Elektriliste signaalide teisendamine vastavaks füüsiliseks suuruseks - liikumine, jõud, heli jms - toimub ajamite abil. Ajam tuleks klassifitseerida muunduriks, kuna see seade muudab ühe füüsikalise suuruse tüübi teiseks.
Ajam aktiveeritakse või juhitakse tavaliselt madalpinge käsusignaali abil. Lisaks klassifitseeritakse see stabiilsete olekute arvu põhjal binaarseks või pidevaks seadmeks. Niisiis, elektromagnetiline relee on binaarne ajam, arvestades kahte olemasolevat stabiilset tingimust: sisse - välja.
Esitatud artiklis käsitletakse üksikasjalikult elektromagnetilise relee tööpõhimõtteid ja seadmete kasutamise ulatust.
Sõidu põhitõed
Mõiste "relee" on iseloomulik seadmetele, mis tagavad juhtsignaali kaudu elektriühenduse kahe või enama punkti vahel.
Kõige tavalisem ja laialdasemalt kasutatav elektromagnetilise relee (EMR) tüüp on elektromehaaniline disain.
See näeb välja nagu üks laia tootevaliku kujundus, mida nimetatakse elektromagnetilisteks releedeks. Siin on näidatud läbipaistva pleksiklaasist kattega mehhanismi suletud versioon.
Mis tahes seadme põhiline juhtimisskeem annab alati võimaluse sisse ja välja lülitada. Lihtsaim viis nende toimingute lõpuleviimiseks on toitelukustuse lüliti kasutamine.
Käsilülituslüliteid saab juhtimiseks kasutada, kuid neil on puudusi. Nende ilmne puudus on olekute sisselülitamine või keelamine füüsiliselt, st käsitsi.
Käsitsi lülitusseadmed on reeglina suured viivitusega seadmed, mis on võimelised väikeste voolude vahetamiseks.
Manuaalne lülitusmehhanism on elektromagnetiliste releede „kauge sugulane”. See pakub sama funktsionaalsust - tööliinide vahetamist, kuid seda juhitakse ainult käsitsi
Samal ajal on elektromagnetilised releed esindatud peamiselt elektriliselt juhitavate lülititega. Seadmed on erineva kuju, mõõtmetega ja jagatud nimivõimsuse tasemega. Nende rakendamise võimalused on suured.
Selliseid seadmeid, mis on varustatud ühe või enama kontaktipaariga, saab lisada suuremate võimsusega ajamite - kontaktorite - ühte konstruktsiooni, mida kasutatakse võrgu- või kõrgepingeseadmete lülitamiseks.
EMRi töö aluspõhimõtted
Traditsiooniliselt kasutatakse elektromagnetilisi releesid elektriliste (elektrooniliste) kommutatsiooniahelate osana. Samal ajal paigaldatakse need kas otse trükkplaatidele või vabasse asendisse.
Seadme üldine ülesehitus
Kasutatavate toodete koormusvoolusid mõõdetakse tavaliselt amprites 20 A või rohkem. Releeahelad on elektroonilises praktikas laialt levinud.
Erineva konfiguratsiooniga seadmed, mis on ette nähtud paigaldamiseks elektroonilistele trükkplaatidele või otse eraldi paigaldatava seadmena
Elektromagnetilise relee konstruktsioon muudab rakendatud vahelduv- / alalisvoolu pinge tekitatud magnetvoo mehaaniliseks jõuks. Tänu saadud mehaanilisele jõule kontrollitakse kontaktrühma.
Kõige tavalisem kujundus on toote kuju, mis sisaldab järgmisi komponente:
- põnev mähis;
- terasüdamik;
- põhikere;
- kontaktgrupp.
Terasüdamikul on fikseeritud osa, mida nimetatakse kaljuriks, ja liikuv vedruga koormatav osa, mida nimetatakse ankruks.
Tegelikult täiendab ankur magnetvälja vooluahelat, sulgedes õhuvahe statsionaarse elektrimähise ja liikuva armatuuri vahel.
Kujunduse detailne paigutus: 1 - väändvedru; 2 - metallist südamik; 3 - ankur; 4 - tavaliselt suletud kontakt; 5 - tavaliselt avatud kontakt; 6 - üldine kontakt; 7 - vasktraadi mähis; 8 - rokkar
Armatuur liigub liigenditel või pöörleb genereeritud magnetvälja toimel vabalt. See sulgeb klapi külge kinnitatud elektrilised kontaktid.
Reeglina tagastavad tala ja armatuuri vahel olevad tagasivooluvedrud kontaktid algasendisse, kui releepool on välja lülitatud.
Relee elektromagnetilise süsteemi tegevus
EMF-i lihtsal klassikalisel kujundusel on kaks elektrit juhtivate kontaktide komplekti.
Selle põhjal realiseeritakse kontaktgrupi kaks olekut:
- Tavaliselt avatud kontakt.
- Tavaliselt suletud kontakt.
Vastavalt sellele klassifitseeritakse kontaktide paar normaalselt avatud (NO) või, erinevas olekus, tavaliselt suletuks (NC).
Kontaktide tavaliselt avatud positsiooniga releede korral saavutatakse olek "suletud" ainult siis, kui ergutusvool läbib induktiivpooli.
Üks kahest võimalikust võimalusest vaikekontaktide rühma seadmiseks. Siin seadistatakse vaikimisi mähise energiata olekus normaalselt suletud (suletud) asend
Järgmises teostuses jääb kontaktide normaalselt suletud asend konstantseks, kui ergutusvool mähise vooluringis puudub. See tähendab, et lüliti kontaktid naasevad normaalsesse suletud asendisse.
Seetõttu peaksid terminid „tavaliselt avatud” ja „tavaliselt suletud” viitama elektrikontaktide olekule, kui relee mähis on toiteta, st relee pinge on lahti ühendatud.
Elektrireleede kontaktrühmad
Releekontakte esindavad tavaliselt elektrit juhtivad metallielemendid, mis on üksteisega kontaktis, sulgevad vooluringi, toimides sarnaselt lihtsa lülitiga.
Kui kontaktid on avatud, mõõdetakse tavaliselt avatud kontaktide vahelist takistust suure väärtusega megaohmides. See loob vooluahela tingimuse, kui voolu läbimine mähise vooluringis on välistatud.
Mis tahes avatud režiimis olevate elektromehaaniliste lülitite kontaktgrupil on takistus mitusada megaohmi. Selle takistuse väärtus võib mudelitel erineda.
Kui kontaktid on suletud, peaks kontakttakistus teoreetiliselt olema null - lühise tulemus.
Seda tingimust aga alati ei arvestata. Iga üksiku relee kontaktgrupil on "suletud" olekus teatud kontakttakistus. Sellist vastupanu nimetatakse jätkusuutlikuks.
Koormusvoolude läbimise tunnused
Uue elektromagnetilise relee paigaldamise harjutamiseks märgitakse, et sisestuse kontakttakistus on väike, tavaliselt alla 0,2 oomi.
Põhjus on lihtne: uued nipid püsivad siiani puhtad, kuid aja jooksul tõuseb tipi vastupidavus paratamatult.
Näiteks kontaktide korral, mille voolutugevus on alla 10 A, on pingelangus 0,2x10 = 2 volti (Ohmi seadus). Sellest selgub - kui kontaktgrupile tarnitav toitepinge on 12 volti, siis on koormuse pinge 10 volti (12-2).
Kui metallkontaktiotsad kuluvad ja pole piisavalt kaitstud kõrgete induktiiv- või mahtuvuslike koormuste eest, muutub elektrikaare mõju kahjustamatuks.
Elektrikaar elektromehaanilise lülitusseadme ühel kontaktil. Sobivate meetmete puudumisel on see üks kontaktrühma kahjustamise põhjustest.
Elektrikaar - kontaktide juures sädemed - suurendab näpunäidete kontakttakistust ja selle tagajärjel füüsilisi kahjustusi.
Kui jätkate relee kasutamist selles olekus, võivad kontaktnipid kontakti füüsilise omaduse täielikult kaotada.
Kuid on veel tõsisem tegur, kui kaare kahjustuse tagajärjel kontaktid lõpuks keevitavad, luues lühise.
Sellistes olukordades ei ole välistatud EMI juhitava vooluringi kahjustamise oht.
Niisiis, kui kontakttakistus suurenes elektrikaare mõjust 1 oomi võrra, suureneb sama koormusvoolu kontaktides pingelangus 1 × 10 = 10 volti alalisvoolu.
Siin ei pruugi kontaktide vahelise pingelanguse suurus olla koormusahela jaoks vastuvõetav, eriti kui töötada toitepingega 12-24 V.
Relee kontaktmaterjal
Elektrikaare ja kõrgete takistuste mõju vähendamiseks valmistatakse või kaetakse moodsate elektromehaaniliste releede kontaktiotsad mitmesuguste hõbedapõhiste sulamitega.
Sel viisil on võimalik kontaktrühma elu märkimisväärselt pikendada.
Elektromehaaniliste lülitusseadmete kontaktplaatide näpunäited. Siin on võimalused hõbetatud otsikute jaoks. Seda tüüpi kate vähendab kahjustustegurit.
Praktikas märgitakse järgmiste materjalide kasutamist, millega töödeldakse elektromagnetiliste (elektromehaaniliste) releede kontaktgruppide näpunäiteid:
- Ag on hõbe;
- AgCu - hõbe-vask;
- AgCdO - hõbe-kaadmiumoksiid;
- AgW - hõbe-volfram;
- AgNi - hõbe-nikkel;
- AgPd - hõbe-pallaadium.
Relee kontaktgruppide näpunäidete kasutusea pikendamine elektrikaare moodustumiste arvu vähendamise teel saavutatakse takistuskondensaatorifiltrite, mida nimetatakse ka RC-siibriteks, ühendamise teel.
Need elektroonilised ahelad on ühendatud paralleelselt elektromehaaniliste releede kontaktrühmadega. Selle lahenduse korral on kontakti avamise hetkel täheldatav pinge tipp ohutult lühike.
RC-siibreid kasutades on võimalik kontaktiotstele tekkivat elektrikaari summutada.
Tüüpiline EMR-i kontakti disain
Lisaks klassikalistele tavaliselt avatud (NO) ja normaalselt suletud (NC) kontaktidele vajavad relee ümberlülituse mehaanika ka liigitust toimingu põhjal.
Ühenduselementide täitmise tunnused
Selles teostuses võimaldavad elektromagnetilise relee konstruktsioonid luua ühe või mitu eraldi lüliti kontakti.
Just selline näeb välja SPST jaoks tehnoloogiliselt konfigureeritud seade - ühepooluseline ja ühesuunaline. Saadaval on ka muud võimalused.
Kontaktide teostamist iseloomustavad järgmised lühendid:
- SPST (Single Pole Single Throw) - ühesuunaline ühesuunaline;
- SPDT (ühepooluseline topeltheide) - ühesuunaline kahesuunaline;
- DPST (Double Pole Single Throw) - bipolaarne ühesuunaline;
- DPDT (Double Pole Double Throw) - bipolaarne kahesuunaline.
Igale sellisele ühenduselemendile viidatakse kui poolusele. Neid saab ühendada või lähtestada, aktiveerides samal ajal relee mähise.
Seadmete kasutamise peensused
Vaatamata elektromagnetiliste lülitite kujunduse lihtsusele on nende seadmete kasutamise praktikas mõned peensused.
Niisiis, eksperdid ei soovita kategooriliselt ühendada kõiki releekontakte paralleelselt, et sel viisil pendeldada suure voolu koormusahelat.
Näiteks 10 A koormuse ühendamiseks kahe kontakti paralleelse ühendamise teel, millest igaüks on ette nähtud 5 A vooluks.
Need paigaldamise peensused tulenevad asjaolust, et mehaaniliste releede kontaktid ei sulgu ega avane kunagi ühel ajahetkel.
Selle tulemusel laaditakse üks kontaktidest igal juhul üle. Ja isegi kui võtta arvesse lühiajalist ülekoormust, on seadme enneaegne rike sellises ühenduses vältimatu.
Vale töö ja relee ühendamine väljaspool kehtestatud paigaldusreegleid lõpeb tavaliselt selle tulemusega. Peaaegu kogu sisu põles seest välja
Elektromagnetilisi tooteid saab kasutada madala energiatarbimisega elektriliste või elektrooniliste vooluahelate osana lülititena suhteliselt kõrgete voolude ja pingete jaoks.
Siiski on tungivalt soovitatav mitte lasta erinevaid koormuspingeid läbi sama seadme külgnevate kontaktide.
Näiteks lülitage vahelduvpinge 220 V ja alalisvool 24 V. Ohutuse tagamiseks kasutage iga valiku jaoks alati eraldi tooteid.
Pöördpinge kaitsmise tehnikad
Mis tahes elektromehaanilise relee oluline osa on mähis. See osa kuulub suure induktiivsusega koormuskategooriasse, kuna sellel on traadi mähis.
Igal traatmähisega mähisel on mingi takistus, mis koosneb induktiivsusest L ja takistusest R, moodustades seeläbi jadaringi LR.
Kui vool voolab läbi mähise, tekib väline magnetväli. Kui mähises olev vooluhulk peatub väljalülitatud olekus, suureneb magnetvoog (transformatsiooniteooria) ja tekib kõrge vastupidine pinge EMF (elektromootori jõud).
See vastupidise pinge indutseeritud väärtus võib olla mitu korda suurem kui lülituspinge.
Sellest tulenevalt on relee kõrval asuvate pooljuhtkomponentide kahjustamise oht. Näiteks bipolaarne või väljatransistor, mida kasutatakse relee mähisele pinge andmiseks.
Vooluringide võimalused, mille tõttu on tagatud pooljuhtelementide kaitse - bipolaarsed ja välitransistorid, mikroskeemid, mikrokontrollerid
Üks viis transistori või mis tahes lülitatava pooljuhtseadme, sealhulgas mikrokontrollerite kahjustuste ärahoidmiseks on relee mähise vooluringi külge ühendada vastupidiselt kallutatud diood.
Kui kohe pärast väljalülitamist mähisest voolav vool tekitab indutseeritud tagasi-emf, avab see vastupidine pinge vastupidiselt kallutatud dioodi.
Kogunenud energia hajub pooljuhi kaudu, mis hoiab ära kontrolli pooljuhi - transistori, türistori, mikrokontrolleri - kahjustused.
Pooljuhti, mis sageli sisaldub mähise vooluringis, nimetatakse ka:
- hooratta diood;
- šundi diood;
- tagurpidi diood.
Kuid elementide vahel pole palju erinevust. Kõik nad täidavad ühte funktsiooni. Lisaks pöörddiagnoosidega dioodide kasutamisele kasutatakse pooljuhtkomponentide kaitsmiseks ka muid seadmeid.
Samad ahelad RC siibritest, metallioksiidvaristoridest (MOV), Zeneri dioodidest.
Elektromagnetiliste releede tähistamine
Tehnilised tähised, mis sisaldavad seadmete kohta osalist teavet, on tavaliselt näidatud otse elektromagnetilise lülitusseadme šassiil.
See nimetus näeb välja lühendatud lühendina ja numbrikomplektina.
Iga elektromehaaniline lülitusseade on traditsiooniliselt märgistatud. Šassiil või šassiil rakendatakse umbes sama tähemärkide ja numbrite komplekti, mis näitab teatud parameetreid
Näide elektromehaaniliste releede keha märgistamisest:
RES32 RF4.500.335-01
See kirje dekrüptitakse järgmiselt: nõrkvoolu elektromagnetiline relee, 32-seeria, mis vastab täitmisele vastavalt Vene Föderatsiooni passile
Sellised tähistused on siiski haruldased. Levinumad lühendatud võimalused ilma GOST-i selgesõnalise viiteta:
RES 32 335-01
Ka seadme šassii (korpusel) pole tootmise kuupäev ja partii number. Lisateavet leiate toote andmelehelt. Iga seade või partii on täidetud passiga.
Video räägib rahvapäraselt, kuidas elektromehaaniline lülitus-elektroonika töötab. Konstruktsioonide peensused, ühenduste omadused ja muud üksikasjad on selgelt välja toodud:
Elektromehaanilisi releesid on juba pikka aega kasutatud elektrooniliste komponentidena. Seda tüüpi lülitusseadmeid võib aga pidada vananenuks. Mehaanilisi seadmeid asendatakse üha enam moodsamate, puhtalt elektrooniliste seadmetega. Üks selline näide on pooljuhtreleed.
Kas teil on selle teema kohta küsimusi, leidke vigu või on huvitavaid fakte, mida saate meie saidi külastajatega jagada? Palun jätke oma kommentaarid, esitage küsimusi ja jagage oma kogemusi artikli all olevas lingiosas.