Solenoidová ovládací relé, jak relé funguje
Relé je elektrické zařízení určené ke spínání elektrických obvodů (náhlé změně výstupních hodnot) pro dané změny elektrických nebo neelektrických vstupních hodnot.
Reléové prvky (relé) jsou široce používány v řídicích a automatizačních obvodech, protože je lze použít k řízení velkých výstupních výkonů s nízkými vstupními signály; splnit logické operace; vytváření multifunkčních reléových zařízení; provádět spínání elektrických obvodů; opravit odchylky řízeného parametru od nastavené úrovně; plní funkce paměťového prvku atp.
První relé vynalezl Američan J. Henry v roce 1831 a na základě elektromagnetického principu činnosti je třeba poznamenat, že první relé nebylo spínací relé, ale první spínací relé vynalezl Američan S.Breeze Morse v roce 1837, který později použil v telegrafním přístroji... Slovo relay pochází z anglického relay, což znamená výměna unavených poštovních koní na stanicích nebo předání štafety (štafety) unavenému sportovci.
Klasifikace relé
Relé jsou klasifikována podle různých kritérií: podle typu vstupních fyzikálních veličin, na které reagují; funkcemi, které vykonávají v systémech řízení; provedením apod. Podle druhu fyzikálních veličin se rozlišují elektrické, mechanické, tepelné, optické, magnetické, akustické atd. relé. Je třeba poznamenat, že relé může reagovat nejen na hodnotu určité veličiny, ale také na rozdíl hodnot (diferenční relé), na změnu znaménka veličiny (polarizovaná relé) nebo na rychlost změny vstupní veličiny.
Reléové zařízení
Relé se obvykle skládá ze tří hlavních funkčních prvků: smyslového, středního a výkonného.
Vnímající (primární) prvek vnímá řízenou veličinu a převádí ji na jinou fyzikální veličinu.
Mezilehlý prvek porovnává hodnotu této hodnoty se žádanou hodnotou a při jejím překročení přenáší první akci do měniče.
Akční člen přenáší účinek z relé do řízených obvodů. Všechny tyto prvky lze vyjádřit nebo vzájemně kombinovat.
Citlivý prvek v závislosti na účelu relé a typu fyzikální veličiny, na kterou reaguje, může mít různou konstrukci, jak z hlediska principu činnosti, tak z hlediska zařízení.Například v nadproudovém relé nebo napěťovém relé je citlivý prvek vyroben ve formě elektromagnetu, v tlakovém spínači - ve formě membrány nebo pouzdra, v hladinovém spínači - v plováku atd.
Podle zařízení pohonu jsou relé rozdělena na kontaktní a bezkontaktní.
Kontaktní relé působí na řízený obvod pomocí elektrických kontaktů, jejichž sepnutý nebo otevřený stav umožňuje buď úplný zkrat nebo úplné mechanické přerušení výstupního obvodu.
Bezkontaktní relé ovlivňují řízený obvod náhlou (náhlou) změnou parametrů výstupních elektrických obvodů (odpor, indukčnost, kapacita) nebo změnou napěťové úrovně (proudu).
Charakteristika relé
Hlavní charakteristiky relé jsou určeny závislostmi mezi parametry výstupních a vstupních veličin.
Rozlišují se následující hlavní charakteristiky relé.
1. Velikost aktivace relé Xcr — hodnota parametru vstupní hodnoty, při které se relé sepne. Když X < Xav, výstupní hodnota je rovna Umin, když X ³ Xav, hodnota Y se náhle změní z Umin na Umax a relé sepne. Akceptovaná hodnota, o kterou je relé nastaveno, se nazývá žádaná hodnota.
2. Výkon relé Psr – minimální výkon, který musí být poskytnut přijímajícímu orgánu, aby jej převedl z klidového stavu do provozního.
3. Řízený výkon Rupr — výkon, který je řízen spínacími prvky relé v procesu spínání.Co se týče ovládacího výkonu, rozlišují se relé pro obvody malého výkonu (do 25 W), relé pro obvody středního výkonu (do 100 W) a relé pro obvody vysokého výkonu (nad 100 W), která patří k výkonovým relé a nazývají se stykače.
4. Doba odezvy relé tav — časový interval od signálu Xav na vstup relé do zahájení akce na řízeném obvodu. Podle doby odezvy existují normální, vysokorychlostní, zpožděná relé a časová relé. Obvykle pro normální relé tav = 50 ... 150 ms, pro vysokorychlostní relé tav 1 s.
Princip činnosti a zařízení elektromagnetických relé
Díky jednoduchému principu činnosti a vysoké spolehlivosti jsou elektromagnetická relé široce používána automatizační systémy a ve schématech ochrany elektrických instalací. Elektromagnetická relé se dělí na stejnosměrná a střídavá relé. Stejnosměrná relé se dělí na neutrální a polarizovaná. Neutrální relé reagují stejně na stejnosměrný proud v obou směrech procházející jeho cívkou a polarizovaná relé reagují na polaritu řídicího signálu.
Činnost elektromagnetických relé je založena na využití elektromagnetických sil, které vznikají v kovovém jádru při průchodu proudu závity jeho cívky. Díly relé jsou namontovány na základně a zakryty krytem. Nad jádrem elektromagnetu je namontována pohyblivá kotva (deska) s jedním nebo více kontakty. Naproti nim jsou odpovídající párové pevné kontakty.
Ve výchozí poloze je kotva držena pružinou. Při přivedení napětí elektromagnet přitáhne kotvu, překoná její sílu a sepne nebo rozepne kontakty, v závislosti na konstrukci relé.Po odpojení pružiny vrátí kotvu do původní polohy. Některé modely mohou mít vestavěné elektronické součásti. Jedná se o rezistor připojený k vinutí cívky pro jasnější ovládání relé nebo / a kondenzátor paralelně s kontakty pro snížení oblouku a šumu.
Řízený obvod není nijak elektricky spojen s řídicím obvodem; navíc v řízeném obvodu může být hodnota proudu mnohem vyšší než v řídícím obvodu. To znamená, že relé v podstatě fungují jako zesilovač proudu, napětí a výkonu v elektrickém obvodu.
Střídavá relé fungují, když je na jejich cívky aplikován proud o určité frekvenci, to znamená, že hlavním zdrojem energie je síť střídavého proudu. Konstrukce AC relé je podobná jako u DC relé, pouze jádro a kotva jsou vyrobeny z elektrotechnických ocelových plechů, aby se snížily hysterezní ztráty a vířivé proudy.
Výhody a nevýhody elektromagnetických relé
Elektromagnetické relé má řadu výhod, které polovodičová konkurence nemá:
- schopnost spínat zátěže až do 4 kW s objemem relé menším než 10 cm3;
- odolnost vůči impulzním rázům a destruktivním poruchám vyplývajícím z výbojů blesku a v důsledku spínacích procesů ve vysokonapěťové elektrotechnice;
- výjimečná elektrická izolace mezi řídicím obvodem (cívkou) a skupinou kontaktů — nejnovější standard 5 kV je pro většinu polovodičových spínačů nedosažitelným snem;
- nízký úbytek napětí na zavřených kontaktech a v důsledku toho nízká tvorba tepla: při spínání proudu 10 A rozptýlí malé relé přes cívku a kontakty celkem méně než 0,5 W, zatímco triakové relé vydává více než 15 W do atmosféry, která za prvé vyžaduje intenzivní chlazení a za druhé zhoršuje skleníkový efekt na planetě;
- extrémně nízké náklady na elektromagnetická relé ve srovnání s polovodičovými spínači
S ohledem na výhody elektromechaniky si také všimneme nevýhod relé: nízká rychlost provozu, omezené (i když velmi velké) elektrické a mechanické zdroje, vytváření rádiového rušení při zavírání a otevírání kontaktů a konečně poslední a nepříjemná vlastnost — problémy se spínáním indukčních zátěží a vysokonapěťových stejnosměrných zátěží.
Typickou aplikační praxí vysokovýkonných elektromagnetických relé je spínání zátěží při 220 V AC nebo 5 až 24 V DC při spínacích proudech do 10-16 A. servo), žárovky, elektromagnety a další aktivní, indukční a kapacitní spotřebiče elektrické energie v rozsahu od 1 W do 2-3 kW.
Polarizovaná elektromagnetická relé
Jedním typem elektromagnetického relé je polarizované elektromagnetické relé. Jejich hlavním rozdílem od neutrálních relé je schopnost reagovat na polaritu řídicího signálu.
Nejběžnější řada elektromagnetických ovládacích relé
Mezilehlé relé řady RPL. Relé jsou určena pro použití jako komponenty ve stacionárních instalacích, především v řídicích obvodech elektrických pohonů při napětí do 440 V DC a do 660 V AC s frekvencí 50 a 60 Hz.Relé jsou vhodná pro provoz v řídicích systémech s mikroprocesorovou technologií, kde je závěrná cívka obklopena omezovačem nebo s tyristorovým řízením. V případě potřeby lze na mezilehlé relé nainstalovat jedno z následujících. pluginy PKL a PVL… Jmenovitý proud kontaktů — 16A
Mezilehlé relé řady RPU-2M. Mezirelé RPU-2M jsou určena pro provoz v elektrických obvodech pro řízení a průmyslovou automatizaci střídavého proudu do napětí 415V, kmitočtu 50Hz a stejnosměrného proudu do napětí do 220V.
Relé řady RPU-0, RPU-2, RPU-4. Relé se vyrábí se stejnosměrnými snímacími cívkami pro napětí 12, 24, 48, 60, 110, 220 V a proudy 0,4 — 10 A a střídavými snímacími cívkami pro napětí 12, 24, 36, 110, 127, 220, 24030, 380 a proudy 1 — 10 A. Relé RPU-3 s napájecími cívkami DC — pro napětí 24, 48, 60, 110 a 220 V.
Mezirelé řady RP-21 jsou určeny pro použití v řídicích obvodech střídavých elektrických pohonů s napětím do 380V a ve stejnosměrných obvodech s napětím do 220V. Relé RP-21 jsou vybavena paticemi pro pájení, pro din. kolejnice nebo šroub.
Hlavní charakteristiky relé RP-21. Rozsah napájecího napětí, V: DC — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 AC s frekvencí 50 Hz — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 AC s frekvencí 60 Hz — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Jmenovité napětí kontaktního obvodu, V: DC relé — 12 … 220, AC relé — 12 … 380 Jmenovitý proud — 6,0 A Počet kontaktů sepnuto . / odpočinek / spínač — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Mechanická odolnost — nejméně 20 milionů cyklů.
Elektromagnetické stejnosměrné relé řady RES-6 jako mezirelé s napětím 80 — 300 V, spínací proud 0,1 — 3 A
Používá se také jako meziřada elektromagnetických relé RP-250, RP-321, RP-341, RP-42 a řada dalších, které lze použít jako napěťové relé.
Jak vybrat elektromagnetické relé
Provozní napětí a proudy v cívce relé musí být v rámci přípustných hodnot. Snížení pracovního proudu v cívce vede ke snížení spolehlivosti kontaktu a zvýšení přehřátí cívky, snížení spolehlivosti relé při maximální dovolené kladné teplotě.I krátkodobé napájení se zvýšeným provozním napětím na cívce relé je nežádoucí, protože to způsobuje mechanická přepětí v částech magnetického obvodu a kontaktních skupin a elektrické přepětí cívky při otevření obvodu může způsobit porušení izolace.
Při volbě režimu činnosti kontaktů relé je nutné vzít v úvahu hodnotu a typ spínaného proudu, charakter zátěže, celkový počet a četnost spínání.
Při spínání aktivních a indukčních zátěží je pro kontakty nejobtížnější proces otevírání obvodu, protože v tomto případě dochází v důsledku tvorby obloukového výboje k hlavnímu opotřebení kontaktů.
Jazýčkový spínač a jazýčková relé
Jak převinout vinutí cívek elektrických zařízení na jiný typ proudu
Modulární elektrické spotřebiče