Magnetstyrreläer, hur reläet fungerar
Ett relä är en elektrisk anordning utformad för att byta elektriska kretsar (abrupt ändra utgångsvärden) för givna ändringar i elektriska eller icke-elektriska ingångsvärden.
Reläelement (reläer) används ofta i styr- och automationskretsar eftersom de kan användas för att styra stora uteffekter med lågeffektingångssignaler; uppfylla logiska operationer; skapande av multifunktionella reläenheter; att utföra omkoppling av elektriska kretsar; att fixa avvikelser för den kontrollerade parametern från den inställda nivån; utför funktionerna för ett minneselement etc.
Det första reläet uppfanns av amerikanen J. Henry 1831 och baserat på den elektromagnetiska driftprincipen, bör det noteras att det första reläet inte var ett kopplingsrelä, utan det första kopplingsreläet uppfanns av den amerikanska S.Breeze Morse 1837, som senare använde i en telegrafapparat ... Ordet relay kommer från det engelska relay, vilket betyder att byta trötta stolpehästar på stationer eller lämna över stafettpinnen (stafettpinnen) till en trött atlet.
Stafettklassificering
Reläer klassificeras enligt olika kriterier: enligt vilken typ av ingående fysiska storheter som de reagerar på; genom de funktioner de utför i ledningssystem; genom design etc. Beroende på typen av fysiska storheter särskiljs elektriska, mekaniska, termiska, optiska, magnetiska, akustiska etc.. relä. Det bör noteras att reläet inte bara kan reagera på värdet av en viss kvantitet, utan också på skillnaden i värden (differentialreläer), på en förändring av tecknet för en kvantitet (polariserade reläer) eller på ändringshastighet för en ingående kvantitet.
Reläenhet
Ett relä består vanligtvis av tre huvudsakliga funktionselement: avkänning, mellanliggande och verkställande.
Ett uppfattande (primärt) element uppfattar den kontrollerade kvantiteten och omvandlar den till en annan fysisk kvantitet.
Ett mellanliggande element jämför värdet på detta värde med börvärdet och överför den första åtgärden till frekvensomriktaren när det överskrids.
Ett ställdon överför effekten från reläet till de styrda kretsarna. Alla dessa element kan uttryckas eller kombineras med varandra.
Det känsliga elementet, beroende på syftet med reläet och typen av fysisk kvantitet som det reagerar på, kan ha en annan design, både när det gäller funktionsprincipen och när det gäller enheten.Till exempel, i ett överströmsrelä eller ett spänningsrelä, är det känsliga elementet gjort i form av en elektromagnet, i en tryckbrytare - i form av ett membran eller hylsa, i en nivåbrytare - i en flottör, etc.
Med enheten för enheten är reläerna uppdelade i kontakt och icke-kontakt.
Kontaktreläer verkar på den styrda kretsen med hjälp av elektriska kontakter, vars slutna eller öppna tillstånd gör det möjligt att tillhandahålla antingen en fullständig kortslutning eller ett fullständigt mekaniskt avbrott av utgångskretsen.
Kontaktlösa reläer påverkar den kontrollerade kretsen genom en plötslig (plötslig) förändring av parametrarna för de elektriska utgående kretsarna (motstånd, induktans, kapacitans) eller en förändring i spänningsnivån (ström).
Reläegenskaper
Reläets huvudegenskaper bestäms av beroenden mellan parametrarna för utgångs- och ingångskvantiteterna.
Följande huvudegenskaper hos reläet särskiljs.
1. Reläets aktiveringsstorlek Xcr — parametervärdet för ingångsvärdet vid vilket reläet slås på. När X < Xav är utgångsvärdet lika med Umin, när X ³ Xav ändras värdet på Y abrupt från Umin till Umax och reläet slås på. Det acceptansvärde med vilket reläet justeras kallas börvärdet.
2. Reläaktiveringseffekt Psr — den minsta effekt som måste tillföras det mottagande organet för att överföra det från vilotillstånd till drifttillstånd.
3. Kontrollerad effekt Rupr — den effekt som styrs av reläets kopplingselement i kopplingsprocessen.Beträffande styreffekten skiljer man på reläer för lågeffektkretsar (upp till 25 W), reläer för medeleffektkretsar (upp till 100 W) och reläer för högeffektskretsar (över 100 W), som hör till. till effektreläerna och kallas kontaktorer.
4. Reläsvarstid tav — tidsintervallet från Xav-signalen till reläingången till början av åtgärden på den kontrollerade kretsen. Enligt svarstiden finns normala, höghastighets-, fördröjda reläer och tidsreläer. Vanligtvis för normala reläer tav = 50 ... 150 ms, för höghastighetsreläer tav 1 s.
Funktionsprincipen och enheten för elektromagnetiska reläer
På grund av dess enkla funktionsprincip och höga tillförlitlighet används elektromagnetiska reläer i stor utsträckning automationssystem och i skyddssystem för elektriska installationer. Elektromagnetiska reläer är uppdelade i DC- och AC-reläer. DC-reläer är uppdelade i neutrala och polariserade. Neutrala reläer svarar lika på likström i båda riktningarna som flyter genom dess spole, och polariserade reläer svarar på polariteten hos styrsignalen.
Driften av elektromagnetiska reläer är baserad på användningen av elektromagnetiska krafter som uppstår i en metallkärna när ström passerar genom varven på dess spole. Relädelarna är monterade på basen och täckta med ett lock. En rörlig armatur (platta) med en eller flera kontakter är monterad ovanför elektromagnetens kärna. Mittemot dem finns motsvarande parade fasta kontakter.
I utgångsläget hålls ankaret av en fjäder. När spänning appliceras, attraherar elektromagneten ankaret, övervinner dess kraft och stänger eller öppnar kontakterna, beroende på reläets design.Efter spänningslös återställer fjädern ankaret till sitt ursprungliga läge. Vissa modeller kan ha inbyggda elektroniska komponenter. Detta är ett motstånd kopplat till spollindningen för tydligare reläaktivering, eller / och en kondensator parallell med kontakterna för att minska ljusbågsbildning och brus.
Den kontrollerade kretsen är inte elektriskt ansluten på något sätt till styrkretsen; Dessutom kan i den kontrollerade kretsen strömvärdet vara mycket högre än i styrkretsen. Det vill säga, reläer fungerar i huvudsak som en förstärkare för ström, spänning och effekt i en elektrisk krets.
AC-reläer fungerar när en ström av en viss frekvens appliceras på deras spolar, det vill säga den huvudsakliga energikällan är AC-nätverket. AC-reläets konstruktion liknar DC-reläets, endast kärnan och ankaret är gjorda av elektriska stålplåtar för att minska hysteresförluster och virvelströmmar.
Fördelar och nackdelar med elektromagnetiska reläer
Det elektromagnetiska reläet har ett antal fördelar som halvledarkonkurrenter inte har:
- förmåga att byta laster upp till 4 kW med relävolym mindre än 10 cm3;
- motstånd mot impulsstötar och destruktiva störningar till följd av blixtarladdningar och som ett resultat av omkopplingsprocesser inom högspänningsteknik;
- exceptionell elektrisk isolering mellan styrkretsen (spolen) och kontaktgruppen — den senaste 5 kV-standarden är en ouppnåelig dröm för majoriteten av halvledaromkopplare;
- lågt spänningsfall över slutna kontakter och, som ett resultat, låg värmealstring: vid omkoppling av en ström på 10 A, avger ett litet relä totalt mindre än 0,5 W över spolen och kontakterna, medan ett triac-relä avger mer än 15 W till atmosfären, som för det första kräver intensiv kylning, och för det andra förvärrar växthuseffekten på planeten;
- extremt låg kostnad för elektromagnetiska reläer jämfört med halvledaromkopplare
När vi noterar fördelarna med elektromekanik, noterar vi också nackdelarna med reläet: låg drifthastighet, begränsad (även om mycket stor) elektrisk och mekanisk resurs, skapande av radiostörningar vid stängning och öppning av kontakter, och slutligen den sista och obehagliga egenskapen — problem med omkoppling av induktiva laster och högspännings DC-laster.
En typisk tillämpningspraxis för elektromagnetiska reläer med hög effekt är omkoppling av laster vid 220 V AC eller 5 till 24 V DC vid omkopplingsströmmar upp till 10-16 A. servo), glödlampor, elektromagneter och andra aktiva, induktiva och kapacitiva konsumenter av elektrisk energi i intervallet från 1 W till 2-3 kW.
Polariserade elektromagnetiska reläer
En typ av elektromagnetiskt relä är ett polariserat elektromagnetiskt relä. Deras huvudsakliga skillnad från neutrala reläer är förmågan att svara på styrsignalens polaritet.
Den vanligaste serien av elektromagnetiska styrreläer
Mellanrelä RPL-serien. Reläerna är avsedda att användas som komponenter i stationära installationer, främst i styrkretsar för elektriska drivsystem vid spänningar upp till 440 V DC och upp till 660 V AC med en frekvens på 50 och 60 Hz.Reläerna är lämpliga för drift i styrsystem med mikroprocessorteknik där slutspolen är omgiven av en limiter limiter eller med tyristorstyrning. Vid behov kan något av följande installeras på mellanreläet. plugins PKL och PVL… Kontakternas nominella ström — 16A
Mellanrelä serie RPU-2M. Mellanreläer RPU-2M är designade för drift i elektriska kretsar för styrning och industriell automatisering av växelström med spänning upp till 415V, frekvens 50Hz och likström med spänning upp till 220V.
Reläserien RPU-0, RPU-2, RPU-4. Reläer tillverkas med DC-pickupspolar för spänningarna 12, 24, 48, 60, 110, 220 V och strömmar på 0,4 — 10 A och AC-pickupspolar för spänningarna 12, 24, 36, 110, 127, 220, 220, 220, 380 och strömmar 1 — 10 A. Relä RPU-3 med matningsspolar DC — för spänningar 24, 48, 60, 110 och 220 V.
Mellanreläserien RP-21 är avsedda för användning i styrkretsar av växelströmsdrivenheter med en spänning på upp till 380V och i DC-kretsar med en spänning på upp till 220V. RP-21 reläer är utrustade med uttag för lödning, för din. skena eller skruv.
De viktigaste egenskaperna hos RP-21-reläet. Matningsspänningsområde, 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 Märkkontaktkretsspänning, V: DC-relä — 12 … 220, AC-relä — 12 … 380 Märkström — 6,0 A Antal kontakter slutna . / resten / switch — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Mekanisk hållbarhet — minst 20 miljoner cykler.
Elektromagnetiskt DC-relä RES-6-serien som mellanrelä med spänning 80 — 300 V, kopplingsström 0,1 — 3 A
Den används också som en mellanserie av elektromagnetiska reläer RP-250, RP-321, RP-341, RP-42 och ett antal andra som kan användas som ett spänningsrelä.
Hur man väljer ett elektromagnetiskt relä
Driftspänningarna och strömmarna i reläspolen måste ligga inom de tillåtna värdena. En minskning av driftströmmen i spolen leder till en minskning av tillförlitligheten hos kontakten och en ökning av spolens överhettning, en minskning av reläets tillförlitlighet vid den maximalt tillåtna positiva temperaturen. Även en kortvarig leverans med en ökad driftspänning till reläspolen är oönskat, eftersom detta orsakar mekaniska överspänningar i delar av magnetkretsen och kontaktgrupper, och den elektriska överspänningen i spolen när kretsen öppnas kan orsaka isolationsbrott.
När du väljer driftsätt för reläkontakter är det nödvändigt att ta hänsyn till värdet och typen av omkopplad ström, belastningens natur, det totala antalet och frekvensen av omkoppling.
Vid omkoppling av aktiva och induktiva belastningar är det svåraste för kontakterna processen att öppna kretsen, eftersom i detta fall, på grund av bildandet av en bågeurladdning, uppstår huvudslitaget på kontakterna.
Spolar av elektriska apparater
Hur man lindar tillbaka lindningarna av spolarna på elektriska enheter till en annan typ av ström