Magnetstyringsrelæer, hvordan relæet fungerer
Et relæ er en elektrisk enhed designet til at skifte elektriske kredsløb (brat ændre udgangsværdier) for givne ændringer i elektriske eller ikke-elektriske inputværdier.
Relæelementer (relæer) er meget udbredt i kontrol- og automatiseringskredsløb, fordi de kan bruges til at styre store udgangseffekter med indgangssignaler med lav effekt; opfylde logiske operationer; oprettelse af multifunktionelle relæenheder; at udføre omskiftning af elektriske kredsløb; at fikse afvigelser af den kontrollerede parameter fra det indstillede niveau; udfører funktionerne af et hukommelseselement mv.
Det første relæ blev opfundet af amerikaneren J. Henry i 1831 og baseret på det elektromagnetiske driftsprincip, skal det bemærkes, at det første relæ ikke var et koblingsrelæ, men det første koblingsrelæ blev opfundet af den amerikanske S.Breeze Morse i 1837, som senere brugte i et telegrafapparat ... Ordet relay kommer fra det engelske relay, som betyder at skifte trætte postheste på stationer eller give stafetten (stafetten) videre til en træt atlet.
Klassificering af stafet
Relæer klassificeres efter forskellige kriterier: efter typen af input fysiske mængder, som de reagerer på; ved de funktioner, de udfører i ledelsessystemer; ved design osv. Efter typen af fysiske størrelser skelnes der mellem elektriske, mekaniske, termiske, optiske, magnetiske, akustiske osv.. relæ. Det skal bemærkes, at relæet ikke kun kan reagere på værdien af en vis mængde, men også på forskellen i værdier (differentielle relæer), på en ændring i fortegnet for en mængde (polariserede relæer) eller på ændringshastighed for en inputmængde.
Relæ enhed
Et relæ består normalt af tre hovedfunktionelle elementer: sense, intermediate og executive.
Et opfattende (primært) element opfatter den kontrollerede mængde og transformerer den til en anden fysisk størrelse.
Et mellemelement sammenligner værdien af denne værdi med sætpunktet og sender den første handling til drevet, når det overskrides.
En aktuator overfører effekten fra relæet til de kontrollerede kredsløb. Alle disse elementer kan udtrykkes eller kombineres med hinanden.
Det følsomme element, afhængigt af formålet med relæet og typen af fysisk størrelse, som det reagerer på, kan have en anden udformning, både med hensyn til funktionsprincippet og med hensyn til enheden.For eksempel i et overstrømsrelæ eller et spændingsrelæ er det følsomme element lavet i form af en elektromagnet, i en trykafbryder - i form af en membran eller muffe, i en niveauafbryder - i en svømmer osv.
Ved drevets enhed er relæerne opdelt i kontakt og ikke-kontakt.
Kontaktrelæer virker på det styrede kredsløb ved hjælp af elektriske kontakter, hvis lukkede eller åbne tilstand gør det muligt at tilvejebringe enten en fuldstændig kortslutning eller en fuldstændig mekanisk afbrydelse af udgangskredsløbet.
Kontaktløse relæer påvirker det kontrollerede kredsløb gennem en pludselig (brat) ændring i parametrene for de elektriske udgangskredsløb (modstand, induktans, kapacitans) eller en ændring i spændingsniveauet (strømmen).
Relæ egenskaber
Relæets hovedegenskaber bestemmes af afhængighederne mellem parametrene for udgangs- og indgangsmængderne.
Følgende hovedkarakteristika for relæet skelnes.
1. Relæets aktiveringsstørrelse Xcr — parameterværdien for inputværdien, ved hvilken relæet tændes. Når X < Xav, er udgangsværdien lig med Umin, når X ³ Xav, ændres værdien af Y brat fra Umin til Umax, og relæet tænder. Den acceptværdi, som relæet justeres med, kaldes sætpunktet.
2. Relæaktiveringseffekt Psr — den minimumseffekt, der skal leveres til det modtagende organ for at overføre det fra en hviletilstand til en driftstilstand.
3. Styret effekt Rupr — den effekt, der styres af relæets koblingselementer i koblingsprocessen.Med hensyn til styreeffekten skelnes der mellem relæer til laveffektkredsløb (op til 25 W), relæer til mellemeffektkredsløb (op til 100 W) og relæer til højeffektkredsløb (over 100 W), som hører hjemme. til effektrelæerne og kaldes kontaktorer.
4. Relæresponstid tav — tidsintervallet fra Xav-signalet til relæindgangen til starten af handlingen på det kontrollerede kredsløb. I henhold til responstiden er der normale, højhastigheds-, forsinkede relæer og tidsrelæer. Normalt for normale relæer tav = 50 ... 150 ms, for højhastighedsrelæer tav 1 s.
Princippet om drift og enheden af elektromagnetiske relæer
På grund af dets enkle funktionsprincip og høje pålidelighed er elektromagnetiske relæer meget udbredt i automationssystemer og i beskyttelsesordninger for elektriske installationer. Elektromagnetiske relæer er opdelt i DC og AC relæer. DC-relæer er opdelt i neutrale og polariserede. Neutrale relæer reagerer ligeligt på jævnstrøm i begge retninger, der strømmer gennem dens spole, og polariserede relæer reagerer på polariteten af styresignalet.
Driften af elektromagnetiske relæer er baseret på brugen af elektromagnetiske kræfter, der opstår i en metalkerne, når strømmen passerer gennem spolens vindinger. Relædelene er monteret på basen og dækket af et dæksel. Et bevægeligt armatur (plade) med en eller flere kontakter er monteret over elektromagnetens kerne. Overfor dem er de tilsvarende parrede faste kontakter.
I udgangspositionen holdes ankeret af en fjeder. Når spænding påføres, tiltrækker elektromagneten ankeret, overvinder dets kraft og lukker eller åbner kontakterne, afhængigt af relæets design.Efter deaktivering returnerer fjederen ankeret til sin oprindelige position. Nogle modeller kan have indbyggede elektroniske komponenter. Dette er en modstand forbundet til spoleviklingen for klarere relæaktivering, eller / og en kondensator parallelt med kontakterne for at reducere buedannelse og støj.
Det kontrollerede kredsløb er ikke elektrisk forbundet på nogen måde til styrekredsløbet; desuden kan værdien af strømmen i det kontrollerede kredsløb være meget højere end i styrekredsløbet. Det vil sige, at relæer i det væsentlige fungerer som en forstærker for strøm, spænding og effekt i et elektrisk kredsløb.
AC-relæer fungerer, når en strøm af en bestemt frekvens påføres deres spoler, det vil sige, at hovedenergikilden er AC-netværket. Konstruktionen af AC-relæet svarer til DC-relæets, kun kernen og armaturet er lavet af elektriske stålplader for at reducere hysteresetab og hvirvelstrømme.
Fordele og ulemper ved elektromagnetiske relæer
Det elektromagnetiske relæ har en række fordele, som halvlederkonkurrenter ikke har:
- evne til at skifte belastninger op til 4 kW med relævolumen mindre end 10 cm3;
- modstand mod impulsspændinger og destruktive forstyrrelser som følge af lynudladninger og som et resultat af koblingsprocesser i højspændingselektroteknik;
- exceptionel elektrisk isolation mellem styrekredsløbet (spolen) og kontaktgruppen — den seneste 5 kV-standard er en uopnåelig drøm for størstedelen af halvlederkontakter;
- lavt spændingsfald over lukkede kontakter og som følge heraf lav varmeudvikling: Når der skiftes en strøm på 10 A, spreder et lille relæ i alt mindre end 0,5 W over spolen og kontakterne, mens et triac-relæ udsender mere end 15 W til atmosfæren, som for det første kræver intensiv afkøling, og for det andet forværrer drivhuseffekten på planeten;
- ekstremt lave omkostninger ved elektromagnetiske relæer sammenlignet med solid state switches
Når vi bemærker fordelene ved elektromekanik, bemærker vi også ulemperne ved relæet: lav driftshastighed, begrænset (selvom meget stor) elektrisk og mekanisk ressource, skabelse af radiointerferens ved lukning og åbning af kontakter og endelig den sidste og ubehagelige egenskab - problemer med at skifte induktive belastninger og højspændings DC belastninger.
En typisk anvendelsespraksis for højeffekt elektromagnetiske relæer er omskiftning af belastninger ved 220 V AC eller 5 til 24 V DC ved koblingsstrømme op til 10-16 A. servo), glødelamper, elektromagneter og andre aktive, induktive og kapacitive forbrugere af elektrisk energi i området fra 1 W til 2-3 kW.
Polariserede elektromagnetiske relæer
En type elektromagnetisk relæ er et polariseret elektromagnetisk relæ. Deres hovedforskel fra neutrale relæer er evnen til at reagere på styresignalets polaritet.
Den mest almindelige serie af elektromagnetiske kontrolrelæer
Mellemrelæ RPL-serien. Relæerne er beregnet til brug som komponenter i stationære installationer, hovedsageligt i styrekredsløb til elektriske drev ved spændinger op til 440 V DC og op til 660 V AC med en frekvens på 50 og 60 Hz.Relæerne er velegnede til drift i styresystemer, der anvender mikroprocessorteknologi, hvor lukkespolen er omgivet af en limiter limiter eller med tyristorstyring. Om nødvendigt kan en af følgende installeres på mellemrelæet. plugins PKL og PVL… Kontakternes nominelle strøm — 16A
Mellemrelæ serie RPU-2M. Mellemrelæer RPU-2M er designet til drift i elektriske kredsløb til styring og industriel automatisering af vekselstrøm med spænding op til 415V, frekvens 50Hz og jævnstrøm med spænding op til 220V.
Relæserie RPU-0, RPU-2, RPU-4. Relæer produceres med DC pickup-spoler til spændingerne 12, 24, 48, 60, 110, 220 V og strømme på 0,4 — 10 A og AC pickup-spoler til spændingerne 12, 24, 36, 110, 127, 220, 220, 220, 380 og strømme 1 — 10 A. Relæ RPU-3 med forsyningsspoler DC — til spændinger 24, 48, 60, 110 og 220 V.
Mellemrelæ serie RP-21 er beregnet til brug i styrekredsløb af vekselstrøm elektriske drev med en spænding på op til 380V og i DC kredsløb med en spænding på op til 220V. RP-21 relæer er udstyret med fatninger til lodning, til din. skinne eller skrue.
De vigtigste egenskaber ved RP-21-relæet. Forsyningsspændingsområde, V: DC — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 AC med en frekvens på 50 Hz — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 AC med en frekvens på 60 Hz — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Nominel kontaktkredsspænding, V: DC-relæ — 12 … 220, AC-relæ — 12 … 380 Nominel strøm — 6,0 A Antal lukkede kontakter . / hvile / switch — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Mekanisk holdbarhed — mindst 20 millioner cyklusser.
Elektromagnetisk DC-relæ RES-6-serien som mellemrelæ med spænding 80 — 300 V, skiftestrøm 0,1 — 3 A
Det bruges også som en mellemserie af elektromagnetiske relæer RP-250, RP-321, RP-341, RP-42 og en række andre, der kan bruges som et spændingsrelæ.
Sådan vælger du et elektromagnetisk relæ
Driftsspændingerne og -strømmene i relæspolen skal ligge inden for de tilladte værdier. Et fald i driftsstrømmen i spolen fører til et fald i kontaktens pålidelighed og en stigning i spolens overophedning, et fald i relæets pålidelighed ved den maksimalt tilladte positive temperatur. Selv en kortvarig forsyning med en øget driftsspænding til relæspolen er uønsket, da dette forårsager mekaniske overspændinger i dele af det magnetiske kredsløb og kontaktgrupper, og den elektriske overspænding af spolen, når kredsløbet åbnes, kan forårsage isolationsnedbrud.
Når du vælger driftsformen for relækontakter, er det nødvendigt at tage højde for værdien og typen af koblet strøm, belastningens art, det samlede antal og frekvensen af omskiftning.
Ved omskiftning af aktive og induktive belastninger er det sværeste for kontakterne processen med at åbne kredsløbet, fordi i dette tilfælde, på grund af dannelsen af en lysbueudladning, opstår hovedslid på kontakterne.
Spoler af elektriske apparater
Hvordan spole viklingerne af spolerne af elektriske enheder tilbage til en anden type strøm