Relee de comandă cu solenoid, cum funcționează releul
Un releu este un dispozitiv electric conceput pentru a comuta circuitele electrice (modificarea bruscă a valorilor de ieșire) pentru anumite modificări ale valorilor de intrare electrice sau non-electrice.
Elementele relee (relee) sunt utilizate pe scară largă în circuitele de control și automatizare deoarece pot fi folosite pentru a controla puteri mari de ieșire cu semnale de intrare de putere mică; îndeplini operatii logice; crearea de dispozitive relee multifuncționale; pentru a efectua comutarea circuitelor electrice; pentru a remedia abaterile parametrului controlat de la nivelul setat; îndeplinește funcțiile unui element de memorie etc.
Primul releu a fost inventat de americanul J. Henry în 1831 și pe baza principiului electromagnetic de funcționare, trebuie menționat că primul releu nu a fost un releu de comutare, dar primul releu de comutare a fost inventat de americanul S.Breeze Morse în 1837, care a folosit mai târziu într-un aparat telegrafic... Cuvântul releu provine din engleză releu, care înseamnă schimbarea cailor de post obosiți în stații sau predarea ștafeta (bata) unui sportiv obosit.
Clasificarea ștafetelor
Releele sunt clasificate după diferite criterii: după tipul de mărimi fizice de intrare la care reacţionează; prin funcțiile pe care le îndeplinesc în sistemele de management; prin proiectare etc. După tipul mărimilor fizice se disting electrice, mecanice, termice, optice, magnetice, acustice etc. releu. Trebuie remarcat faptul că releul poate răspunde nu numai la valoarea unei anumite cantități, ci și la diferența de valori (relee diferențiale), la o schimbare a semnului unei cantități (relee polarizate) sau la rata de modificare a unei marimi de intrare.
Dispozitiv releu
Un releu constă de obicei din trei elemente funcționale principale: simț, intermediar și executiv.
Un element perceptor (primar) percepe cantitatea controlată și o transformă într-o altă mărime fizică.
Un element intermediar compară valoarea acestei valori cu valoarea de referință și, atunci când este depășită, transmite prima acțiune către servomotor.
Un actuator transferă efectul de la releu la circuitele controlate. Toate aceste elemente pot fi exprimate sau combinate între ele.
Elementul sensibil, în funcție de scopul releului și de tipul mărimii fizice la care răspunde, poate avea un design diferit, atât din punct de vedere al principiului de funcționare, cât și din punct de vedere al dispozitivului.De exemplu, într-un releu de supracurent sau un releu de tensiune, elementul sensibil este realizat sub formă de electromagnet, într-un presostat - sub formă de membrană sau manșon, într-un comutator de nivel - într-un flotor etc.
Prin dispozitivul unității, releele sunt împărțite în contact și fără contact.
Releele de contact acționează asupra circuitului controlat prin intermediul unor contacte electrice, a căror stare închisă sau deschisă face posibilă asigurarea fie unui scurtcircuit complet, fie o întrerupere mecanică completă a circuitului de ieșire.
Releele fără contact afectează circuitul controlat printr-o modificare bruscă (brută) a parametrilor circuitelor electrice de ieșire (rezistență, inductanță, capacitate) sau o modificare a nivelului de tensiune (curent).
Caracteristicile releului
Principalele caracteristici ale releului sunt determinate de dependențele dintre parametrii cantităților de ieșire și de intrare.
Se disting următoarele caracteristici principale ale releului.
1. Mărimea de acționare a releului Xcr — valoarea parametrului valorii de intrare la care releul este pornit. Când X < Xav, valoarea de ieșire este egală cu Umin, când X ³ Xav, valoarea lui Y se schimbă brusc de la Umin la Umax și releul pornește. Valoarea de acceptare cu care este reglat releul se numește punct de referință.
2. Puterea de acționare a releului Psr — puterea minimă care trebuie furnizată organului receptor pentru a-l transfera dintr-o stare de repaus la o stare de funcționare.
3. Putere controlată Rupr — puterea care este controlată de elementele de comutare ale releului în procesul de comutare.În ceea ce privește puterea de control, se face distincție între relee pentru circuite de putere mică (până la 25 W), relee pentru circuite de putere medie (până la 100 W) și relee pentru circuite de mare putere (peste 100 W), care aparțin la releele de putere și se numesc contactori.
4. Timp de răspuns al releului tav — intervalul de timp de la semnalul Xav la intrarea releului până la începutul acțiunii pe circuitul controlat. În funcție de timpul de răspuns, există relee normale, de mare viteză, întârziate și relee de timp. De obicei, pentru releele normale tav = 50 ... 150 ms, pentru releele de mare viteză tav 1 s.
Principiul de funcționare și dispozitivul releelor electromagnetice
Datorită principiului său simplu de funcționare și a fiabilității ridicate, releele electromagnetice sunt utilizate pe scară largă în sisteme de automatizare iar în schemele de protecţie a instalaţiilor electrice. Releele electromagnetice sunt împărțite în relee DC și AC. Releele DC sunt împărțite în neutru și polarizate. Releele neutre răspund în mod egal la curentul continuu în ambele direcții care curge prin bobina sa, iar releele polarizate răspund la polaritatea semnalului de control.
Funcționarea releelor electromagnetice se bazează pe utilizarea forțelor electromagnetice care apar într-un miez metalic atunci când curentul trece prin spirele bobinei sale. Părțile releului sunt montate pe bază și acoperite cu un capac. O armătură mobilă (placă) cu unul sau mai multe contacte este montată deasupra miezului electromagnetului. Vizavi de ele sunt contactele fixe pereche corespunzătoare.
În poziția inițială, ancora este ținută de un arc. Când se aplică tensiune, electromagnetul atrage armătura, depășind forța acesteia și închide sau deschide contactele, în funcție de proiectarea releului.După deconectare, arcul readuce armătura în poziția inițială. Unele modele pot avea componente electronice încorporate. Acesta este un rezistor conectat la înfășurarea bobinei pentru o acționare mai clară a releului sau / și un condensator paralel cu contactele pentru a reduce arcul și zgomotul.
Circuitul controlat nu este conectat electric în niciun fel la circuitul de control; în plus, în circuitul controlat valoarea curentului poate fi mult mai mare decât în circuitul de control. Adică, releele acționează în esență ca un amplificator pentru curent, tensiune și putere într-un circuit electric.
Releele de curent alternativ funcționează atunci când bobinelor lor este aplicat un curent cu o anumită frecvență, adică principala sursă de energie este rețeaua de curent alternativ. Construcția releului de curent alternativ este similară cu cea a releului de curent continuu, doar miezul și armătura sunt realizate din foi de oțel electric pentru a reduce pierderile de histerezis și curenți turbionari.
Avantajele și dezavantajele releelor electromagnetice
Releul electromagnetic are o serie de avantaje pe care concurenții semiconductori nu le au:
- capacitatea de a comuta sarcini de până la 4 kW cu volumul releului mai mic de 10 cm3;
- rezistența la supratensiuni de impuls și perturbații distructive rezultate din descărcări de fulgere și ca urmare a proceselor de comutare în electrotehnică de înaltă tensiune;
- izolare electrică excepțională între circuitul de comandă (bobină) și grupul de contacte — cel mai recent standard de 5 kV este un vis de neatins pentru majoritatea comutatoarelor cu semiconductor;
- Cădere scăzută de tensiune între contactele închise și, ca urmare, generare scăzută de căldură: la comutarea unui curent de 10 A, un releu mic disipă în total mai puțin de 0,5 W prin bobină și contacte, în timp ce un releu triac emite mai mult de 15 W. atmosferei, care, în primul rând, necesită o răcire intensivă și, în al doilea rând, agravează efectul de seră asupra planetei;
- cost extrem de scăzut al releelor electromagnetice în comparație cu comutatoarele cu stare solidă
Remarcând avantajele electromecanicii, remarcăm și dezavantajele releului: viteză scăzută de funcționare, resursă electrică și mecanică limitată (deși foarte mare), crearea de interferențe radio la închiderea și deschiderea contactelor și, în sfârșit, ultima și neplăcută proprietate - probleme cu comutarea sarcinilor inductive și a sarcinilor DC de înaltă tensiune.
O practică tipică de aplicare a releelor electromagnetice de mare putere este comutarea sarcinilor la 220 V AC sau 5 până la 24 V DC la curenți de comutare de până la 10-16 A. servo), lămpi incandescente, electromagneți și alți consumatori activi, inductivi și capacitivi. de energie electrică în intervalul de la 1 W la 2-3 kW.
Relee electromagnetice polarizate
Un tip de releu electromagnetic este un releu electromagnetic polarizat. Principala lor diferență față de releele neutre este capacitatea de a răspunde la polaritatea semnalului de control.
Cea mai comună serie de relee de control electromagnetice
Releu intermediar seria RPL. Releele sunt destinate utilizării ca componente în instalații staționare, în principal în circuitele de comandă pentru acționări electrice la tensiuni de până la 440 V DC și până la 660 V AC cu o frecvență de 50 și 60 Hz.Releele sunt potrivite pentru funcționarea în sisteme de control care utilizează tehnologia cu microprocesor, unde bobina de închidere este înconjurată de un limitator limitator sau cu control tiristor. Dacă este necesar, pe releul intermediar poate fi instalat unul dintre următoarele. pluginuri PKL și PVL… Curentul nominal al contactelor — 16A
Releu intermediar seria RPU-2M. Releele intermediare RPU-2M sunt proiectate pentru funcționarea în circuite electrice pentru controlul și automatizarea industrială a curentului alternativ cu tensiune de până la 415V, frecvență 50Hz și curent continuu cu tensiune până la 220V.
Seria de relee RPU-0, RPU-2, RPU-4. Releele sunt produse cu bobine de preluare DC pentru tensiuni 12, 24, 48, 60, 110, 220 V și curenți de 0,4 — 10 A și bobine de preluare AC pentru tensiunile 12, 24, 36, 110, 127, 220, 230, 24. 380 și curenți 1 — 10 A. Releu RPU-3 cu bobine de alimentare DC — pentru tensiuni 24, 48, 60, 110 și 220 V.
Releele intermediare din seria RP-21 sunt destinate utilizării în circuitele de comandă ale acționărilor electrice cu curent alternativ cu o tensiune de până la 380V și în circuitele DC cu o tensiune de până la 220V. Releele RP-21 sunt echipate cu prize pentru lipit, pentru din. șină sau șurub.
Principalele caracteristici ale releului RP-21. Gama de tensiune de alimentare, V: DC — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 AC cu o frecvență de 50 Hz — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 AC cu o frecvență de 60 Hz — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Tensiune nominală circuit de contact, V: releu DC — 12 … 220, releu AC — 12 … 380 Curent nominal — 6,0 A Cantitate contacte închise . / odihnă / comutator — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Durabilitate mecanică — cel puțin 20 de milioane de cicluri.
Releu electromagnetic DC seria RES-6 ca releu intermediar cu tensiune 80 — 300 V, curent de comutare 0,1 — 3 A
Este, de asemenea, folosit ca o serie intermediară de relee electromagneticeRP-250, RP-321, RP-341, RP-42 și o serie de altele care pot fi utilizate ca relee de tensiune.
Cum să alegi un releu electromagnetic
Tensiunile și curenții de funcționare din bobina releului trebuie să se încadreze în valorile admise. O scădere a curentului de funcționare în bobină duce la o scădere a fiabilității contactului și o creștere a supraîncălzirii bobinei, o scădere a fiabilității releului la temperatura pozitivă maximă admisă.Chiar și o alimentare pe termen scurt. cu o tensiune de funcționare crescută a bobinei releului este nedorită, deoarece acest lucru provoacă supratensiuni mecanice în părți ale circuitului magnetic și ale grupurilor de contact, iar supratensiunea electrică a bobinei atunci când circuitul este deschis poate provoca defectarea izolației.
Atunci când alegeți modul de funcționare al contactelor releului, este necesar să se țină seama de valoarea și tipul curentului comutat, natura sarcinii, numărul total și frecvența comutării.
La comutarea sarcinilor active și inductive, cel mai dificil pentru contacte este procesul de deschidere a circuitului, deoarece în acest caz, din cauza formării unei descărcări de arc, are loc uzura principală a contactelor.
Comutator cu lame și relee cu lame
Bobine de dispozitive electrice
Cum să derulați înfășurările bobinelor dispozitivelor electrice la un alt tip de curent
Deplasare și întrerupătoare de limită
Dispozitive de comutare manuală. Comutatoare cu cuțite
Comutatoare și comutatoare de pachete