas iš kontaktų bus perkrautas.Ir net atsižvelgiant į trumpalaikę perkrovą, neišvengiamas ankstyvas įrenginio gedimas tokiame jungtyje.

Neteisingas veikimas, taip pat relės prijungimas, neatitinkantis nustatytų montavimo taisyklių, dažniausiai baigiasi tokiu rezultatu. Beveik visas viduje buvęs turinys išdegė

Elektromagnetiniai gaminiai gali būti naudojami kaip elektros ar elektroninių grandinių dalis su mažu energijos suvartojimu kaip santykinai didelės srovės ir įtampos jungikliai.

Tačiau griežtai nerekomenduojama perduoti skirtingas apkrovos įtampas per gretimus to paties įrenginio kontaktus.

Pavyzdžiui, perjunkite tarp 220 V kintamosios srovės ir 24 V nuolatinės srovės. Kiekvienai parinkčiai visada reikia naudoti atskirus gaminius, kad būtų užtikrintas saugumas.

Atvirkštinės įtampos apsaugos būdai

Didelė bet kurios elektromechaninės relės dalis yra ritė. Ši dalis priskiriama didelės induktyvumo apkrovai, nes yra suvyniota viela.

Bet kuri viela apvyniota ritė turi tam tikrą varžą, susidedančią iš induktyvumo L ir varžos R, taip sudarydama nuoseklią grandinę LR.

Srovei tekant per ritę, sukuriamas išorinis magnetinis laukas. Sustabdžius srovės tekėjimą ritėje „išjungimo“ režimu, padidėja magnetinis srautas (transformacijos teorija) ir susidaro aukšta atvirkštinė EMF (elektrovaros jėgos) įtampa.

Ši indukuota atvirkštinės įtampos vertė gali būti kelis kartus didesnė už perjungimo įtampą.

Atitinkamai kyla pavojus, kad bus pažeisti visi šalia relės esantys puslaidininkių komponentai. Pavyzdžiui, bipolinis arba lauko efekto tranzistorius, naudojamas relės ritės įtampai tiekti.

Grandinių parinktys, užtikrinančios puslaidininkinių valdymo elementų apsaugą - dvipolius ir lauko tranzistorius, mikroschemas, mikrovaldiklius

Vienas iš būdų, kaip išvengti tranzistoriaus ar bet kokio perjungimo puslaidininkinio įrenginio, įskaitant mikrovaldiklius, pažeidimo, yra prijungti atvirkštinį diodą prie relės ritės grandinės.

Kai srovė, tekanti per ritę iš karto po išjungimo, sukuria indukuotą atgalinį EML, ši atvirkštinė įtampa atidaro atvirkštinio poslinkio diodą.

Per puslaidininkį išsklaido susikaupusi energija, kuri neleidžia pažeisti valdymo puslaidininkio – tranzistoriaus, tiristoriaus, mikrovaldiklio.

Puslaidininkis, dažnai įtrauktas į ritės grandinę, taip pat vadinamas:

• smagračio diodas;
• apėjimo diodas;
• atvirkštinis diodas.

Tačiau tarp elementų nėra daug skirtumų. Visi jie atlieka vieną funkciją. Be atvirkštinio poslinkio diodų naudojimo, puslaidininkinių komponentų apsaugai naudojami ir kiti įrenginiai.

Tos pačios grandinės RC amortizatorių, metalo oksido varistorių (MOV), zenerio diodų.

Elektromagnetinių relių įtaisų žymėjimas

Techniniai žymėjimai, kuriuose pateikiama dalinė informacija apie įrenginius, paprastai nurodomi tiesiai ant elektromagnetinio perjungimo įrenginio važiuoklės.

Šis pavadinimas atrodo kaip santrumpa ir skaičių rinkinys.

Kiekvienas elektromechaninis perjungimo įtaisas tradiciškai ženklinamas. Kėbului arba važiuoklei taikomas maždaug toks simbolių ir skaičių rinkinys, nurodantis tam tikrus parametrus

Elektromechaninių relių korpuso žymėjimo pavyzdys:

RES32 RF4.500.335-01

Šis įrašas iššifruojamas taip: silpnos srovės elektromagnetinė relė, 32 serija, atitinkanti konstrukciją pagal RF pasą 4.500.335-01.

Tačiau tokie pavadinimai yra reti. Dažniau yra sutrumpintų versijų be aiškios GOST nuorodos:

RES32 335-01

Taip pat ant įrenginio važiuoklės (ant korpuso) yra pažymėta pagaminimo data ir partijos numeris. Išsami informacija pateikta gaminio techninių duomenų lape. Kiekvienas prietaisas ar partija tiekiama su pasu.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įraše populiariai paaiškinama, kaip veikia elektromechaninė perjungimo elektronika. Aiškiai pažymimos dizaino subtilybės, jungčių ypatybės ir kitos detalės:

Elektromechaninės relės buvo naudojamos kaip elektroniniai komponentai gana ilgą laiką. Tačiau tokio tipo perjungimo įtaisai gali būti laikomi pasenusiais. Mechaninius įrenginius vis dažniau keičia modernesni – grynai elektroniniai. Vienas iš tokių pavyzdžių yra kietojo kūno relės.

Turite klausimų, radote klaidų arba turite įdomių faktų šia tema, kuriais galite pasidalinti su mūsų svetainės lankytojais? Palikite savo komentarus, užduokite klausimus ir pasidalykite savo patirtimi kontaktų bloke po straipsniu.