Solenoidové ovládacie relé, ako relé funguje
Relé je elektrické zariadenie určené na spínanie elektrických obvodov (náhle zmeny výstupných hodnôt) pre dané zmeny elektrických alebo neelektrických vstupných hodnôt.
Prvky relé (relé) sú široko používané v riadiacich a automatizačných obvodoch, pretože ich možno použiť na riadenie veľkých výstupných výkonov s nízkymi vstupnými signálmi; splniť logické operácie; vytváranie multifunkčných reléových zariadení; vykonávať spínanie elektrických obvodov; opraviť odchýlky kontrolovaného parametra od nastavenej úrovne; plní funkcie pamäťového prvku a pod.
Prvú štafetu vynašiel Američan J. Henry v roku 1831 a na základe elektromagnetického princípu činnosti treba poznamenať, že prvé relé nebolo spínacie relé, ale prvé spínacie relé vynašiel Američan S.Breeze Morse v roku 1837, ktorý neskôr použil v telegrafnom prístroji... Slovo relay pochádza z anglického relay, čo znamená výmena unavených poštových koní na staniciach alebo odovzdanie štafety (štafety) unavenému športovcovi.
Klasifikácia relé
Relé sú klasifikované podľa rôznych kritérií: podľa typu vstupných fyzikálnych veličín, na ktoré reagujú; funkciami, ktoré vykonávajú v systémoch riadenia; podľa konštrukcie atď. Podľa druhu fyzikálnych veličín sa rozlišujú elektrické, mechanické, tepelné, optické, magnetické, akustické atď. relé. Treba poznamenať, že relé môže reagovať nielen na hodnotu určitej veličiny, ale aj na rozdiel v hodnotách (diferenciálne relé), na zmenu znamienka veličiny (polarizované relé) alebo na rýchlosť zmeny vstupnej veličiny.
Reléové zariadenie
Relé zvyčajne pozostáva z troch hlavných funkčných prvkov: zmyslového, stredného a výkonného.
Vnímajúci (primárny) prvok vníma riadenú veličinu a premieňa ju na inú fyzikálnu veličinu.
Medzičlánok porovnáva hodnotu tejto hodnoty s nastavenou hodnotou a keď je prekročená, prenesie prvú akciu na pohon.
Akčný člen prenáša účinok z relé na riadené obvody. Všetky tieto prvky môžu byť vyjadrené alebo navzájom kombinované.
Citlivý prvok v závislosti od účelu relé a typu fyzikálnej veličiny, na ktorú reaguje, môže mať rôznu konštrukciu, a to ako z hľadiska princípu činnosti, tak aj z hľadiska zariadenia.Napríklad v nadprúdovom relé alebo napäťovom relé je citlivý prvok vyrobený vo forme elektromagnetu, v tlakovom spínači - vo forme membrány alebo objímky, v hladinovom spínači - v plaváku atď.
Podľa zariadenia pohonu sú relé rozdelené na kontaktné a bezkontaktné.
Kontaktné relé pôsobia na riadený obvod pomocou elektrických kontaktov, ktorých zatvorený alebo otvorený stav umožňuje buď úplný skrat alebo úplné mechanické prerušenie výstupného obvodu.
Bezkontaktné relé ovplyvňujú riadený obvod náhlou (náhlou) zmenou parametrov výstupných elektrických obvodov (odpor, indukčnosť, kapacita) alebo zmenou úrovne napätia (prúdu).
Vlastnosti relé
Hlavné charakteristiky relé sú určené závislosťami medzi parametrami výstupných a vstupných veličín.
Rozlišujú sa nasledujúce hlavné charakteristiky relé.
1. Veľkosť aktivácie relé Xcr — hodnota parametra vstupnej hodnoty, pri ktorej sa relé zopne. Keď X < Xav, výstupná hodnota sa rovná Umin, keď X ³ Xav, hodnota Y sa náhle zmení z Umin na Umax a relé sa zapne. Akceptačná hodnota, o ktorú je relé nastavené, sa nazýva požadovaná hodnota.
2. Výkon relé Psr – minimálny výkon, ktorý musí byť poskytnutý prijímajúcemu orgánu, aby ho preniesol zo stavu pokoja do stavu prevádzky.
3. Riadený výkon Rupr — výkon, ktorý je riadený spínacími prvkami relé v procese spínania.Čo sa týka riadiaceho výkonu, rozlišujú sa relé pre obvody malého výkonu (do 25 W), relé pre obvody stredného výkonu (do 100 W) a relé pre obvody vysokého výkonu (nad 100 W), ktoré patria k výkonovým relé a nazývajú sa stýkače.
4. Čas odozvy relé tav — časový interval od signálu Xav na vstup relé do začiatku činnosti na riadenom obvode. Podľa času odozvy existujú normálne, vysokorýchlostné, oneskorené relé a časové relé. Zvyčajne pre normálne relé tav = 50 ... 150 ms, pre vysokorýchlostné relé tav 1 s.
Princíp činnosti a zariadenie elektromagnetických relé
Vďaka jednoduchému princípu činnosti a vysokej spoľahlivosti sú elektromagnetické relé široko používané automatizačné systémy a v schémach ochrany elektrických inštalácií. Elektromagnetické relé sa delia na jednosmerné a striedavé relé. Jednosmerné relé sú rozdelené na neutrálne a polarizované. Neutrálne relé reagujú rovnako na jednosmerný prúd v oboch smeroch pretekajúci jeho cievkou a polarizované relé reagujú na polaritu riadiaceho signálu.
Činnosť elektromagnetických relé je založená na použití elektromagnetických síl, ktoré vznikajú v kovovom jadre, keď prúd prechádza závitmi jeho cievky. Časti relé sú namontované na základni a zakryté krytom. Nad jadrom elektromagnetu je namontovaná pohyblivá kotva (doska) s jedným alebo viacerými kontaktmi. Oproti nim sú zodpovedajúce spárované pevné kontakty.
V počiatočnej polohe je kotva držaná pružinou. Keď je privedené napätie, elektromagnet priťahuje kotvu, prekonáva jej silu a zatvára alebo otvára kontakty, v závislosti od konštrukcie relé.Po odpojení od napätia pružina vráti kotvu do pôvodnej polohy. Niektoré modely môžu mať zabudované elektronické komponenty. Toto je odpor pripojený k vinutiu cievky pre jasnejšie ovládanie relé alebo / a kondenzátor paralelný s kontaktmi na zníženie iskrenia a šumu.
Riadený obvod nie je žiadnym spôsobom elektricky spojený s riadiacim obvodom; navyše v riadenom obvode môže byť hodnota prúdu oveľa vyššia ako v riadiacom obvode. To znamená, že relé v podstate fungujú ako zosilňovač prúdu, napätia a výkonu v elektrickom obvode.
AC relé fungujú, keď sa na ich cievky aplikuje prúd určitej frekvencie, to znamená, že hlavným zdrojom energie je sieť AC. Konštrukcia AC relé je podobná konštrukcii DC relé, len jadro a kotva sú vyrobené z elektrooceľových plechov, aby sa znížili hysterézne straty a vírivé prúdy.
Výhody a nevýhody elektromagnetických relé
Elektromagnetické relé má množstvo výhod, ktoré konkurenti polovodičov nemajú:
- schopnosť spínať záťaže do 4 kW s objemom relé menším ako 10 cm3;
- odolnosť voči impulzným prepätiam a deštruktívnym poruchám v dôsledku výbojov blesku a v dôsledku spínacích procesov vo vysokonapäťovej elektrotechnike;
- výnimočná elektrická izolácia medzi riadiacim obvodom (cievka) a kontaktnou skupinou — najnovší štandard 5 kV je pre väčšinu polovodičových spínačov nedosiahnuteľným snom;
- nízky pokles napätia na uzavretých kontaktoch a v dôsledku toho nízka tvorba tepla: pri spínaní prúdu 10 A rozptýli malé relé cez cievku a kontakty celkovo menej ako 0,5 W, zatiaľ čo triakové relé vyžaruje viac ako 15 W do atmosféry, ktorá si po prvé vyžaduje intenzívne chladenie a po druhé zhoršuje skleníkový efekt na planéte;
- extrémne nízke náklady na elektromagnetické relé v porovnaní s polovodičovými spínačmi
Berúc do úvahy výhody elektromechaniky, všimneme si aj nevýhody relé: nízka rýchlosť prevádzky, obmedzený (aj keď veľmi veľký) elektrický a mechanický zdroj, vytváranie rádiového rušenia pri zatváraní a otváraní kontaktov a nakoniec posledná a nepríjemná vlastnosť — problémy so spínaním indukčných záťaží a vysokonapäťových jednosmerných záťaží.
Typickou aplikačnou praxou vysokovýkonných elektromagnetických relé je spínanie záťaže pri 220 V AC alebo 5 až 24 V DC pri spínacích prúdoch do 10-16 A. servo), žiarovky, elektromagnety a iné aktívne, indukčné a kapacitné spotrebiče elektrickej energie v rozsahu od 1 W do 2-3 kW.
Polarizované elektromagnetické relé
Jedným typom elektromagnetického relé je polarizované elektromagnetické relé. Ich hlavným rozdielom od neutrálnych relé je schopnosť reagovať na polaritu riadiaceho signálu.
Najbežnejšia séria elektromagnetických ovládacích relé
Stredné relé série RPL. Relé sú určené na použitie ako komponenty v stacionárnych inštaláciách, hlavne v riadiacich obvodoch elektrických pohonov pri napätiach do 440 V DC a do 660 V AC s frekvenciou 50 a 60 Hz.Relé sú vhodné pre prevádzku v riadiacich systémoch s mikroprocesorovou technológiou, kde je uzatváracia cievka obklopená obmedzovačom alebo s tyristorovým riadením. V prípade potreby je možné na medziľahlé relé nainštalovať jedno z nasledujúcich. pluginy PKL a PVL… Menovitý prúd kontaktov — 16A
Stredné relé série RPU-2M. Medzirelé RPU-2M sú určené pre prevádzku v elektrických obvodoch pre riadenie a priemyselnú automatizáciu striedavého prúdu s napätím do 415V, frekvencie 50Hz a jednosmerného prúdu s napätím do 220V.
Relé série RPU-0, RPU-2, RPU-4. Relé sa vyrábajú so snímacími cievkami jednosmerného prúdu pre napätia 12, 24, 48, 60, 110, 220 V a prúdy 0,4 — 10 A a striedavými cievkami pre napätia 12, 24, 36, 110, 127, 220, 24030, 380 a prúdy 1 — 10 A. Relé RPU-3 s napájacími cievkami DC — pre napätia 24, 48, 60, 110 a 220 V.
Medzirelé radu RP-21 sú určené pre použitie v riadiacich obvodoch striedavých elektrických pohonov s napätím do 380V a v jednosmerných obvodoch s napätím do 220V. Relé RP-21 sú vybavené zásuvkami na spájkovanie, pre din. koľajnica alebo skrutka.
Hlavné charakteristiky relé RP-21. Rozsah napájacieho napätia, V: DC — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 AC s frekvenciou 50 Hz — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 AC s frekvenciou 60 Hz — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Menovité napätie kontaktného obvodu, V: relé jednosmerného prúdu — 12 … 220, relé striedavého prúdu — 12 … 380 menovitý prúd — 6,0 A Počet kontaktov zopnutých . / odpočinok / spínač — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Mechanická odolnosť — najmenej 20 miliónov cyklov.
Elektromagnetické jednosmerné relé série RES-6 ako medzirelé s napätím 80 — 300 V, spínacím prúdom 0,1 — 3 A
Používa sa aj ako medziséria elektromagnetických reléRP-250, RP-321, RP-341, RP-42 a množstvo ďalších, ktoré možno použiť ako napäťové relé.
Ako si vybrať elektromagnetické relé
Prevádzkové napätia a prúdy v cievke relé musia byť v rámci prípustných hodnôt. Zníženie prevádzkového prúdu v cievke vedie k zníženiu spoľahlivosti kontaktu a zvýšeniu prehriatia cievky, zníženiu spoľahlivosti relé pri maximálnej prípustnej kladnej teplote.Dokonca aj krátkodobá dodávka so zvýšeným prevádzkovým napätím na cievke relé je nežiaduce, pretože to spôsobuje mechanické prepätia v častiach magnetického obvodu a kontaktných skupín a elektrické prepätie cievky pri otvorení obvodu môže spôsobiť porušenie izolácie.
Pri výbere režimu činnosti kontaktov relé je potrebné vziať do úvahy hodnotu a typ spínaného prúdu, charakter záťaže, celkový počet a frekvenciu spínania.
Pri spínaní aktívnych a indukčných záťaží je pre kontakty najťažší proces otvárania obvodu, pretože v tomto prípade v dôsledku vytvorenia oblúkového výboja dochádza k hlavnému opotrebovaniu kontaktov.
Jazýčkový spínač a jazýčkové relé
Ako previnúť vinutia cievok elektrických zariadení na iný typ prúdu
Modulárne elektrické spotrebiče