Solenoïde stuurrelais, hoe het relais werkt
Een relais is een elektrisch apparaat dat is ontworpen om elektrische circuits te schakelen (uitvoerwaarden abrupt te wijzigen) voor bepaalde veranderingen in elektrische of niet-elektrische invoerwaarden.
Relaiselementen (relais) worden veel gebruikt in besturings- en automatiseringscircuits omdat ze kunnen worden gebruikt om grote uitgangsvermogens te regelen met ingangssignalen met laag vermogen; vervullen logische operaties; creatie van multifunctionele relaisapparaten; schakelen van elektrische circuits uitvoeren; om afwijkingen van de gecontroleerde parameter van het ingestelde niveau vast te stellen; voert de functies uit van een geheugenelement, enz.
Het eerste relais is uitgevonden door de Amerikaan J. Henry in 1831 en op basis van het elektromagnetische werkingsprincipe moet worden opgemerkt dat het eerste relais geen schakelrelais was, maar dat het eerste schakelrelais werd uitgevonden door de Amerikaan S.Breeze Morse in 1837, die later werd gebruikt in een telegraafapparaat ... Het woord estafette komt van het Engelse estafette, wat betekent het wisselen van vermoeide postpaarden op stations of het doorgeven van het stokje (baton) aan een vermoeide atleet.
Relais classificatie
Relais worden geclassificeerd op basis van verschillende criteria: volgens het type ingevoerde fysieke grootheden waarop ze reageren; door de functies die ze vervullen in managementsystemen; door ontwerp, enz. Afhankelijk van het type fysieke grootheden, worden elektrisch, mechanisch, thermisch, optisch, magnetisch, akoestisch, enz. onderscheiden. relais. Opgemerkt moet worden dat het relais niet alleen kan reageren op de waarde van een bepaalde grootheid, maar ook op het verschil in waarden (differentiële relais), op een verandering in het teken van een grootheid (gepolariseerde relais), of op de veranderingssnelheid van een ingevoerde grootheid.
Relais apparaat
Een relais bestaat meestal uit drie functionele hoofdelementen: zintuiglijk, intermediair en uitvoerend.
Een waarnemend (primair) element neemt de gecontroleerde grootheid waar en transformeert deze in een andere fysieke grootheid.
Een tussenliggend element vergelijkt de waarde van deze waarde met het setpoint en geeft bij overschrijding de eerste actie door aan de omvormer.
Een actuator brengt het effect van het relais over op de bestuurde circuits. Al deze elementen kunnen met elkaar worden uitgedrukt of gecombineerd.
Het gevoelige element kan, afhankelijk van het doel van het relais en het type fysieke grootheid waarop het reageert, een ander ontwerp hebben, zowel wat betreft het werkingsprincipe als wat betreft het apparaat.In een overstroomrelais of een spanningsrelais is het gevoelige element bijvoorbeeld gemaakt in de vorm van een elektromagneet, in een drukschakelaar - in de vorm van een membraan of huls, in een niveauschakelaar - in een vlotter, enz.
Door het apparaat van de aandrijving zijn de relais verdeeld in contact en contactloos.
Contactrelais werken op het gecontroleerde circuit door middel van elektrische contacten, waarvan de gesloten of open toestand het mogelijk maakt om ofwel een volledige kortsluiting of een volledige mechanische onderbreking van het uitgangscircuit te bieden.
Contactloze relais beïnvloeden het gecontroleerde circuit door een plotselinge (abrupte) verandering in de parameters van de elektrische uitgangscircuits (weerstand, inductantie, capaciteit) of een verandering in het spanningsniveau (stroom).
Relais kenmerken
De belangrijkste kenmerken van het relais worden bepaald door de afhankelijkheden tussen de parameters van de output en inputhoeveelheden.
De volgende hoofdkenmerken van het relais worden onderscheiden.
1. De relaisaansturingsmagnitude Xcr — de parameterwaarde van de ingangswaarde waarbij het relais wordt ingeschakeld. Wanneer X < Xav, is de uitvoerwaarde gelijk aan Umin, wanneer X ³ Xav, verandert de waarde van Y abrupt van Umin naar Umax en wordt het relais ingeschakeld. De acceptatiewaarde waarmee het relais wordt aangepast, wordt het setpoint genoemd.
2. Relay-actuatievermogen Psr — het minimale vermogen dat aan het ontvangende orgaan moet worden geleverd om het van een rusttoestand naar een werkingstoestand over te brengen.
3. Gecontroleerd vermogen Rupr — het vermogen dat wordt geregeld door de schakelelementen van het relais in het schakelproces.Wat betreft het stuurvermogen wordt onderscheid gemaakt tussen relais voor laagvermogencircuits (tot 25 W), relais voor middenvermogencircuits (tot 100 W) en relais voor hoogvermogencircuits (meer dan 100 W), die behoren aan de vermogensrelais en worden schakelaars genoemd.
4. Relaisresponstijd tav — het tijdsinterval van het Xav-signaal naar de relaisingang tot het begin van de actie op het bestuurde circuit. Volgens de responstijd zijn er normale, snelle, vertraagde relais en tijdrelais. Meestal voor normale relais tav = 50 ... 150 ms, voor hogesnelheidsrelais tav 1 s.
Het werkingsprincipe en het apparaat van elektromagnetische relais
Vanwege het eenvoudige werkingsprincipe en de hoge betrouwbaarheid worden elektromagnetische relais veel gebruikt in automatisering systemen en in beveiligingsschema's voor elektrische installaties. Elektromagnetische relais zijn onderverdeeld in DC- en AC-relais. DC-relais zijn onderverdeeld in neutraal en gepolariseerd. Neutrale relais reageren gelijk op gelijkstroom in beide richtingen die door de spoel vloeien, en gepolariseerde relais reageren op de polariteit van het stuursignaal.
De werking van elektromagnetische relais is gebaseerd op het gebruik van elektromagnetische krachten die ontstaan in een metalen kern wanneer stroom door de windingen van de spoel gaat. De relaisdelen worden op de sokkel gemonteerd en afgedekt met een deksel. Boven de kern van de elektromagneet wordt een beweegbaar anker (plaat) met een of meer contacten gemonteerd. Daartegenover staan de corresponderende gepaarde vaste contacten.
In de uitgangspositie wordt het anker vastgehouden door een veer. Wanneer spanning wordt aangelegd, trekt de elektromagneet het anker aan, overwint zijn kracht en sluit of opent de contacten, afhankelijk van het ontwerp van het relais.Na het spanningsloos maken brengt de veer het anker terug in zijn oorspronkelijke positie. Sommige modellen hebben mogelijk ingebouwde elektronische componenten. Dit is een weerstand die is aangesloten op de spoelwikkeling voor een duidelijkere relaisaansturing, of/en een condensator parallel aan de contacten om boogvorming en ruis te verminderen.
Het geregelde circuit is op geen enkele manier elektrisch verbonden met het regelcircuit; bovendien kan in het gestuurde circuit de waarde van de stroom veel hoger zijn dan in het stuurcircuit. Dat wil zeggen, relais fungeren in wezen als een versterker voor stroom, spanning en vermogen in een elektrisch circuit.
AC-relais werken wanneer een stroom van een bepaalde frequentie op hun spoelen wordt toegepast, dat wil zeggen dat de belangrijkste energiebron het AC-netwerk is. De constructie van het AC-relais is vergelijkbaar met die van het DC-relais, alleen de kern en het anker zijn gemaakt van elektrische staalplaten om hysteresisverliezen te verminderen en wervelstromen.
Voor- en nadelen van elektromagnetische relais
Het elektromagnetische relais heeft een aantal voordelen die halfgeleiderconcurrenten niet hebben:
- vermogen om belastingen tot 4 kW te schakelen met een relaisvolume van minder dan 10 cm3;
- weerstand tegen impulsstoten en destructieve storingen als gevolg van bliksemontladingen en als gevolg van schakelprocessen in de hoogspanningselektrotechniek;
- uitzonderlijke elektrische isolatie tussen het stuurcircuit (spoel) en de contactgroep - de nieuwste 5 kV-standaard is een onbereikbare droom voor de meeste halfgeleiderschakelaars;
- lage spanningsval over gesloten contacten en daardoor geringe warmteontwikkeling: bij het schakelen van een stroom van 10 A dissipeert een klein relais in totaal minder dan 0,5 W over de spoel en contacten, terwijl een triac relais meer dan 15 W afgeeft naar de atmosfeer, die ten eerste intensieve koeling vereist en ten tweede het broeikaseffect op de planeet verergert;
- extreem lage kosten van elektromagnetische relais in vergelijking met halfgeleiderschakelaars
Als we de voordelen van elektromechanica opmerken, merken we ook de nadelen van het relais op: lage werkingssnelheid, beperkte (hoewel zeer grote) elektrische en mechanische hulpbronnen, creatie van radio-interferentie bij het sluiten en openen van contacten, en tot slot, de laatste en onaangename eigenschap - problemen met het schakelen van inductieve belastingen en DC-belastingen met hoge spanning.
Een typische toepassingspraktijk van elektromagnetische relais met hoog vermogen is het schakelen van belastingen bij 220 V AC of 5 tot 24 V DC bij schakelstromen tot 10-16 A. servo), gloeilampen, elektromagneten en andere actieve, inductieve en capacitieve verbruikers van elektrische energie in het bereik van 1 W tot 2-3 kW.
Gepolariseerde elektromagnetische relais
Een type elektromagnetisch relais is een gepolariseerd elektromagnetisch relais. Hun belangrijkste verschil met neutrale relais is het vermogen om te reageren op de polariteit van het stuursignaal.
De meest voorkomende serie elektromagnetische stuurrelais
Tussenrelais RPL-serie. De relais zijn bedoeld voor gebruik als componenten in stationaire installaties, voornamelijk in stuurcircuits voor elektrische aandrijvingen met spanningen tot 440 V DC en tot 660 V AC met een frequentie van 50 en 60 Hz.De relais zijn geschikt voor gebruik in besturingssystemen met microprocessortechnologie waarbij de sluitspoel is omgeven door een begrenzer begrenzer of met thyristorbesturing. Indien nodig kan een van de volgende op het tussenrelais worden geïnstalleerd. plug-ins PKL en PVL… Nominale stroom van de contacten — 16A
Tussenrelais serie RPU-2M. Tussenrelais RPU-2M zijn ontworpen voor gebruik in elektrische circuits voor besturing en industriële automatisering van wisselstroom met spanning tot 415V, frequentie 50Hz en gelijkstroom met spanning tot 220V.
Relais serie RPU-0, RPU-2, RPU-4. Relais worden geproduceerd met DC-opneemspoelen voor spanningen 12, 24, 48, 60, 110, 220 V en stromen van 0,4 - 10 A en AC-opneemspoelen voor spanningen 12, 24, 36, 110, 127, 220, 230, 240, 380 en stromen 1...10 A. Relais RPU-3 met voedingsspoelen DC — voor spanningen 24, 48, 60, 110 en 220 V.
Tussenrelais serie RP-21 zijn bedoeld voor gebruik in stuurcircuits van wisselstroom elektrische aandrijvingen met een spanning tot 380V en in gelijkstroomcircuits met een spanning tot 220V. RP-21 relais zijn voorzien van soldeeraansluitingen, voor din. spoor of schroef.
De belangrijkste kenmerken van het RP-21-relais. Voedingsspanningsbereik, V: DC — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 AC met een frequentie van 50 Hz — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 AC met een frequentie van 60 Hz — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Nominale contactkringspanning, V: DC-relais — 12 … 220, AC-relais — 12 … 380 Nominale stroom — 6,0 A Aantal contacten gesloten . / rest / schakelaar — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Mechanische duurzaamheid — minstens 20 miljoen cycli.
Elektromagnetisch DC-relais RES-6-serie als tussenrelais met spanning 80...300 V, schakelstroom 0,1...3 A
Het wordt ook gebruikt als een tussenreeks van elektromagnetische relais RP-250, RP-321, RP-341, RP-42 en een aantal andere die kunnen worden gebruikt als spanningsrelais.
Hoe een elektromagnetisch relais te kiezen
De bedrijfsspanningen en -stromen in de relaisspoel moeten binnen de toegestane waarden liggen. Een afname van de bedrijfsstroom in de spoel leidt tot een afname van de betrouwbaarheid van het contact en een toename van de oververhitting van de spoel, een afname van de betrouwbaarheid van het relais bij de maximaal toegestane positieve temperatuur. met een verhoogde bedrijfsspanning naar de relaisspoel is ongewenst, omdat dit mechanische overspanningen veroorzaakt in delen van het magnetische circuit en contactgroepen, en de elektrische overspanning van de spoel wanneer het circuit wordt geopend, kan isolatiedoorslag veroorzaken.
Bij het kiezen van de werkingsmodus van relaiscontacten moet rekening worden gehouden met de waarde en het type geschakelde stroom, de aard van de belasting, het totale aantal en de schakelfrequentie.
Bij het schakelen van actieve en inductieve belastingen is het proces van het openen van het circuit het moeilijkst voor de contacten, omdat in dit geval door de vorming van een boogontlading de belangrijkste slijtage van de contacten optreedt.
Elektromagnetische schakelaars
Spoelen van elektrische apparaten
Modulaire elektrische apparaten
Handmatige schakelapparaten. Mes schakelaars