Elektromagnetni rele: naprava, princip delovanja

Elektromagnetni rele je stikalna naprava za preklapljanje električnih tokokrogov elektromagnetno polje.

Področja uporabe

Elektromagnetno preklapljanje se uporablja v tokokrogih avtomatizacije, krmiljenju električnih pogonov, električnih in tehnoloških instalacij, kontrolnih sistemov itd.

Načelo delovanja

Elektromagnetni rele, katerega princip delovanja je skupen vsakemu tipu, je sestavljen iz naslednjih elementov:

1. Osnova.
2. Sidro
3. Svitka žice.
4. Premični in fiksni kontakti.

Vsi deli so pritrjeni na podstavek. Sidro se lahko vrti in drži vzmet. Ko je navitje tuljave pod napetostjo, se njegove tuljave pretakajo električni tok ustvarjanje elektromagnetnih sil v jedru. Privabljajo sidro, ki obrne in zapre premične kontakte s parnimi fiksnimi. Ko je tok odklopljen, se sidro vrne nazaj. Premikanje kontaktov se premika z njim.

Od standardne izvedbe se razlikujejo samo reed releji, pri čemer so kontakti, jedro, sidro in vzmet kombinirani v enem paru elektrod.

Elektromagnetni rele, katerega vezje je prikazano spodaj, je stikalna naprava.

To je tipično in na splošno kaže, kako električne energije pretvori v magnetno, ki nato premaga silo vzmeti in premakne kontakte.

Električni tokokrogi tuljave in preklapljanje niso povezani. Zaradi tega lahko majhni tokovi vozijo velike. Posledično je elektromagnetni rele tokovni ali napetostni ojačevalnik. Funkcionalno vključuje tri glavne elemente:

• zaznavalo;
• intermediat;
• izvršilni organ

Prva je navijanje, ki ustvarja elektromagnetno polje. Skozi to poteka kontrolirani tok, ko doseže vnaprej določeno mejno vrednost, se sproži aktivirni element - električni kontakti, ki izdelajo ali zaprejo izhodno vezje.

Razvrstitev

Releji so razvrščeni na naslednji način:

1. Z upravljanjem stikov - sidro in trstičje. V prvem primeru se pri premikanju armature izvede zapiralna odprtina stikov. Pri reed stikalih je jedro odsotno in magnetno polje deluje neposredno na feromagnetne elektrode s kontakti.
2. Krmilni tok je lahko konstanten ali spremenljiv. V slednjem primeru sta sidro in jedro izdelana iz električnih jeklenih plošč za zmanjšanje izgub. Za enosmerni tok naprave so nevtralne in polarizirane.
3. Z odzivno hitrostjo so releji razdeljeni v 3 skupine: do 50 ms, do 150 ms in več kot 1 s.
4. Zaščita pred zunanjimi vplivi vključuje zapečatene, obložene in odprte naprave.

Pri vseh vrstah, predstavljenih v nadaljevanju, delovanje elektromagnetnega releja temelji na splošnem načelu preklapljanja kontaktov.

Naprava elektromagnetnega releja je skrita v notranjosti ohišja, samo navitje in kontakti štrlijo od zunaj. Večinoma so oštevilčeni, za vsak model je podan vezalni načrt.

Parametri

Glavne značilnosti releja so:

1. Občutljivost - preklop iz signala, ki ga dobite na navitje določene moči, zadostno za vklop.
2. Odpornost na navijanje.
3. Napetost (tok) obratovanja je najnižja vrednost praga parametra, pri katerem so kontakti preklopljeni.
4. Izpustite napetost (tok).
5. Odzivni čas
6. Obratovalni tok (napetost) - vrednost, pri kateri se med delovanjem pojavi zajamčena vključitev (vrednost je navedena v določenih mejah).
7. Čas sprostitve
8. Pogostost vključkov z obremenitvijo kontaktov.

Prednosti in slabosti

Elektromagnetni rele ima naslednje prednosti pred konkurenco polprevodnikov:

• preklapljanje velikih bremen z majhnimi dimenzijami;
• galvanska ločitev med krmilnim vezjem in preklopno skupino;
• nizka proizvodnja toplote na kontaktih in tuljavi;
• majhna cena

Naprava ima tudi slabosti:

• počasen odziv;
• relativno majhen vir;
• radijske motnje pri preklapljanju kontaktov;
• kompleksnost preklopa pri visokonapetostnih in induktivnih obremenitvah.

Obratovalna napetost in tok tuljave ne smeta preseči določenih mej. Pri nizkih vrednostih kontaktiranje postane nezanesljivo, pri visokih vrednostih pa se pregreva navijanje, mehanska obremenitev delov se poveča in lahko pride do razpoke izolacije.

Trajnost releja je odvisna od vrste obremenitve in toka, frekvence in števila preklopov. Večina stikov se ob odpiranju obrablja in tvori oblok.

Brezkontaktne naprave imajo prednost, ker se ne pojavljajo kot lok. Vendar pa obstaja tudi veliko drugih pomanjkljivosti, zaradi česar je nemogoče zamenjati rele.

Elektromagnetni tokovni releji

Tokovni in napetostni releji so različni, čeprav je njihova struktura podobna. Razlika je v zmogljivosti tuljave. Tokovni rele ima majhno število zavojev na tuljavi, katerih upornost je majhna. Istočasno se namesti z debelo žico.

Navijanje releja napetosti nastane z velikim številom zavojev. Ponavadi je vključen v obstoječe omrežje. Vsaka naprava krmili svoj specifični parameter s samodejnim vklopom ali izklopom potrošnika.

S pomočjo tokovnega releja se krmili s silo v obremenitvi, na katero je navitje priključeno. Informacije se prenašajo v drugo vezje tako, da se na to povezuje upor stikalnega kontakta. Priključitev se izvede neposredno ali preko električnega tokokroga merilni transformatorji.

Zaščitne naprave so hitre in imajo odzivni čas nekaj deset milisekund.

Časovni rele

V shemah avtomatizacije je pogosto potrebno ustvariti zamude pri odzivu naprav ali izdati signale za tehnološke procese v določenem zaporedju. V ta namen obstajajo stikala s časovno zakasnitvijo, za katera so naložene naslednje zahteve:

• stabilnost izpostavljenosti ne glede na vpliv zunanjih dejavnikov;
• majhne dimenzije, masa in porabljena energija;
• dovolj močan kontaktni sistem.

Za krmiljenje aktuatorjev ni zahtev po visoki natančnosti. Izpostavljenost znaša 0,25-10 s. Zanesljivost mora biti visoka, saj se delo pogosto izvaja v razmerah tresenja in vibracij. Naprave za zaščito električne energije morajo delovati natančno. Izpostavljenost ne presega 20 sekund. Spuščanje se zelo redko dogaja, zato ni visokih zahtev za odpornost proti obrabi.

Elektromagnetni časovni releji delujejo po naslednjih načelih pojemka:

1. Pnevmatski - zaradi prisotnosti pnevmatskega blažilnika.
2. Elektromagnetni - z enosmernim tokom je dodaten kratkostični navitje, v katerem se inducira tok, ki preprečuje rast glavnega magnetnega toka ob sprožitvi, kakor tudi njegovo zmanjšanje pri izklopu.
3. S sidrom ali urnim mehanizmom, ki se navije iz elektromagneta, in kontakti se sprožijo po odštevanju.
4. Napetost motorja se istočasno nanaša na elektromagnet in motor, ki vrti naperke, ki poganjajo kontaktni sistem.
5. Elektronsko - z uporabo integriranih vezij ali digitalne logike.

Zaključek

S prihodom elektronike se elektromagnetni rele postopoma izrinja, vendar se še razvija in dosega nove možnosti. Težko najde alternativo tam, kjer pride do padca toka in napetosti pri zagonu in odklopu naprav, ki uporabljajo elektriko.