Kde se používají elektromagnetická relé?

Encyklopedie a technické slovníky definují relé (anglicky Relay – změnit, štafetový závod; francouzsky relais, od relayer – vyměnit, vyměnit) jako zařízení pro automatické spínání elektrických obvodů na základě vnějšího signálu. Jakékoli reléové zařízení, jako je relé pro spínání elektrických obvodů, se skládá z reléového prvku (se dvěma stabilními rovnovážnými stavy) a skupiny elektrických kontaktů, které se zavírají (nebo otevírají) při změně stavu reléového prvku.
Relé jsou široce používána v automatickém ovládání, monitorování, signalizaci, ochraně, spínacích zařízeních atd. Nejběžnější jsou spínací relé, tlaková, zdvihová, průtoková, časová a ochranná.
Relé, jako každý prvek technického zařízení, tedy může být reprezentováno jako konstrukční prvek pro přeměnu energie X přijaté na vstupu na energii Y na výstupu prvku. Problém řešený takovým prvkem je dán povahou funkčního vztahu mezi výstupní a vstupní veličinou: Y = f (X). V tomto ohledu lze prvky rozdělit na snímače, zesilovače, stabilizátory, motory, relé atd.
Reléový prvek je nejjednodušší spínací zařízení se dvěma (nebo více) stabilními rovnovážnými stavy, z nichž každý může být pod vlivem vnějších vlivů (například změny teploty, tlaku, elektrického napětí, osvětlení, intenzity zvuku) náhle nahrazen jiným. ). Úroveň vlivu, při které se mění stav prvku relé, se nazývá práh odezvy. Fyzikální jev použitý v reléovém prvku určuje jeho princip činnosti, konstrukci a základní charakteristiky. Podle fyzikální povahy nárazu se rozlišují elektrické, mechanické, tepelné, optické, magnetické a akustické reléové prvky; Nejběžnější jsou elektrické reléové prvky. Často pro snímání vlivu neelektrických veličin jsou reléové prvky doplněny o měřicí převodníky odpovídajících veličin. V konstrukci reléového prvku lze rozlišit orgán vnímající, který reaguje na vnější vlivy, výkonný orgán – pro přenos vlivů z reléového prvku ven a prostřední – zpracovává a přenáší vlivy z vnímajících orgánů do ty výkonné.
Obecně je reléový prvek technické zařízení, ve kterém při určité hodnotě (i plynule se měnící) energetické hodnoty vstupního signálu nabývá hodnota výstupní energie (může být i jiného typu) náhle fixní. počet hodnot. Zde máme na mysli náhlou změnu Y nikoli v čase, ale v závislosti na hodnotě X. Tato závislost Y = f (X) má tvar smyčky (po částech lineární funkce) a nazývá se reléová charakteristika.
Časové relé je zařízení, jehož kontakty se sepnou (nebo rozepnou) s určitým časovým zpožděním po přijetí řídicího signálu. Zpoždění lze libovolně nastavit a ovlivnit tak rychlost změny fyzikální veličiny působící na reléový prvek časového relé od okamžiku přijetí signálu až do dosažení provozního prahu. Elektrická časová relé používají různé zpožďovací obvody založené na zpomalení nárůstu nebo poklesu proudu (napětí) v elektrických obvodech obsahujících kondenzátory, induktory a odpory; Používají se také časová relé založená na čítači impulsů. Tepelná časová relé využívají tepelných procesů v tělesech zahřátých elektrickým proudem (například deformace bimetalických desek). U pneumatických časových relé je zpoždění vytvářeno změnou rychlosti proudění plynu (vzduchu) ze zásobníku. Doba odezvy časového relé se pohybuje od několika milisekund do několika hodin.

Obecně platí, že jakékoli relé pracuje s určitým časovým zpožděním po přijetí řídicího signálu. Existuje však speciální třída reléových zařízení – časová relé, u kterých lze nastavit zpoždění odezvy (od několika milisekund do několika hodin).
V závislosti na prováděné úloze může být výstup reléového prvku spínací nebo nespínací (krokový motor, elektrický zvonek atd.).
Relé jako spínací zařízení (CD) patří do skupiny automatických spínacích zařízení (ACU), ovládaných dálkově.
Neautomatické ovládací prvky jsou ovládány přímo lidmi: elektrická tlačítka, páčkové spínače, klávesnice; vodní nebo vzduchové ventily atd.

Moderní klasifikace relé

Podle fyzikální podstaty vstupního (řídícího) signálu se relé dělí na mechanická (síla, tlak, rychlost, zrychlení), magnetická, tepelná, optická, elektrická (proud, napětí, výkon, odpor).
Elektrická relé jsou nejběžnějším typem relé, široce používaným v měřicí technice, telefonii a elektronických zařízeních.
Elektrická relé se zase v závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti mechanického pohybu v samotném zařízení dělí na elektromechanická a statická elektrická relé (spínací s bezkontaktním výstupem: polovodičové, elektronické, optoelektronické atd.).
Elektromechanická relé, v závislosti na jevech vyskytujících se uvnitř relé: mohou být elektromagnetická, elektrotermická, elektrohydrodynamická atd.
Mezi různými reléovými zařízeními používanými v technologii zaujímají elektromagnetická relé, stejně jako dříve, vedoucí pozici.

Klasifikace elektromagnetických relé.

Elektromagnetická relé v moderní technologii lze považovat za podtřídu elektromagnetických mechanismů s pohyblivou kotvou. Existují nereléové elektromagnetické mechanismy: kroková zařízení, vibrátory, spojky atd. Elektromagnetická relé jsou reléové elektromagnetické mechanismy.
Elektromagnetická relé zahrnují tradiční relé s pevným elektromagnetickým vinutím a feromagnetickou kotvou, stejně jako magnetoelektrická, elektrodynamická a indukční elektromagnetická relé. Některé typy elektromagnetických relé nemají nezávislou kotvu, jejíž funkce plní magneticky ovládané kontaktní části (jazýčková relé) nebo pohyblivé jádro vinutí (plunžrový typ relé).
Elektromagnetická relé, stejně jako jiná elektrická relé, mohou být stejnosměrná a (nebo) střídavá na základě typu ovládacího a spínacího proudu.
Konvenční konstrukce kontaktního systému elektromagnetických relé umožňují spínat stejnosměrný i střídavý proud o frekvencích až stovek kilohertzů. Speciální konstrukce kontaktního systému (přizpůsobená charakteristická impedance vstupního-výstupního proudu, snížená parazitní kapacita atd.) umožňují spínání vysokofrekvenčních signálů až do několika gigahertzů.
Na základě citlivosti vstupního signálu a hodnoty spínaného proudu se elektromagnetická relé dělí na ultracitlivá (10-7 – 10-10 W) relé, která registrují ultranízké proudy, a dále na vysoce a normálně citlivá relé. slaboproudé (10-6 – 25 A).
Výkonnější relé, která spínají proudy větší než 50 A a napětí větší než 1000 V, se nazývají stykače, respektive vysokonapěťová relé.
Nízkoproudá relé se nyní stala samostatnou třídou elektrických relé, včetně nejběžnějších elektromagnetických relé s pohyblivou kotvou, jazýčkových relé, elektrotepelných a slaboproudých časových relé. Třída slaboproudých relé zahrnuje také další typy neelektrických slaboproudých relé, například tepelná relé. Termíny a definice elektrických relé jsou uvedeny v GOST 16022 a GOST 14312. ***

V rozšířeném smyslu je relé technické zařízení, jehož hlavní vlastností je schopnost diskrétně měnit svůj stav (aktivovat) v důsledku jakéhokoli vnějšího vlivu.

Reléová zařízení se liší jak druhy vnějších vlivů, tak parametry, které určují jejich stav.

Vnější vlivy pro různé typy zařízení uvažovaného typu mohou být mechanické, chemické, elektrické, magnetické a další faktory.

• poloha výstupních mechanických kontaktů – sepnuto, otevřeno;
• stav elektronických klíčových prvků;
• přítomnost jedné nebo druhé úrovně napětí na výstupech digitálních mikroobvodů.

Nejběžnější typy reléových zařízení jsou elektromagnetického typu. Právě s těmito zařízeními si většina lidí spojuje slovo „relé“. Co je elektromagnetické relé, bude diskutováno v tomto článku.

ZAŘÍZENÍ A PRINCIP FUNGOVÁNÍ

• elektromagnet sestávající z elektrické cívky a magnetického jádra (jha);
• kotva – pohyblivý prvek relé;
• výstupní kontakt nebo skupina kontaktů.

Princip činnosti elektromagnetického relé je následující.

Po přivedení napětí na svorky cívky začne jejím vinutím protékat proud, který v jádře (jho) indukuje magnetické pole. Vlivem magnetické síly je k třmenu přitahována pohyblivá kotva s pružinovým odpružením.

To znamená, že mechanismus je spuštěn. Kotva má mechanické pákové spojení s kontaktní skupinou. Kontakty skupiny proto při pohybu kotvy mění svůj stav. Kontakty, které byly v rozepnutém stavu, když byla cívka bez napětí, jsou sepnuté. Ty, které byly zavřené, otevřené.

Když se přeruší přívod elektřiny do cívky, dojde k opačnému procesu. Když magnetická síla po odpojení cívky od zdroje napětí zmizí, kotva vlivem vratné pružiny opět zaujme svou původní polohu. Návrat kotvy způsobí zpětné sepnutí kontaktů, které se také vrátí do původního stavu.

Pro definování typů kontaktů reléových zařízení existuje speciální terminologie. Kontakty, které jsou sepnuté, když na cívce není žádné napětí, se nazývají normálně zavřené (někdy se používá termín “normálně zavřeno”).

Kontakty, které jsou otevřené, když je cívka bez napětí, se nazývají normálně otevřené nebo normálně otevřené.

Kombinace elektromagnetického systému s mechanickým pohonem skupiny kontaktů je důvodem, proč se toto relé nazývá také elektromechanické.

Velmi užitečnou vlastností zařízení tohoto typu je absence galvanického spojení mezi ovládacími obvody elektrické cívky a kontaktními obvody. Díky této vlastnosti jsou reléové akční členy široce používány v obvodech, kde je nutné oddělení řídicích a zátěžových obvodů.

RŮZNÉ ELEKTROMECHANICKÉ RELÉOVÉ ZAŘÍZENÍ

Pro přizpůsobení reléových spínačů různým obvodům se vyrábějí zařízení s cívkami navrženými pro různé úrovně napětí a typy proudu. V závislosti na typu instalovaného elektromagnetického systému pracují reléové spínače ve stejnosměrných nebo střídavých obvodech.

Stejnosměrná elektromagnetická relé jsou široce používána v elektrických obvodech vozidel, jejichž palubní napájení je napájeno ze stejnosměrných zdrojů – baterií a stejnosměrných generátorů.

Pracovní obvody ochranných a automatizačních zařízení elektráren a rozvoden mají konstantní napětí. Jejich zdrojem energie jsou stacionární baterie.

Tím vzniká nezávislost napájení nejdůležitějších zařízení na střídavých zdrojích. Elektromagnetická relé 220 V DC se používají jako spínací zařízení v provozních obvodech.

V průmyslových napěťových sítích se používají střídavá elektromagnetická relé.

Vzhledem k typům reléových zařízení nelze nezmínit zařízení, která jsou základem proudové a napěťové ochrany a plní v nich roli reagujících orgánů.

Ochranné prvky reakčního proudu, kterými jsou elektromagnetická proudová relé, se spouštějí, když cívkou proteče určité nastavitelné množství proudu. Napěťová ochrana (maximální nebo minimální) se spustí, když se napětí přivedené na cívku zvýší nebo sníží na určitou hodnotu.

ÚČEL ELEKTROMECHANICKÝCH RELÉOVÝCH ZAŘÍZENÍ

Proud procházející cívkou reléového spínače je obvykle velmi malý, přičemž kontakty jsou schopny spínat výkonné elektrické obvody. Aktuální schopnosti kontaktů závisí na jejich konstrukci.

Jedním z hlavních důvodů pro používání elektrických spotřebičů tohoto typu je tedy schopnost ovládat velké elektrické zátěže malými proudy.

Příkladem typů elektromagnetických spínačů, které tuto vlastnost využívají, jsou magnetické spouštěče a stykače.

Dalším rozšířeným důvodem pro použití reléových zařízení elektromagnetického typu je potřeba znásobit signál nebo zvýšit jeho výkon. Tato potřeba často vyvstává v řídicích, ochranných a automatizačních systémech.

Například, když jakýkoli smyslový orgán (hrající roli senzoru nějakého parametru) reaguje na nějaký vnější faktor, je nutné provést několik akcí.

Každá z těchto akcí vyžaduje přepnutí samostatného elektrického obvodu, to znamená přítomnost osobního kontaktu.

Protože samotný smyslový orgán obvykle nemá potřebný počet kontaktů dostatečného výkonu, používá se v takové situaci tzv. mezilehlé elektromagnetické relé.

V tomto případě výstupní obvod snímacího zařízení napájí cívku mezilehlého relé, která má požadovaný počet kontaktů požadovaného typu a výkonu. Při aktivaci snímače se aktivuje mezilehlé relé a jeho kontaktní skupina spustí požadované procesy.

• použití jako odezvová těla v proudové a napěťové ochraně;
• použití jako zprostředkující výkonný orgán v různých systémech;
• použití jako spínač výkonné elektrické zátěže řízené nízkým výkonem.

* * *
© 2014–2024 Všechna práva vyhrazena.
Materiály stránek mají informační charakter, mohou vyjadřovat názor autora a nesmějí být používány jako směrnice a normativní dokumenty.