Elektromagnētiskais relejs: ierīce, marķējums, veidi + informācija par pieslēgumu un regulēšanu

Elektrisko signālu pārvēršana atbilstošā fizikālā lielumā - kustībā, spēkā, skaņā utt.utt., tiek veikta, izmantojot diskus. Disks ir jāklasificē kā pārveidotājs, jo tā ir ierīce, kas maina viena veida fizisko daudzumu uz citu.

Piedziņu parasti aktivizē vai kontrolē zemsprieguma komandas signāls. To tālāk klasificē kā bināru vai nepārtrauktu ierīci, pamatojoties uz stabilo stāvokļu skaitu. Tādējādi elektromagnētiskais relejs ir bināra piedziņa, ņemot vērā divus pieejamos stabilos stāvokļus: ieslēgts - izslēgts.

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

Piedziņas dizaina pamati

Termins "relejs" ir raksturīgs ierīcēm, kas nodrošina elektrisku savienojumu starp diviem vai vairākiem punktiem, izmantojot vadības signālu.

Visizplatītākais un plaši izmantotais elektromagnētiskā releja (EMR) veids ir elektromehāniskā konstrukcija.

Šādi izskatās viens dizains no daudzām produktu sērijām, ko sauc par elektromagnētiskajiem relejiem. Šeit ir parādīta mehānisma slēgtā versija, izmantojot caurspīdīgu organiskā stikla vāku

Jebkura aprīkojuma pamata vadības shēma vienmēr nodrošina iespēju to ieslēgt un izslēgt. Vienkāršākais veids, kā veikt šīs darbības, ir izmantot strāvas bloķēšanas slēdžus.

Manuāli darbināmus slēdžus var izmantot vadībai, taču tiem ir trūkumi. To acīmredzamais trūkums ir “ieslēgts” vai “izslēgts” stāvokļu iestatīšana fiziski, tas ir, manuāli.

Manuālās komutācijas ierīces parasti ir liela izmēra, lēnas darbības, kas spēj pārslēgt nelielas strāvas.

Manuālais pārslēgšanas mehānisms ir elektromagnētisko releju “tāls radinieks”. Nodrošina to pašu funkcionalitāti - pārslēdz darba līnijas, bet tiek vadīta tikai manuāli

Tikmēr elektromagnētiskos relejus galvenokārt attēlo elektriski vadāmi slēdži. Ierīcēm ir dažādas formas, izmēri un tās ir sadalītas atbilstoši to nominālajiem jaudas līmeņiem. To pielietošanas iespējas ir plašas.

Šādas ierīces, kas aprīkotas ar vienu vai vairākiem kontaktu pāriem, var būt daļa no vienas konstrukcijas lielākas jaudas izpildmehānismiem - kontaktoriem, kurus izmanto tīkla sprieguma vai augstsprieguma ierīču pārslēgšanai.

EMR darbības pamatprincipi

Tradicionāli elektromagnētiskā tipa relejus izmanto kā daļu no elektriskās (elektroniskās) komutācijas vadības ķēdēm. Šajā gadījumā tie ir uzstādīti vai nu tieši uz iespiedshēmu platēm, vai arī brīvā stāvoklī.

Ierīces vispārējā struktūra

Izmantoto produktu slodzes strāvas parasti mēra no ampēra daļām līdz 20 A vai vairāk. Releju shēmas ir plaši izplatītas elektroniskajā praksē.

Dažādas konfigurācijas ierīces, kas paredzētas uzstādīšanai uz elektronisko shēmu platēm vai tieši kā atsevišķi uzstādīta ierīce

Elektromagnētiskā releja konstrukcija pārvērš pielietotā maiņstrāvas/līdzstrāvas sprieguma radīto magnētisko plūsmu mehāniskā spēkā. Pateicoties iegūtajam mehāniskajam spēkam, kontaktgrupa tiek kontrolēta.

Visizplatītākais dizains ir produkta forma, kas ietver šādas sastāvdaļas:

• aizraujoša spole;
• tērauda serde;
• atbalsta šasija;
• kontaktu grupa.

Tērauda serdenim ir fiksēta daļa, ko sauc par sviru, un kustīga atsperes daļa, ko sauc par armatūru.

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

Detalizēts konstrukcijas izkārtojums: 1 – atlaišanas atspere; 2 – metāla serde; 3 – enkurs; 4 – kontakts parasti slēgts; 5 – kontakts normāli atvērts; 6 – vispārējais kontakts; 7 – vara stieples spole; 8 - šūpuļzirgs

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

Parasti atgriešanas atspere(-es), kas atrodas starp šūpuļsviru un armatūru, atgriež kontaktus to sākotnējā stāvoklī, kad releja spole ir atslēgta no sprieguma.

Releja elektromagnētiskās sistēmas darbība

Vienkāršā klasiskā EMR dizainā ir divi elektriski vadošu kontaktu komplekti.

Pamatojoties uz to, tiek realizēti divi kontaktu grupas stāvokļi:

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

Attiecīgi kontaktu pāris tiek klasificēts kā parasti atvērts (NO) vai citā stāvoklī parasti slēgts (NC).

Relejam ar parasti atvērtu kontakta stāvokli "slēgts" stāvoklis tiek sasniegts tikai tad, kad lauka strāva iet caur induktīvo spoli.

Viena no divām iespējamām noklusējuma kontaktpersonu grupas iestatīšanas opcijām. Šeit spoles bez sprieguma stāvoklī “noklusējuma” pozīcija ir iestatīta uz normāli aizvērtu (slēgtu) stāvokli.

Citā variantā kontaktu parasti slēgtais stāvoklis paliek nemainīgs, ja spoles ķēdē nav ierosmes strāvas. Tas ir, slēdža kontakti atgriežas normālā slēgtā stāvoklī.

Tāpēc terminiem “parasti atvērts” un “parasti aizvērts” ir jāattiecas uz elektrisko kontaktu stāvokli, kad releja spole ir atslēgta, tas ir, releja barošanas spriegums ir izslēgts.

Elektrisko releju kontaktu grupas

Releja kontakti parasti ir elektriski vadoši metāla elementi, kas pieskaras viens otram un pabeidz ķēdi, kas darbojas līdzīgi vienkāršam slēdzim.

Kad kontakti ir atvērti, pretestība starp parasti atvērtajiem kontaktiem tiek mērīta kā liela vērtība megaohos. Tas rada atvērtas ķēdes stāvokli, kad tiek novērsta strāvas pāreja spoles ķēdē.

Jebkura elektromehāniskā slēdža kontaktu grupai atvērtā režīmā ir vairāku simtu megaohu pretestība. Šīs pretestības vērtība dažādiem modeļiem var nedaudz atšķirties.

Ja kontakti ir aizvērti, kontaktu pretestībai teorētiski jābūt nullei - īssavienojuma rezultāts.

Tomēr šis nosacījums ne vienmēr tiek ievērots.Katra atsevišķā releja kontaktu grupai ir noteikta kontaktu pretestība “slēgtā” stāvoklī. Šo pretestību sauc par stabilu.

Slodzes strāvu pārejas iezīmes

Jauna elektromagnētiskā releja uzstādīšanas praksē tiek atzīmēts, ka pārslēgšanas kontaktu pretestība ir maza, parasti mazāka par 0,2 omi.

Tas tiek izskaidrots vienkārši: jaunie uzgaļi pagaidām paliek tīri, bet laika gaitā uzgaļa pretestība neizbēgami palielināsies.

Piemēram, kontaktiem, kuru strāva ir 10 A, sprieguma kritums būs 0,2x10 = 2 volti (Oma likums). No tā izrādās, ka, ja kontaktgrupai piegādātais barošanas spriegums ir 12 volti, tad slodzes spriegums būs 10 volti (12-2).

Kad metāla kontaktu uzgaļi nolietojas, ja tie nav pienācīgi aizsargāti pret lielām induktīvām vai kapacitatīvām slodzēm, loka bojājumi ir neizbēgami.

Elektriskais loks uz viena no elektromehāniskās komutācijas ierīces kontaktiem. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc kontaktgrupai tiek nodarīti bojājumi, ja netiek veikti atbilstoši pasākumi

Elektriskais loks — dzirksteļošana pie kontaktiem — palielina uzgaļu kontakta pretestību un līdz ar to fiziskus bojājumus.

Ja turpināsit izmantot releju šādā stāvoklī, kontaktu uzgaļi var pilnībā zaudēt savas fiziskās saskares īpašības.

Bet ir vēl nopietnāks faktors, kad loka bojājumi beidzas ar kontaktu metināšanu, radot īssavienojuma apstākļus.

Šādās situācijās pastāv EMR kontrolētās ķēdes bojājuma risks.

Tātad, ja kontakta pretestība elektriskā loka ietekmes dēļ palielinās par 1 omu, sprieguma kritums kontaktos ar tādu pašu slodzes strāvu palielinās līdz 1 × 10 = 10 volti līdzstrāvai.

Šeit sprieguma krituma lielums uz kontaktiem var būt nepieņemams slodzes ķēdei, it īpaši, strādājot ar barošanas spriegumu 12-24 V.

Releja kontaktu materiāla veids

Lai samazinātu elektriskā loka ietekmi un lielas pretestības, mūsdienu elektromehānisko releju kontaktu uzgaļi tiek izgatavoti vai pārklāti ar dažādiem sudraba bāzes sakausējumiem.

Tādā veidā ir iespējams būtiski pagarināt kontaktgrupas kalpošanas laiku.

Elektromehānisko komutācijas ierīču kontaktplākšņu uzgaļi. Šeit ir sudrabotu uzgaļu iespējas. Šāda veida pārklājums samazina bojājumu faktoru

Praksē elektromagnētisko (elektromehānisko) releju kontaktgrupu galu apstrādei tiek izmantoti šādi materiāli:

• Ag - sudrabs;
• AgCu - sudraba-varš;
• AgCdO - sudraba-kadmija oksīds;
• AgW - sudraba-volframa;
• AgNi - sudraba-niķelis;
• AgPd - sudraba-palādijs.

Releju kontaktu grupu uzgaļu kalpošanas ilguma palielināšana, samazinot elektrisko loku skaitu, tiek panākta, pievienojot pretestības kondensatora filtrus, ko sauc arī par RC slāpētājiem.

Šīs elektroniskās shēmas ir savienotas paralēli elektromehānisko releju kontaktu grupām. Sprieguma maksimums, kas tiek atzīmēts kontaktu atvēršanas brīdī, ar šo risinājumu šķiet droši īss.

RC amortizatoru izmantošana ļauj nomākt elektrisko loku, kas veidojas kontaktu galos.

Tipisks EMR kontaktu dizains

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

Savienojošo elementu dizaina iezīmes

Elektromagnētiskā tipa releju konstrukcijas šajā iemiesojumā pieļauj vienu vai vairākus atsevišķus slēdža kontaktus.

Šādi izskatās ierīce, kas tehnoloģiski konfigurēta SPST dizainam – vienpola un vienvirziena. Ir pieejamas arī citas versijas

Kontaktu dizainu raksturo šāds saīsinājumu kopums:

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

Katrs šāds savienojošais elements ir apzīmēts kā “stabs”. Jebkuru no tiem var pieslēgt vai atiestatīt, vienlaikus aktivizējot releja spoli.

Ierīču lietošanas smalkumi

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

Tādējādi eksperti kategoriski neiesaka savienot visus releja kontaktus paralēli, lai šādā veidā pārslēgtu lielas strāvas slodzes ķēdi.

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

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

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

Nepareiza darbība, kā arī releja pievienošana ārpus noteiktajiem uzstādīšanas noteikumiem parasti beidzas ar šādu rezultātu. Gandrīz viss iekšpusē esošais saturs bija izdedzis

Elektromagnētiskos izstrādājumus var izmantot kā daļu no elektriskām vai elektroniskām shēmām ar zemu enerģijas patēriņu kā relatīvi lielas strāvas un sprieguma slēdžus.

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

Piemēram, pārslēdzieties starp 220 V maiņstrāvu un 24 V līdzstrāvu. Lai nodrošinātu drošību, katrai opcijai vienmēr jāizmanto atsevišķi produkti.

Apgrieztā sprieguma aizsardzības metodes

Jebkura elektromehāniskā releja nozīmīga daļa ir spole. Šī daļa ir klasificēta kā augsta induktivitāte, jo tā ir uztīta ar stiepli.

Jebkurai stieples uztītai spolei ir zināma pretestība, kas sastāv no induktivitātes L un pretestības R, tādējādi veidojot virknes ķēdi LR.

Strāvai plūstot caur spoli, tiek izveidots ārējs magnētiskais lauks. Apturot strāvas plūsmu spolē "izslēgtā" režīmā, magnētiskā plūsma palielinās (transformācijas teorija) un tiek ģenerēts augsts reversais EMF (elektromotīves spēks) spriegums.

Šī inducētā reversā sprieguma vērtība var būt vairākas reizes lielāka par pārslēgšanas spriegumu.

Attiecīgi pastāv jebkādu pusvadītāju komponentu, kas atrodas releja tuvumā, bojājumu risks. Piemēram, bipolārs vai lauka efekta tranzistors, ko izmanto, lai pievadītu spriegumu releja spolei.

Shēmu iespējas, kas nodrošina pusvadītāju vadības elementu aizsardzību - bipolāri un lauka efekta tranzistori, mikroshēmas, mikrokontrolleri

Viens no veidiem, kā novērst tranzistora vai jebkuras komutācijas pusvadītāju ierīces, tostarp mikrokontrolleru, bojājumus, ir savienot releja spoles ķēdi apgrieztā nobīdes diode.

Kad strāva, kas plūst caur spoli tūlīt pēc izslēgšanas, ģenerē inducētu atpakaļejošu elektromagnētisko laukumu, šis apgrieztais spriegums atver reversās nobīdes diodi.

Caur pusvadītāju tiek izkliedēta uzkrātā enerģija, kas novērš vadības pusvadītāja - tranzistora, tiristora, mikrokontrollera - bojājumus.

Spoles ķēdē bieži iekļauto pusvadītāju sauc arī:

• spararata diode;
• apvada diode;
• apgrieztā diode.

Tomēr starp elementiem nav daudz atšķirību. Viņi visi veic vienu funkciju. Papildus reverso slīpo diožu izmantošanai pusvadītāju komponentu aizsardzībai tiek izmantotas citas ierīces.

Tās pašas RC amortizatoru ķēdes, metāla oksīda varistori (MOV), Zener diodes.

Elektromagnētisko releju ierīču marķēšana

Tehniskie apzīmējumi, kas satur daļēju informāciju par ierīcēm, parasti ir norādīti tieši uz elektromagnētiskās komutācijas ierīces šasijas.

Šis apzīmējums izskatās kā saīsinājums un skaitļu kopa.

Katra elektromehāniskā komutācijas ierīce ir tradicionāli marķēta. Virsbūvei vai šasijai tiek piemērots aptuveni šāds simbolu un ciparu kopums, kas norāda noteiktus parametrus

Elektromehānisko releju korpusa marķēšanas piemērs:

RES32 RF4.500.335-01

Šis ieraksts tiek atšifrēts šādi: vājstrāvas elektromagnētiskais relejs, 32 sērija, kas atbilst konstrukcijai saskaņā ar RF pasi 4.500.335-01.

Tomēr šādi apzīmējumi ir reti. Biežāk ir saīsinātas versijas bez skaidras norādes uz GOST:

RES32 335-01

Tāpat uz ierīces šasijas (uz korpusa) ir norādīts ražošanas datums un partijas numurs. Sīkāka informācija ir atrodama produkta tehnisko datu lapā. Katrai ierīcei vai partijai tiek piegādāta pase.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video populāri izskaidro, kā darbojas elektromehāniskās komutācijas elektronika. Ir skaidri atzīmēti dizaina smalkumi, savienojuma iespējas un citas detaļas:

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

Vai jums ir jautājumi, atrastas kļūdas vai interesanti fakti par šo tēmu, ko varat dalīties ar mūsu vietnes apmeklētājiem? Lūdzu, atstājiet savus komentārus, uzdodiet jautājumus un dalieties pieredzē kontaktu blokā zem raksta.