Det har länge varit känt att de flesta avancerade industriella applikationer har reläer för att fungera effektivt. Reläer är enkla brytare som fungerar både elektriskt och mekaniskt. De består av en uppsättning kontakter och en elektromagnet, tack vare vilken omkopplingsmekanismen utförs. Det finns andra funktionsprinciper som skiljer sig beroende på deras tillämpning. Vilka typer av reläer finns det?
Varför är det så effektivt?
Reläets huvudfunktion sker på platser där endast en lågeffektsignal kan appliceras. Denna enhet används också på platser där flera kretsar måste styras av en enda signal. Användningen av dem började under uppfinningen av telefoner, som spelade en viktig roll för att växla samtal vid telefonväxlar. De användes också för att skicka telegram över långa avstånd.
Efter att datorer uppfanns hjälpte de till att utföra olika logiska operationer med hjälp av signaler.
Design
Reläet har fyra huvuddelar:
- järnkärna;
- rörlig armatur;
- kontrollspole;
- gemensam jordbrytare.
Bilden ovan visar reläets design.
Detta är ett elektromagnetiskt relä med en trådspole omgiven av en järnkärna. För det rörliga ankaret (armaturen) såväl som för omkopplarkontakterna tillhandahålls en väg med mycket lågt magnetiskt flödesmotstånd. Det rörliga ankaret är anslutet till ett ok, som är mekaniskt anslutet till brytarkontakterna. Dessa delar hålls säkert fast av en fjäder. Det skapar ett luftgap i kretsen när reläet är strömlöst.
Arbetsprincip
Funktionen kan förstås bättre genom att granska följande diagram ovan.
Diagrammet visar reläelementen och hur de används. Järnkärnan är omgiven av en kontrollspole. Som visas tillförs ström till elektromagneten genom kontrollbrytaren och genom kontakterna. När strömmen börjar flyta genom styrspolen laddas elektromagneten, vilket gör att magnetfältet kan förstärkas.
Därmed börjar den övre kontaktarmen att dras till det nedre fasta fästet, vilket orsakar en kortslutning till strömmen. Å andra sidan, om reläet redan var strömlöst när kontakterna stängdes, så rör de sig i motsatt riktning och slutför kretsen.
Så snart spolens ström bryts, kommer det rörliga ankaretmed kraft tillbaka till sin ursprungliga position. Denna effekt kommer att vara nästan lika med hälften av den magnetiska kraften. Detta är huvudsyftet och principen för reläets funktion.
I reläet är typerna av operationer uppdelade i två huvudsakliga. En av dem är användningen av lågspänning. För tillämpning av lågspänningsoperationer kommer företräde att ges till att reducera bruset i hela kretsen. Och för högspänningsdrift måste bruset reduceras genom gnistor.
Historien om de första reläernas utseende
År 1833 utvecklade Carl Friedrich Gauss och Wilhelm Weber det elektromagnetiska reläet. Men den amerikanske vetenskapsmannen Joseph Henry hävdade ofta att han uppfann reläet 1835 för att förbättra sin version av den elektriska telegrafen, utvecklad tidigare 1831.
Det hävdas av vissa att den engelske uppfinnaren Edward Davy "visst uppfann det elektriska reläet" i sin elektriska telegraf omkring 1835.
Också en enkel enhet som nu kallas relä inkluderades i Samuel Morses ursprungliga telegrafpatent från 1840.
Den beskrivna mekanismen fungerade som en digital förstärkare, som upprepade telegrafsignalen och lät signalerna färdas så långt som behövs. Ordet har förekommit i samband med elektromagnetiska operationer sedan 1860. Vilka typer av elektromekaniska reläer finns det?
Koaxialrelä
Ofta används ett koaxialrelä som en TR-repeater (sänd-mottagning) som växlarantenn från mottagare till sändare. Detta skyddar enheten från hög effekt.
Det används ofta i sändare/mottagare som kombinerar en sändare och mottagare i en enhet. Stiften är designade för att inte reflektera någon RF-effekt tillbaka till källan, utan för att ge mycket hög isolering mellan sändar- och mottagarterminalerna. Reläets karakteristiska impedans är anpassad till transmissionsledningen för systemimpedansen, till exempel 50 ohm.
Reläspänning 220V för hem
Reläer för hemmet används oftast. Det är nödvändigt att säkra alla anslutna enheter. Att öka eller minska spänningen i ingångsnätverket kan påverka enhetens funktion negativt. Denna skyddsmekanism upptäcker dessa toppar och förhindrar åtkomst till nätverket.
Funktionsprincipen för detta relä är baserad på spänningsmätning. Om den överskrider eller sänker den tillåtna hastigheten stänger reläkontakterna under en viss tid, varefter de öppnar igen. Men reläer har olika typer.
Strömkontakter relä
Detta relä har kontakter som är mekaniskt anslutna till varandra (Mechanical Relay), så när spolen strömförsörjs eller strömlös, rör sig alla anslutningar tillsammans. Om en uppsättning kontakter blir stillastående kommer inga andra kontakter att kunna flytta sig. Strömkontakternas funktion är att låta säkerhetskretsen kontrollera status.
Tvingade kontakter kallas också positivakontroll", "fångade kontakter", "förreglade kontakter", "mekaniskt länkade kontakter" eller "säkerhetsreläer". Dessa säkerhetsreläer måste överensstämma med design- och konstruktionsreglerna som definieras i en större maskinstandard, EN 50205, reläer med tvångsstyrda (mekaniskt länkade) kontakter.
Dessa säkerhetsdesignregler definieras i EN 13849-2 "Reläklassificering" som "Basic Safety Principles" och "Tested Safety Principles" som gäller för alla enheter. Tvångsstyrda kontaktreläer finns tillgängliga med olika uppsättningar huvudkontakter - NO, NC eller "Changeover".
Användning för verktygsmaskinlogistik
Relämaskinen är standardiserad för industriell styrning. De har ett stort antal kontakter (ibland expanderbara i fält) som enkelt kan omvandlas från norm alt öppna till norm alt stängda, lätt utbytbara spolar och en formfaktor som gör att flera reläer kan monteras kompakt på en kontrollpanel. Även om sådana paneler en gång var ryggraden för automatisering i industrier som bilmontering, har den programmerbara logiska styrenheten (PLC) till stor del förskjutit relämaskiner från seriella styrtillämpningar. I ett relä spelar maskintyper stor roll.
Det låter dig byta kretsar med elektrisk utrustning. Till exempel kan en timerkrets koppla ström tillangiven tid. I många år har reläer varit standardmetoden för att styra industriella elektroniska system. Flera enheter kan användas tillsammans för att utföra komplexa funktioner (relälogistik). Principen för relälogistik är baserad på mekanismer som aktiverar och avaktiverar de tillhörande kontakterna.
Motorskydd
Elektriska motorer behöver skydd mot överbelastning, annars kan deras lindningar börja smälta, vilket riskerar att brinna. Överbelastningskänsliga enheter är termiska reläer där en spole värmer en bimetallremsa eller smälter till lod för att driva hjälpkontakterna. Dessa hjälpkontakter är i serie med motorkontaktorspolen, så de stänger av motorn när den överhettas.
Det här termiska skyddet fungerar relativt långsamt, vilket gör att motorn kan dra högre startströmmar innan skyddsfunktionen aktiveras. När den utsätts för samma omgivningstemperatur som motorn, tillhandahålls en användbar, om än rå, motortemperaturkompensation.
Ett annat vanligt system för överbelastningsskydd använder en elektromagnetisk spole inbyggd i serie med motorkretsen. Detta liknar ett styrrelä, men kräver en ganska hög felström för att driva kontakterna. För att förhindra kortslutning på grund av strömstötar. Ankarrörelsen dämpas av instrumentpanelen.
Detektiontermisk och magnetisk överbelastning används vanligtvis tillsammans i motorskyddsreläer. De elektroniska överbelastningsreläerna mäter motorströmmen och kan uppskatta lindningstemperaturen med hjälp av en "termisk modell" av ankarsystemet, som kan ställas in för att ge ett mer exakt skydd.
Vissa motorskyddsmekanismer inkluderar temperatursensoringångar för direkt mätning från en termometer inbyggd i lindningen.
Vad du behöver veta när du väljer ett relä?
Du bör notera några faktorer när du väljer ett särskilt relä
- Skydd - olika skyddsmedel bör noteras, till exempel från vidrörning av spolen. Det hjälper till att minska gnistbildning i kretsar som använder induktorer. Det hjälper också till att minska överspänningen som orsakas av ändrade signaler.
- Leta efter ett standardrelä med alla officiella godkännanden.
- Byttid - du kan använda höghastighetsversionen.
- Betyg – nuvarande betyg sträcker sig från några ampere upp till 3000 ampere. När det gäller nominella spänningar sträcker de sig från 300 W AC till 600 W AC. Det finns också en högspänningsversion (cirka 15 000 volt).
- Använd kontakttyp - NC, NO eller sluten kontakt.
- Beroende på dina mål kan du välja typer av kedja: "Make to Break" eller "Break to Smart Contact".
- Observera isoleringen mellan spolkretsen och kontakterna.
Även ett 220V-spänningsrelä för hemmet, så du bör studera arbetsscheman och anslutningstyper.
