Elektromagnetické relé: zařízení, princip činnosti

Elektromagnetické relé je spínací zařízení pro spínání elektrických obvodů elektromagnetické pole.

Oblasti použití

Elektromagnetické spínání se používá v obvodech automatizace, ovládání elektrických pohonů, elektrické energie a technologických zařízení, řídicích systémů atd. Elektromagnetické relé umožňuje regulovat napětí a proudy, provádět funkce zařízení pro ukládání a konverze, zaznamenávat odchylky parametrů od zadaných hodnot.

Princip činnosti

Elektromagnetické relé, jehož princip je společný pro jakýkoli typ, sestává z následujících prvků:

1. Základna.
2. Kotva
3. Cívka otáček drátu.
4. Pohyblivé a pevné kontakty.

Všechny součásti jsou namontovány na základně. Kotva je otočná a držená pružinou. Když je vinutí cívky pod napětím, její cívky proudí elektrického proudu vytváření elektromagnetických sil v jádře. Přitahují kotvu, která otáčí a zavírá pohyblivé kontakty s párovými pevnými. Po odpojení proudu se kotva vrátí zpět. Pohyblivé kontakty se pohybují s ním.

Jen reléové relé se liší od standardní konstrukce, kde jsou kontakty, jádro, kotva a pružina kombinovány v jediném páru elektrod.

Elektromagnetické relé, jehož obvod je znázorněn níže, je spínací zařízení.

Je to typické a obecně ukazuje, jak elektrické energie převeden na magnetický, který pak překonává sílu pružiny a pohybuje kontakty.

Elektrické obvody cívky a spínání nejsou provázány. Díky tomu mohou malé proudy řídit velké proudy. V důsledku toho je elektromagnetické relé proudový nebo napěťový zesilovač. Funkčně obsahuje tři hlavní prvky:

• perceptor;
• meziprodukt;
• výkonné

První z nich je vinutí, které vytváří elektromagnetické pole. Řídicí proud prochází jím, když dosáhne předem stanovené prahové hodnoty, je ovlivněn ovládací prvek - elektrické kontakty, vytváření nebo uzavření výstupního obvodu.

Klasifikace

Relé se dělí takto:

1. Prostřednictvím správy kontaktů - kotvy a rákosu. V prvním případě se při přemístění armatury uzavírá otevírání kontaktů. U jaderných spínačů jádro chybí a magnetické pole působí přímo na feromagnetické elektrody s kontakty.
2. Řídící proud může být konstantní nebo variabilní. Ve druhém případě je kotva a jádro vyrobeny z elektrických ocelových desek, aby se snížily ztráty. Pro stejnosměrný proud zařízení jsou neutrální a polarizovaní.
3. Podle rychlosti odezvy jsou relé rozdělena do 3 skupin: až 50 ms, až 150 ms a více než 1 s.
4. Ochrana před vnějšími vlivy zahrnuje uzavřené, opláštěné a otevřené zařízení.

U všech typů uvedených níže je činnost elektromagnetického relé založena na obecném principu spínání kontaktů.

Zařízení elektromagnetického relé je skryto uvnitř skříně, pouze vinutí a kontakty vyčnívají zvnějšku. Jsou většinou očíslovány, pro každý model je uveden schéma zapojení.

Parametry

Hlavní charakteristiky relé jsou:

1. Citlivost - přepnutí ze signálu přiváděného do vinutí určitého výkonu, dostatečné pro zapnutí.
2. Odolnost vinutí.
3. Napětí (proud) je minimální prahová hodnota parametru, při kterém jsou kontakty spuštěny.
4. Uvolňovací napětí (proud).
5. Doba odezvy
6. Provozní proud (napětí) - hodnota, při které dochází k zaručenému zařazení během provozu (hodnota je uvedena ve stanovených mezích).
7. Čas uvolnění
8. Frekvence inkluzí s zatížením kontaktů.

Silné a slabé stránky

Elektromagnetické relé má následující výhody oproti polovodičovým konkurentům:

• přepínání velkých zátěží malými rozměry;
• galvanické oddělení mezi řídícím obvodem a spínací skupinou;
• nízké vytváření tepla u kontaktů a cívky;
• malá cena

Zařízení má také nevýhody:

• pomalá odezva;
• relativně malý zdroj;
• rušení při spínání kontaktů;
• složitost spínání při stejnosměrném vysokém napětí a indukčních zátěžích.

Provozní napětí a proud cívky by neměly překročit stanovené limity. Při jejich nízkých hodnotách dochází k nespolehlivosti kontaktů a při vysokých hodnotách dochází k přehřátí vinutí, zvyšuje se mechanické zatížení součástí a může dojít k poškození izolace.

Trvanlivost relé závisí na druhu zatížení a proudu, frekvenci a počtu spínání. Většina kontaktů se při otevření opotřebovává a vytváří oblouk.

Bezkontaktní zařízení mají výhodu, protože se neobjeví oblouk. Existuje však i řada dalších nedostatků, které znemožňují výměnu relé.

Elektromagnetické proudové relé

Proudové a napěťové relé jsou různé, i když jejich struktura je podobná. Rozdíl je ve výkonu cívky. Aktuální relé má malý počet otáček na cívce, jejíž odpor je malý. Současně se vinutí provádí tlustým drátem.

Navíjení relé napětí je tvořeno velkým počtem otáček. To je obvykle zahrnuto do stávající sítě. Každé zařízení ovládá svůj specifický parametr automatickým zapínáním nebo vypínáním spotřebitele.

S pomocí proudového relé je řízen silou v zátěži, ke kterému je vinutí připojeno. Informace se přenášejí na jiný okruh připojením odporu spínacího kontaktu. Připojení je k napájecímu obvodu přímo nebo přes měřicí transformátory.

Ochranná zařízení jsou rychlá a mají dobu odezvy několik desítek milisekund.

Časové relé

V systémech automatizace je často nutné vytvářet zpoždění v odezvě zařízení nebo vydávat signály pro technologické procesy v určitém pořadí. Pro tento účel existují přepínače s časovým zpožděním, na které jsou uloženy následující požadavky:

• stabilita expozice bez ohledu na vliv vnějších faktorů;
• malé rozměry, hmotnost a spotřebovaná energie;
• dostatečný napájecí kontakt.

Pro ovládání pohonů neexistují požadavky na vysokou přesnost. Expozice je 0,25-10 s. Spolehlivost by měla být vysoká, protože práce se často provádí v podmínkách třesu a vibrací. Zařízení pro ochranu elektrického napájení musí pracovat přesně. Expozice nepřesahuje 20 sekund. Vypnutí dochází poměrně zřídka, takže neexistují vysoké požadavky na odolnost proti opotřebení.

Elektromagnetické časové relé pracují s následujícími principy zpomalení:

1. Pneumatické - kvůli přítomnosti pneumatického klapky.
2. Elektromagnetické - s jednosměrným proudem je dodatečně zkratované vinutí, ve kterém je indukován proud, který zabraňuje růstu hlavního magnetického toku při jeho spuštění, stejně jako jeho snížení při odpojení.
3. S kotvou nebo strojním zařízením, které se z elektromagnetu zavře a kontakty se po odpočítávání spustí.
4. Napětí motoru se současně přivádí na elektromagnet a motor, který otáčí vačky, které pohání kontaktní systém.
5. Elektronické - s použitím integrovaných obvodů nebo digitální logiky.

Závěr

S příchodem elektroniky se elektromagnetické relé postupně vyčerpává, ale stále se rozvíjí a dosahuje nových možností. Je pro něj těžké nalézt alternativu na místech, kde dochází k poklesu proudu a napětí při spouštění a odpojování zařízení využívajících elektřinu.