- Основи на устройството
- Основни принципи на EWM
- Типично изпълнение на EMR контакти
- Заключения и полезно видео по темата
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Превръщането на електрическите сигнали в съответната физическа величина - движение, сила, звук и др. Се извършва с помощта на задвижвания. Задвижването трябва да се класифицира като преобразувател, тъй като това устройство променя един вид физическа величина на друг.
Задвижването обикновено се активира или управлява от команден сигнал за ниско напрежение. Допълнително се класифицира като двоично или непрекъснато устройство на базата на броя на стабилните състояния. Електромагнитното реле е двоично устройство, имайки предвид две съществуващи стабилни състояния: on - off.
В настоящата статия подробно са разгледани принципите на работа на електромагнитното реле и обхвата на използване на устройствата.
Основи на устройството
Терминът "реле" е характерен за устройства, които осигуряват електрическа връзка между две или повече точки посредством контролен сигнал.
Най-често използваният и широко използван вид електромагнитно реле (ЕМР) е електромеханичен дизайн.
Тя изглежда като един дизайн на многобройните серии продукти, наричани електромагнитни релета. Показан тук е затворен вариант на механизма с прозрачен капак от плексиглас.
Схемата на фундаментален контрол върху всяко оборудване винаги дава възможност за включване и изключване. Най-лесният начин да направите това е да използвате превключвателите за захранване.
Ръчните превключватели за действие могат да се използват за контрол, но имат недостатъци. Очевидният им недостатък е поставянето на състояния „включено“ или „инвалидизирано“ чрез физически средства, т.е. ръчно.
Ръчни комутационни устройства, като правило, са големи, бавно движение, способни да превключват малки токове.
Механизмът за ръчно превключване е „далечен роднина“ на електромагнитни релета. Той осигурява същата функционалност - превключване на работни линии, но се контролира изключително ръчно.
Междувременно електромагнитните релета са представени главно от електрически контролирани ключове. Устройствата имат различни форми, размери и са разделени на нивото на номиналната мощност. Възможностите за тяхното прилагане са обширни.
Такива устройства, снабдени с една или няколко двойки контакти, могат да бъдат включени в един дизайн на по-големи силови задвижващи механизми - контактори, които се използват за превключване на мрежовото напрежение или високоволтови устройства.
Основни принципи на EWM
Традиционно електромагнитни релета се използват като част от електрически (електронни) превключвателни управляващи схеми. В този случай те се инсталират или директно върху печатни платки, или в свободно положение.
Обща структура на устройството
Токовете на натоварване на използваните продукти обикновено се измерват от части от усилвател до 20 А или повече. Релейните вериги са широко разпространени в електронната практика.
Устройства с различна конфигурация, предназначени за монтаж на електронни платки или директно като отделно монтирано устройство
Конструкцията на електромагнитното реле превръща магнитния поток, създаван от приложеното AC / DC напрежение, в механична сила. Поради получената механична сила се осъществява контрол на контактната група.
Най-често срещаният дизайн е формата на продукта, включително следните компоненти:
- бобина за възбуждане;
- стоманена сърцевина;
- шаси за подкрепа;
- контактна група.
Стоманената сърцевина има фиксирана част, наречена рокер, и подвижна пружинирана част, наречена котва.
Всъщност, котвата допълва веригата на магнитното поле, затваряйки въздушната междина между фиксираната електрическа намотка и движещата се арматура.
Подробно оформление: 1 - пружинно пресоване; 2 - метална сърцевина; 3 - котва; 4 - контакт нормално затворен; 5 - контактът е нормално отворен; 6 - общ контакт; 7 - бобина с медна жица; 8 - рокер
Арматурата се движи по панти или се върти свободно под действието на генерираното магнитно поле. Това затваря електрическите контакти, прикрепени към клапана.
Като правило, пружината (пружината) на обратния ход, разположена между кобилицата и котвата, връща контактите в първоначалното положение, когато намотката на релето е в дезактивирано състояние.
Действие реле електромагнитна система
Един прост класически ЕМР дизайн има два комплекта електрически проводими контакти.
Въз основа на това се реализират две състояния на контактната група:
- Нормално отворен контакт.
- Нормално затворен контакт.
Съответно, двойка контакти са класифицирани като нормално отворени (NO) или, когато са в различно състояние, нормално затворени (NC).
За релета с нормално отворени контакти състоянието "затворено" се постига само когато токът на възбуждане преминава през индуктивна намотка.
Една от двете възможни опции за задаване на групата контакти по подразбиране. Тук, в дезактивираното състояние на "стандартната" бобина, нормално затворената (затворена) позиция е настроена
В друго изпълнение нормално затворената позиция на контактите остава постоянна, когато токът на възбуждане липсва в веригата на бобината. Това означава, че превключващите контакти се връщат в нормалното си затворено положение.
Следователно, термините "нормално отворени" и "нормално затворени" трябва да се отнасят към състоянието на електрическите контакти, когато релетата са изключени, т.е. захранващото напрежение на релето е изключено.
Електрически контактни релейни групи
Релейните контакти обикновено са представени от електрически проводими метални елементи, които са в контакт един с друг, затваряйки веригата, действайки като обикновен превключвател.
Когато контактите са отворени, съпротивлението между нормално отворените контакти се измерва с висока стойност в мегом. Това създава състояние на отворена верига, когато се изключва преминаването на ток в веригата на бобината.
Контактната група на всеки електромеханичен превключвател в отворен режим има съпротивление от няколкостотин мега. Степента на това съпротивление може да бъде малко по-различна за различните модели.
Ако контактите са затворени, съпротивлението на контакт трябва теоретично да е нула - в резултат на късо съединение.
Това условие обаче не винаги се отбелязва. Контактната група на всяко отделно реле има определено съпротивление на контакта в "затворено" състояние. Такава съпротива се нарича стабилна.
Характеристики на преминаване на товарни токове
За практиката на инсталиране на ново електромагнитно реле, контактното съпротивление на включването е маркирано с малка стойност, обикновено по-малка от 0.2 Ohm.
Причината е проста: новите съвети остават чисти за момента, но с течение на времето съпротивлението на върха неизбежно ще се увеличи.
Например, за контакти под ток от 10 А, спадът на напрежението ще бъде 0.2 х 10 = 2 волта (закон на Ом). Оттук се оказва - ако захранващото напрежение, приложено към контактната група е 12 волта, тогава напрежението на товара ще бъде 10 волта (12-2).
Когато контактните метални връхчета се износват, не са защитени правилно от високи индуктивни или капацитивни товари, повредата от действието на електрическата дъга става неизбежна.
Електрическа дъга върху един от контактите на електромеханично превключващо устройство. Това е една от причините за увреждане на контактната група при липса на подходящи мерки.
Електрическата дъга - искряща при контактите - води до увеличаване на контактната устойчивост на връхчетата и следователно до физическо увреждане.
Ако продължите да използвате релето в това състояние, контактните накрайници могат напълно да загубят физическото свойство на контакта.
Но има по-сериозен фактор, когато в резултат на увреждане на дъгата, контактите в крайна сметка заваряват, създавайки условия на късо съединение.
В такива ситуации не се изключва рискът от повреда на веригата, която се следи от магнитния дебитомер.
Така, ако контактното съпротивление се увеличи от влиянието на електрическа дъга с 1 ом, спадът на напрежението в контактите за същия ток на натоварване нараства до 1 × 10 = 10 волта DC.
Тук величината на спадане на напрежението при контактите може да бъде неприемлива за веригата на натоварване, особено при работа с захранващи напрежения 12-24 V.
Тип на релето за контакти на материала
За да се намали влиянието на електрическа дъга и високи съпротивления, контактните накрайници на съвременните електромеханични релета се изработват или покриват с различни сплави на база сребро.
По този начин е възможно значително удължаване на живота на контактната група.
Връзки от контактни плочи на електромеханични устройства за превключване. Ето сребърните покривки. Подобно покритие намалява фактора на увреждане.
На практика се отбелязва използването на следните материали, с които се обработват върховете на контактните групи на електромагнитно (електромеханично) реле:
- Ag - сребро;
- AgCu - сребро-мед;
- AgCdO - сребро-кадмиев оксид;
- AgW - сребърен волфрам;
- AgNi - сребро-никел;
- AgPd - сребро-паладий.
Увеличаването на експлоатационния живот на издатините на контактните групи на релето чрез намаляване на броя на електрическите дъгообразни образувания се постига чрез свързване на резистивни-кондензаторни филтри, наричани още RC-амортисьори.
Тези електронни схеми са свързани паралелно с контактните групи на електромеханичните релета. Пикът на напрежението, който се наблюдава в момента на отваряне на контактите, с това решение изглежда безопасно къс.
Използването на RC-амортисьори може да потисне електрическата дъга, която се образува върху контактните накрайници.
Типично изпълнение на EMR контакти
В допълнение към класическите нормално отворени (NO) и нормално затворени (NC) контакти, механиката на превключване на релета също предлага класификация въз основа на действието.
Характеристики на изпълнение на свързващи елементи
Конструкцията на релето на електромагнитния тип в това изпълнение позволява наличието на един или повече отделни превключващи контакти.
Това е технологично конфигурирано устройство за SPST изпълнение - еднополюсно и еднопосочно. Има и други варианти на изпълнение.
Изпълнението на контактите се характеризира със следния набор от съкращения:
- SPST (Single Pole Single Throw) - еднополюсен еднопосочен;
- SPDT (Single Pole Double Throw) - еднополюсен двупосочен;
- DPST (двуполюсен единичен изстрел) - двуполюсен еднопосочен;
- DPDT (двуполюсен двоен удар) - двупосочен двупосочен.
Всеки такъв свързващ елемент е обозначен като "полюс". Всеки от тях може да бъде свързан или нулиран, като едновременно с това се активира бобината на релето.
Тънкостите на прилагане на устройства
С цялата простота на проектиране на електромагнитни ключове, има някои тънкости в практиката на използването на тези устройства.
По този начин експертите категорично не препоръчват свързването на всички релейни контакти паралелно, за да се превключи веригата на натоварване с висок ток по този начин.
Например, свържете товара към 10 А чрез паралелно свързване на два контакта, всеки от които е проектиран за ток от 5 А.
Тези тънкости на монтажа се дължат на факта, че контактите на механичните релета никога не се затварят или отварят в един момент от времето.
В резултат един от контактите ще бъде претоварен във всеки случай. И дори при краткотрайното претоварване неизбежно е преждевременно повреждане на устройството при такава връзка.
Неправилната работа, както и свързването на релето извън установените правила за монтаж, обикновено завършва с този резултат. Вътре почти цялото съдържание изгори.
Електромагнитните продукти могат да бъдат използвани в състава на електрически или електронни схеми с ниска консумация на енергия като ключове за относително високи токове и напрежения.
Не се препоръчва обаче да се прехвърлят различни напрежения на натоварване през съседни контакти на едно и също устройство.
Например, включете променливотоково напрежение 220 V и DC 24 V. Винаги трябва да използвате отделни продукти за всяка от опциите, за да осигурите безопасност.
Техники за защита от обратното напрежение
Значителен детайл на всяко електромеханично реле е бобината. Тази част принадлежи към разтоварването на товар с висока индуктивност, тъй като има намотана намотка.
Всяка намотана намотка има някакво съпротивление, състоящо се от индуктивност L и съпротивление R, като по този начин образува последователна верига LR.
Тъй като токът преминава през намотката, се създава външно магнитно поле. Когато токът в спиралата спре в режим "изключено", магнитният поток се увеличава (теория на трансформацията) и се получава високо напрежение ЕМП (електродвижеща сила).
Тази индуцирана стойност на обратното напрежение може да бъде няколко пъти по-висока от превключващото напрежение.
Съответно съществува риск от повреда на всички полупроводникови елементи, разположени в близост до релето. Например, биполярен или полеви транзистор, използван за подаване на напрежение към релейна бобина.
Опции на вериги, които осигуряват защита за полупроводникови контроли - биполярни и полеви транзистори, микросхеми, микроконтролери
Един от начините да се предотврати повреда на транзистор или някакво комутиращо полупроводниково устройство, включително микроконтролери, е да се свърже обратен диод към верига на релейната бобина.
Когато токът, преминаващ през серпентината веднага след изключване, генерира индуцирана обратна ЕМП, това обратно напрежение отваря обратния диод.
Чрез полупроводника акумулираната енергия се разсейва, което предотвратява увреждането на управляващия полупроводник - транзистора, тиристора, микроконтролера.
Често включени в веригата на намотката полупроводникът също се нарича:
- диоден маховик;
- шунт диод;
- обърнат диод.
Въпреки това, няма голяма разлика между елементите. Всички те изпълняват една и съща функция. В допълнение към използването на диоди с обратен наклон, други устройства се използват за защита на полупроводниковите компоненти.
Същите вериги с RC-клапи, метални оксидни варистори (MOV), ценерови диоди.
Маркиране на електромагнитни релейни устройства
Техническите означения, които носят частична информация за устройствата, обикновено се посочват директно върху шасито на електромагнитно превключващо устройство.
Подобно обозначение под формата на съкратено съкращение и числов набор изглежда.
Всяко електромеханично превключващо устройство е традиционно етикетирано. На кутията или на шасито се прилага за такъв набор от символи и числа, показващи определени параметри
Пример за маркиране на случай на електромеханични релета:
RES32 RF4.500.335-01
Този запис означава: ниско-токово електромагнитно реле, 32 серия, съответстващо на изпълнението съгласно RF Passport4.500.335-01.
Такива обозначения обаче са рядкост. По-често съкратени версии се намират без изрично посочване на ГОСТ:
RES32 335-01
Също така шасито (на кутията) на устройството е маркирано с датата на производство и номера на партидата. Подробностите се съдържат в техническата информация за продукта. Всяко устройство или партида се попълва с паспорт.
Заключения и полезно видео по темата
Видеото разказва много за това как работи електромеханичната електроника. Тънкостите на конструкциите, характеристиките на връзките и други детайли са ясно обозначени:
Електромеханични релета за дълго време се използват като електронни компоненти. Този тип превключващи устройства обаче може да се счита за остарял. Механичните устройства все повече се заменят с по-модерни устройства - чисто електронни. Един такъв пример са релетата в твърдо състояние.
Имате ли някакви въпроси, открихте ли някакви недостатъци, или има интересни факти по темата за превръщането, които можете да споделите с посетителите на нашия сайт? Моля, оставете вашите коментари, задайте въпроси, споделете опита си в блока за комуникация по статията.